Жизнь – без начала и конца

[egovoru]

Дарвин предложил механизм приспособительной эволюции, но генетики быстро обнаружили, что не всякая эволюция непременно повышает приспособленность: генофонд популяции может изменяться и ненаправленно. Одна из причин такого «дрейфа генов» – случайные колебания численности организмов, «волны жизни». До разгрома генетики в Советском Союзе их изучал Сергей Четвериков. Современный генетик Майкл Линч полагает, что «дрейф генов» может объяснить постепенное усложнение живых организмов в ходе эволюции.

Строго говоря, он имеет в виду не сложность организмов, универсальной количественной оценки которой еще никто не придумал, а сложность генома и даже просто его размер. В самом деле, размеры геномов прокариот – примерно 1-10 млн пар нуклеотидов, а геномов многоклеточных эукариот вроде нас с вами – порядка 3000 млн. Линч объясняет это тем, что где-то на пути от бактерий к человеку жизнь прошла через «бутылочное горлышко» малочисленных популяций.

Скорость утраты случайной мутации (например, дупликации какого-то гена) в череде поколений пропорциональна размеру популяции. То есть, в больших популяциях дупликации будут исчезать, а в малых – сохраняться и накапливаться. Каждый ген из пары будет мутировать независимо, а один из них может даже рекрутироваться для новой функции. В конце концов из одного гена получатся два разных, увеличив тем самым сложность генома.

Для проверки своей гипотезы Линч попробовал оценить «эффективный размер популяции» организмов с геномами разной величины по уровню «бесшумных» полиморфизмов (нуклеотидных замен, не влияющих на последовательность кодируемого белка из-за вырожденности генетического кода и потому не подверженных отбору). У него действительно получилась обратная зависимость от размера генома (график внизу справа). Правда, ему тут же указали, что распространенность полиморфизмов определяется не только величиной полуляции, но и вероятностью мутагенеза, а она может быть разной у разных видов. Критики высказали и другие сомнения, но мне кажется, рациональное зерно в гипотезе Линча все же может быть.

Диаграмма из упомянутой в тексте статьи Линча, показывающая его оценки произведения эффективного размера популяции и скорости мутагенеза (N_eu) для разных видов, и график зависимости
этого параметра и числа генов от размера генома

Comments

[yoginka.livejournal.com]

А это уже моя профессиональная область :) Увеличение длины кода совершенно не гарантирует усложнение выполняемой функции. Длину можно беспредельно увеличивать, никак не изменяя выполняемые функции. (Уменьшать тоже можно, но лишь до определенного предела).

[egovoru.livejournal.com]

Линч пишет, что после первоначального "увеличения длины кода" за счет накопления повторов в периоде малой численности жизнь разделилась на две линии: в одной пошла "очистка от мусора" и компактизация генома, в другой - накопившийся мусор стал задействоваться дла новых функций, что и привело к увеличению структурной сложности. Похоже на то, что, если мусор не выбрасывать достаточно долго, то рано или поздно он оказывается для чего-то полезным :)

Вообще говоря, Линч в 2007 году написал целую книжку, развивая эти свои идеи. Я, правда, не уверена, что мой интерес к этой теме настолько велик, чтобы углубляться в этот опус :)

[yoginka.livejournal.com]

//жизнь разделилась на две линии: в одной пошла "очистка от мусора" и компактизация генома, в другой - накопившийся мусор стал задействоваться дла новых функций,//
- И это разделение на две линии, и процессы в каждой из них - результат чистой случайности? Очень большая натяжка. Почему в линиях пошли процессы в разные стороны, а не колебания туда-сюда, сводящие первоначальные различия между линиями на нет?

[egovoru.livejournal.com]

"Очень большая натяжка"

Почему "натяжка"? Дивергенция линий - самая обычная вещь в ходе эволюции. Раньше вообще считалось, что это ее единственный механизм - я помню такое даже в школьном учебнике. Теперь, правда, гибридизации тоже придают некоторую роль.

[yoginka.livejournal.com]

//Дивергенция линий - самая обычная вещь в ходе эволюции.//
- Я не отрицаю ее обычности. Как и не отрицаю того, что усложнение происходило. "Натяжка" - что это все не объясняется законами, получается игра случая.
Кстати, у нас тут тоже произошло разделение на две линии дискуссии, предлагаю эту закрыть.

[egovoru.livejournal.com]

Хорошо, давайте закроем, но мне кажется, Вы преувеличиваете роль "законов". "Законы" - это всего-навсего уловленные нами регулярности в сплошном потоке шума, который мы воспринимаем своими органами чувств. Мы надеемся, что, если что-то повторялось изо дня в день много лет, то оно произойдет и завтра. Но индейка, о которой говорил Бертран Рассел, тоже на это надеялась :(