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]

//Я восприняла Ваши "уравнения химической кинетики" в обобщенном значении "физические законы"//
- Вот здесь-то и "собака зарыта" оказалась!!! Это все ровно наоборот. Во-первых, слова эти не мои, а Ваши (впервые появившиеся здесь: https://egovoru.livejournal.com/157127.html?thread=12389319#t12389319). Я же их постоянно повторяла как раз потому, что мне эта формулировка показалась очень сильно ограничивающей и потому не могущей претендовать на то, что этим все описывается. Во-вторых, я не только не включала в эти Ваши слова все физические законы, но даже прямо указывала на отсутствие реальной (технической) возможности включить туда все четыре взаимодействия, которые Вы ВДРУГ упомянули несколькими комментериями позже этого.

Уравнение Шредингера и некоторые чисто квантовые явления в химии иногда все-таки привлекают, насколько я знаю, в частности, в работе энзимов (https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_biology#Enzymatic_activity_(quantum_biochemistry)). Но никогда не слышала, чтобы выходили на уровень учета сильного взаимодействия. Это технически не представляется возможным.

[egovoru.livejournal.com]

"Уравнение Шредингера и некоторые чисто квантовые явления в химии иногда все-таки привлекают"

Да, но для моделирования только маленьких участков биомолекул - например, реакционных центров ферментов. Квантово-механическое описание целой белковой молекулы - технически совершенно неподъемная задача.

"Во-первых, слова эти не мои, а Ваши"

Мне кажется, этот предмет беседы уже исчерпал себя. Вы уже поняли, что я не утверждаю, что уравнения химической кинетики дают исчерпывающее описание живой клетки, а я уже поняла, что Вы не утверждаете, что в клетке есть "торсионные поля" или еще какие-то неведомые физике взаимодействия. Впредь я постараюсь сначала уточнять, правильно ли я Вас поняла, и уже потом возражать :)

[yoginka.livejournal.com]

Договорились :)