Это тайна мутации, шутка природы, ошибка

[egovoru]

Наследственная изменчивость – необходимое условие биологической эволюции. В середине 20-го века ее по умолчанию считали константой, а роль переменных отводили направлению и степени давления отбора. Однако быстро выяснилось, что интенсивность мутагенеза зависит от условий среды (и сегодня, когда мы лучше знаем матчасть, это совсем не кажется неожиданностью). Причем задействован тут не единый регуляторный механизм, а множество их – даже у одной и той же кишечной палочки, на которой их в основном и изучают. Ни в коей мере не будучи специалистом в этой области, я обещала уважаемому ablertus'у хотя бы вчерне разобраться по литературе, что же известно на сегодняшний день?

Любимый объект молекулярно-генетических исследований на бактериях – ген β-галактозидазы, фермента, расщепляющего лактозу. Существуют мутации, начисто вырубающие функцию этого белка. В размножающейся популяции мутантных бактерий время от времени появляются ревертанты, несущие возвратные мутации к дикому типу, причем частота этих реверсий низка, если выращивать бактерии в среде без лактозы, но повышается, если дать им только лактозу как единственный источник пищи. Более того, молекулярные механизмы, ответственные за появление ревертантов в этих двух случаях, совершенно различны. Казалось бы, налицо направленное адаптивное влияние среды на гены, не так ли?

Так, да не так. Когда проводились первые эксперименты такого рода, еще не было технических возможностей отслеживать, а что же происходит в других участках генома? Когда же такие возможности появились, выяснилось, что частота мутаций повышается вовсе не только у гена β-галактозидазы, но и у многих других генов, не имеющих никакого отношения к метаболизму лактозы.

Текущая модель стресс-индуцированного мутагенеза предполагает, что его адаптивность заключается просто в том, что общее увеличение числа мутаций повышает и вероятность появления полезных мутаций, помогаюших справляться со стрессом. Оказалось, однако, что далеко не все виды стресса приводят к увеличению числа мутаций: в некоторых случаях число мутаций не меняется, но происходят качественные изменения в самом характере мутаций – скажем, увеличивается число однонуклеотидных замен, но снижается число делеций (потерь участков ДНК). Пока непонятно, есть ли в этом какой-то эволюционный смысл – исследования продолжаются.

Автор последнего упомянутого обзора предлагает заменить понятие «стресс-индуцированного мутагенеза» понятием «стресс-индуцированной генетической вариабельности», чтобы подчеркнуть изменение не только числа, но и характера мутаций при стрессе

Comments

[egovoru.livejournal.com]

"есть даже термин "эффект бутылочного горлышка"

Мне кажется, наш собеседник имел в виду совсем не это. "Эффект бутылочного горлышка" просто означает, что некоторые гены присутствуют у организмов не потому, что они отобрались отбором, а потому, что они случайно оказались у тех организмов, кто выжил в какой-то неспецифически-смертельной ситуации. Это ведь вовсе не означает, что есть какие-то заранее предусмотренные "каналы эволюции", в которые надо попасть, чтобы не вымереть - наоборот, пути эволюции сугубо непредсказуемы.

[serge no (from livejournal.com)]

Отчего же предусмотренные? Они от предшествующей эволюционной истории могут зависеть, но тем не менее быть каналами, а не сплошным фронтом. Например, вода в своём круговороте с материков в океаны стекает по определённым руслам. Это же не означает, что русла были жёстко "предусмотрены".

[egovoru.livejournal.com]

Если Вы имеете в виду, что предсуществующие этапы эволюции в какой-то мере задают (или, скорее, ограничивают) последующие - то да, это так. Более того, организмы очень медленно утрачивают что-то, что у них уже было, даже если в новых условиях оно становится ненужным - для этого нужен очень сильный отбор против. Чаще новое просто лепится на уже имеющееся старое. Ну и, конечно, есть вещи, немозможные просто в силу физических законов: индивидуальные клетки не могут быть размером с футбольный мяч, существо размером с человека не может прыгать так же высоко относительно своего роста, как блоха и т.д.

[serge no (from livejournal.com)]

Я имею в виду, что существующие домены отражают конфигурацию, так сказать, эволюционного пространства-времени. Если у того ЛУКИ, которого ищут, были конкуренты, то непосредственно они или их ближайшие потомки и вымерли, а не потом вымерли развившиеся из них домены.

[egovoru.livejournal.com]

Так ведь домены-то не обязательно должны быть представлены миллионами форм: какие-то эволюционные линии пресекаются в самом начале.

[serge no (from livejournal.com)]

А это не домены. Это эволюционные тупики, за которыми разветвлённой системы ходов для дальнейших экспериментов не было. Даже если в них многократно пытались тыкаться (чего на ранних этапах нельзя исключать), ни одна попытка не была удачной.

[egovoru.livejournal.com]

О, если действительно обнаружат хотя бы один какой-нибудь вид, настолько же существенно отличающийся от бактерий и архей, как они друг от друга, будьте уверены, его выделят в отдельный домен! Категория "домен" характеризует только степень отличий, а не число видов в данной группе (как, собственно, и любые другие систематические категории).

[serge no (from livejournal.com)]

Всё может быть. Может, и следы инопланетного происхождения жизни на Земле обнаружат, мало ли. )

[egovoru.livejournal.com]

На мой взгляд, на инопланетное происхождение косвенно намекает подозрительно короткий срок, который появление жизни потребовало - всего около миллиарда лет. Правда, тут, конечно, очень трудно судить, чрезмерно ли это короткий срок или нет. Темпы эволюции сильно зависят от степени давления отбора, а кто знает, какова она была в тех условиях?