С ума сошли генетики от ген и хромосом
Jun. 8th, 2016 07:26 pmЦелая глава в ней называется «Эволюция по Ламарку», и в качестве первого примера предлагается так называемая CRISPR защита бактерий от вирусов. Расшифровка этой аббревиатуры не важна для существа дела, а оно состоит в том, что бактерия захватывает кусок генома напавшего на нее вируса и встраивает его в свой. Потом она использует этот кусок для распознавания и уничтожения таких вирусов при их повторной атаке (примерно так, как пограничники, имея фотографию террориста, вяжут его при попытке проникнуть в страну).

Напомню, что идея Ламарка состояла в том, что изменение условий среды приводит к изменению строения организма, которое передается его потомкам. Ламарк, конечно, ничего не знал о механизме наследственности; но мы-то кое-что знаем. А раз так, то негоже нам называть «наследуемым влиянием среды» захват чужого генетического материала.
Разумеется, все, что не является рассматриваемым организмом, формально может быть обозначено как «среда». Кунин пользуется этой возможностью, причисляя к «среде» и чужеродные гены. Но по этой логике следует назвать «средой» и генного инженера, создающего генно-модифицированный организм :)
На самом деле в переводе на современный язык гипотеза Ламарка означает, что регулярное вытягивание шеи привело бы к такому изменению последовательности нуклеотидов в жирафьей ДНК, что шеи его потомков стали бы длиннее. Ни один из разбираемых Куниным примеров не подходит под эту схему: бактерия приобретает «иммунитет» к вирусу отнюдь не путем упражнения в сопротивлении ему.
Мы уже обсуждали здесь занимательную книжку Джона Хоргана. Побеседовав с несколькими крупными эволюционистами, он пришел к выводу, что им не дают покоя лавры Дарвина. Действительно, едва ли можно назвать биолога, труды которого имели столь же фундаментальное значение. Отсюда (подсознательное?) желание увидеть сенсационное опровержение его взглядов даже там, где и близко нет ничего такого :)
no subject
Date: 2016-06-09 05:10 am (UTC)Любой горизонтальный перенос генов технически есть наследование приобретенных признаков, равно как и встраивание вируса в геном. Не вижу, чем Криспр принципиально отличается от лизогенного фага, который с собой приносит устойчивость к другим фагам. Но мне кажется, что Ламарк совсем не это имел в виду, не прямую передачу куска информации, а постепенное развитие фенотипического признака с закреплением в потомстве. Чего вроде как не бывает, если отвлечься от эпигенетики и метилирования ДНК.
no subject
Date: 2016-06-09 12:31 pm (UTC)Еще он говорит о явлениях увеличения интенсивности мутагенеза (в первую очередь, за счет активности транспозонов) в стрессовых условиях. Этот механизм, тоже, конечно, никак не попадает под рубрику ламаркизма.
Конечно, Кунин всячески оговаривется, что все эти явления обнаруживают только отдельные черты ламарковской схемы и называет их "квазиламарковскими", но, на мой взгляд, он зря вообще употребляет это слово. Ламарк, конечно, был гений - на том уровне знаний о наследственности его гипотеза была блестящей, но сейчас мы знаем, что ничего такого не бывает.
Кунин выделяет еще и какое-то "наследование по Райту": как я поняла, это тогда когда случайная полезная мутация закрепляется не за счет отбора, а за счет дрейфа генов. На мой взгляд, нечестно называть это механизмом приспособительной эволюции, потому что на одну полезную зафиксированную дрейфом мутацию приходится масса неполезных.
Мне кажется, все эти усилия доказать, что отбор играет ограниченную роль - очень вредны для широкой публики. Специалист, и даже просто биолог, отлично понимает все эти детали, но у обычного читателя в голове образуется полная каша. Следующим шагом он начинает думать, что и Лысенко был прав и т.д. Так что, на мой взгляд, надо трижды взвешивать, прежде чем писать такие вещи. Называть же чужие гены "факторами среды" - на мой взгляд, это полный абсурд :( Настоящее передергивание :(
Но вообще-то книжка Кунина - кладезь знаний, и написана она совсем неплохо. Я собираюсь постепенно прочесть ее целиком, чтобы получить апдейт состояния этих областей, от которых я профессионально весьма далека. А тебе не приходилось ее читать?
no subject
Date: 2016-06-09 01:12 pm (UTC)А вообще Кунин живет в Штатах, тут про Лысенко не думают, все просто, про Ламарка впрочем тоже. В России конечно опаснее двигаться по этому пути. Но книжка Кунина весьма специальная, ее попы читать не станут.
no subject
Date: 2016-06-09 01:44 pm (UTC)Направленное - конечно, но наследуемое? Метилирование ДНК и проч. - не в счет, т.к. ламаркизм означал бы, что под действием среды меняется сама последовательность нуклеотидов, а не степень конденсации хроматина и т.д.
Встраивание фага, на мой взгляд, никак не подходит под категорию "влияние среды": это приобретение чужеродного наследственного материала. Влияние среды - это изменение своего насл. мат. под влиянием чего-то, что насл. мат-лом не является. Иными словами, надо, чтобы ДНК (РНК) сама собой приспособительно менялась, а не присоединяла чужую ДНК.
"А вообще Кунин живет в Штатах"
Я знаю - у него работает моя сокурсница, Света Шабалина. Но, если судить по ЖЖ, его книжку активно читают и в России: мне попадалось уже несколько хвалебных отзывов, и она, конечно, их заслуживает. Тем досаднее подобные неудачные моменты, которые, кстати, усиленно пропагандирует и Костя Северинов - тоже личность чрезвычайно популярная у российской аудитории.
no subject
Date: 2016-06-09 02:19 pm (UTC)no subject
Date: 2016-06-09 05:39 pm (UTC)Кстати Карл Вёзе в своей статье Woese C.R., Goldenfeld N. (2009). How the Microbial World Saved Evolution from the Scylla of Molecular Biology and the Charybdis of the Modern Synthesis. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 73, 14–21 при обсуждении эволюции цитирует Alfred North Whitehead: “A science which hesitates to forget its founders is lost”.
no subject
Date: 2016-06-09 10:38 pm (UTC)Мир, особенно профессиональный, тесен - моя ближайшая подруга тоже какое-то время поработала у этого Рязанова и вынесла из этого опыта примерно такие же впечатления, как и ты :(
Но я не думаю, что здесь дело именно в стране происхождения. Джон Хорган в своей книжке описывает свое общение с очень знаменитым эволюционистом, никакого отношения к России не имеющим - Стивеном Дж. Гоулдом. Та же самая история: тот готов на любые передергивания, лишь бы доказать, что Дарвин был неправ ;) Еще я помню, что у меня было такое же ощущение и от прочитанной в юности книжки Эрнста Майра - тоже очень знаменитого эволюциониста. Так что, по-моему, это особенность этой области науки ;)
no subject
Date: 2016-06-09 11:13 pm (UTC)Книжка, которую мы обсуждаем, вообще-то очень хорошая - рекомендую ее Вам: это детальная сводка современного состояния науки о наследственности и эволюции; ее полный текст наконец-то появился в сети, по ссылке из поста. К тому же написана она внятным языком без перегрузки техническими деталями. Но в главе о механизмах эволюции уважаемый автор незаметно производит подмену понятий, как фокусник незаметно достает кролика из рукава ;)
Когда мы говорим об адаптивном наследуемом влиянии среды, то мы имеем в виду влияние среды на гены (можно было бы сказать на ДНК, но у некоторых вирусов в качестве генетического материала выступает РНК). Среда - это по определению не гены, потому что в противном случае мы должны были бы говорить о взаимодействии генов с генами, а вовсе не о влиянии среды на них.
А пример, который приводит Кунин (описанный в посте) - как раз и есть пример взаимодействия генов с генами, как и весь более широкий класс явлений горизонтального переноса генов (который он тоже называет "квази-ламарковским" наследованием - "квази", поскольку у такого переноса в общем случае еще и нет никакой приспособительности). На самом же деле все эти явления к "влиянию среды", а следовательно и к ламаркизму, не имеют никакого отношения.
no subject
Date: 2016-06-10 01:10 am (UTC)А Рязанов, не к ночи будь помянут, поразительный фрукт, например, на голубом глазу советовал мне водительские права по приезде в Америку купить. Сам три раза провалил экзамен, после чего купил права в Джерси в пуэрто-риканском раионе (где все было схвачено на полуофициальном уровне), и пытался мне впарить этот подход (чтобы не отпускать меня с работы утром на экзамен).
no subject
Date: 2016-06-10 01:40 am (UTC)Вот это несомненно - потому что и область это своеобразная ;) За исключением микроорганизмов с их коротким временем жизни поколений, изучать эволюцию ни в направленном эксперименте, ни в природе невозможно. А раз так, то остаются, в лучшем случае, математические модели, а в худшем, "educated guess" ;)
Сама я еще в школьно-студенческое время поняла, что на такой скользкой почве я работать не хочу. Но, конечно, есть люди, которых это как раз и привлекает ;) Но главным образом, мне кажется, их раздражает авторитет Дарвина: ведь ясно, что ничего сравнимого в этой области уже не достигнешь, а это обидно ;)
Интересно, физики с таким же усердием пытаются опровергнуть, например, квантовую механику, или нет? Правда, там ситуация иная: если электрон диффрагирует, то от этого уж никуда не денешься ;)
no subject
Date: 2016-06-10 04:18 pm (UTC)А когда идеология начинает оказывать влияние на научный процесс это однозначно идёт в ущерб науке.
no subject
Date: 2016-06-10 05:22 pm (UTC)Кстати, даже Жуков согласился с ламаркизмом у бактерий:
http://polit.ru/article/2010/04/27/zhukov_severinov/
no subject
Date: 2016-06-10 10:48 pm (UTC)Не совсем так: я вовсе не предлагаю утаивать что бы то ни было от народа. Речь здесь идет об интерпретации результатов, и та, которую дает уважаемый автор, на мой взгляд, неверна по существу.
Называя чужеродные гены "средой", он подтасовывает карты. Ламаркизм, в переводе на современный язык, предполагает "обратный ход" информации от белка к нуклеиновым кислотам, а такого в природе не бывает, и сам Кунин многократно и недвусмысленно это подчеркивает.
Если же организм захватывает кусок чужеродного генома, как в рассматриваемом случае, это никак нельзя считать "влиянием среды". Среда - это по определению не гены: иначе все рассуждения о передаче генетической информации теряют смысл. Называние чужих генов средой чрезвычайно запутывает, поскольку сразу предполагает, что, например, и хорошее питание обеспечит Вам более упитанных детей, а такого не бывает - ни у людей, ни у бактерий. Биолог, скорее всего, не станет делать такого вывода, но вот широкая общественность, со школы помнящая о ламарковом жирафе - очень даже :(
Все примеры, которые описывает Кунин, либо заключаются в захвате чужого генетического материала, либо не имеют непосредственного приспособительного значения. К этой последней категории относится увеличение частоты мутаций в стрессовых условиях: в конечном итоге это помогает, т.к. расширяет базу отбора, но каждая конкретная мутация отнюдь не приспособительная.
no subject
Date: 2016-06-10 11:09 pm (UTC)"Тот же Кунин" здесь не годится, поскольку мы именно и разбираем его книжку ;) Костя Северинов - ближайший соратник Кунина. Что же касается Бори, то обратите внимание на то, что он пишет: "Чтобы информация из окружающей среды могла быть прямо внесена в геном, нужно, чтобы она уже была записана на языке генома."
На мой взгляд, "информацию, записанную на языке генома" (даже чужого), никак нельзя именовать "средой". Ламаркизм, в переводе на сегодняшний язык, означал бы "обратный ход" информации от белка к нуклеиновым кислотам, а такого не бывает - и тот же Кунин в своей книжке это многократно и недвусмысленно подчеркивает. И бактерия приобретает "иммунитет" к вирусу вовсе не посредством упражнения (как было бы по Ламарку).
Назвав же чужеродную ДНК/РНК "средой", он совершает подлог, который наверняка запутает если не биолога, то человека из широкой публики, как уже запутал Вас :(
no subject
Date: 2016-06-11 06:08 am (UTC)Что вам например мешает написать открытое письмо Кунину, в которым вы обвините его в подлоге?
no subject
Date: 2016-06-11 11:51 am (UTC)Разумеется, формально все, что не является рассматриваемым организмом, относится к "среде". Кунин и пользуется этой формальностью, когда называет криспр "ламарковским наследованием".
Но ведь когда мы задаемся вопросом о том, существует ли направленное (т.е., приспособительное) влияние среды на гены (то есть, ламарковский принцип наследования), мы разделяем мир на гены и не-гены и хотим узнать, могут ли гены целесообразно изменяться под действием не-генов. Ответ на этот вопрос - отрицательный, и Кунин его отнюдь не оспаривает.
Но он размывает эту проблему путем включения в "среду" также и генов других организмов. На мой взгляд, это концептуально и методологически неправильно. Если считать вирус, гены которого захватываются бактерией, средой - то тогда уж следует назвать "средой" и генного инженера, который создает генно-модифицированные организмы ;)
И особенно опасным мне кажется такое размывание в стране с лысенковской историей. Популярный читатель, услышав о том, что Ламарк, оказывается, был прав, ведь сразу вспомнит школьного ламарковского жирафа и начнет считать, что, если он культурист, то и дети у него родятся с накачанными мышцами, а потом - что и кукушку можно превратить в зяблика, если кормить соответственно :(
no subject
Date: 2016-06-11 03:26 pm (UTC)no subject
Date: 2016-06-12 08:22 am (UTC)Я давно заметил, что у людей существует огромная изменчивость по признаку, который можно назвать "нетерпимостью к неточности" (или просто "суровостью"). Люди, у которых этот признак сильно выражен, могут поднять шум по поводу малейшего несоответствия: то, что для одних -близкие, схожие понятия, для них - "да вы что, это же абсолютно разные вещи, разве вы не видите, что они различаются вот по этому признаку на целых 5%, как можно их отождествлять!" Например, однажды я видел очень яростный пост, в котором доказывалась, что вся современная генетика построена на лжи, что это вообще сплошной обман, а не наука. Обосновывалось это тем, что "гены" в понимании классиков генетики начала 20 века, и те "гены", о которых говорят сегодня - суть понятия совершенно разные! Классическая генетика не знала того-то и того-то, не подозревала о ДНК и таких-то процессах, с ней происходящих, а значит, нынешние "гены" не тождественны исходным "генам", т.е. налицо подмена понятий и злонамеренный, подлый обман.
По мне так это ерунда, потому что у меня эта самая "суровость" на минимуме (а у Вас, вероятно, на максимуме, поэтому я осознаю, что мой комментарий может вызвать у Вас лютое неприятие), и мне представляется, что понятие "ген" постепенно развивалось, менялось, уточнялось, как и генетика, но в общем и целом это не принципиально, а точный смысл, который вкладывали в это слово первые генетики, интересен по большому счету только историкам науки.
CRISPR напоминает ламарковское наследование, потому что налицо наследование приобретенного адаптивного признака, а под "ламарковским наследованием" сегодня обычно подразумевают именно наследование приобретенных в течение жизни адаптивных признаков. А уж что там в точности писал сам Ламарк, влияние среды и все прочее, никто и не знает, кроме историков науки. Помер Клим, да и хрен с ним. Это, конечно, плохо, что публика плохо знает классиков, но такова реальность.
Я на лекциях говорю про CRISPR так: в этом случае природа, пожалуй, ближе всего подошла к тому, что можно назвать "ламарковским наследованием". Хотя это очень специфический случай; новая информация, добавляемая в геном, уже сразу записана на языке ДНК и т.п. Как-то так.
Особого вреда я не вижу от того, что пишет Кунин. Его книга слишком сложна для того, чтобы люди, настолько тупые, чтобы использовать в каких-то пропагандистских целях его слова о ламарковском наследовании, прогрызлись сквозь этот текст. А биологи, как Вы сами пишете, сами все прекрасно понимают.
no subject
Date: 2016-06-12 08:30 am (UTC)Вот кстати, как раз бывает. Например, у дафний, да и у дрозофил тоже. Хорошо питающаяся, откормленная самка откладывает более крупные или более богатые желтком яйца (по сравнению с тощей, недокормленной самкой с таким же генотипом), и из них развивается более крупное (в среднем) потомство . Это называют "материнским эффектом" (хотя у данного термина есть и другое значение). Это - вполне себе наследование приобретенного признака, но наследование негенетическое, эфемерное, неустойчивое.
no subject
Date: 2016-06-12 11:59 am (UTC)Дело, однако, не только в степени неточности, но и в ее качестве: бывает неточность в букве, а бывает - в духе, и здесь, мне кажется, случай именно последнего :( Популяризация научный открытий неизбежно сопровождается некоторым "сглаживаением углов", и я это очень хорошо понимаю (я не написала ни одной популярной книжки или даже статьи, но много лет занималась преподаванием в биошколе). Тем не менее, одни вольности - допустимы, а другие - нет, потому что искажают существо дела :(
"CRISPR напоминает ламарковское наследование, потому что налицо наследование приобретенного адаптивного признака"
Да, но этот признак приобретен вместе с чужеродной ДНК, и это принципиально.
"А уж что там в точности писал сам Ламарк, влияние среды и все прочее, никто и не знает, кроме историков науки"
Не уверена. Гипотеза Ламарака входит (или, по крайней мере, входила) в школьную программу, a жираф, вытягивающий шею, хорошо запоминается ;)
Ламаркизм означает нарушение криковской "центральной догмы", наличие "обратного потока" информации от белка к нуклеиновым кислотам. А ведь ничего подобного, и сам Кунин это многократно подчеркивает, не обнаружено.
"Его книга слишком сложна для того"
В том-то и дело, что его книгу читают люди далеко не дремучие, но и не биологи - например, ее прочел и хвалебно о ней отзывается физик flying_bear. А главное, влияние книги на общество осуществляется ведь далеко не только в том, что кто-то ее читает, но и косвенно: один прочел, рассказал другому и т.д.
Идея же существования ламарковского наследования внедряется в массы, например, и лекцией Кости Северинова на "Постнауке" :(
no subject
Date: 2016-06-12 12:05 pm (UTC)Кстати, уж заодно позвольте спросить: ведь и действие эпигенетических изменений (метилирования ДНК, конденсации хроматина и т.д.) сохраняется в поколениях недолго, если устранить вызвавший его исходно фактор среды?
no subject
Date: 2016-06-12 12:14 pm (UTC)no subject
Date: 2016-06-12 12:27 pm (UTC)У Кунина мне не понравилось больше другое: его попытки доказать, что происхождение жизни (и эукариот, по-моему, тоже) это такие невероятные случайности, что их можно объяснить только при помощи теории множественных вселенных, где любая случайность обязательно хоть где-нибудь случится.
Вот это действительно сильно на руку креационистам и прочим наводителям тени на плетень. Кроме летучего медведя есть еще шкробиус, кажется, и другие.
И это неправда к тому же. И абиогенез, и эукариогенез постепенно расшифровываются и наверняка их вероятность не столь запредельно мала. В первом случае надежда есть на неферментативную репликацию, во втором - вон, локиархей открыли. Впрочем, есть и польза: подобные тексты стимулируют ученых что-то открыть новое, проясняющее неясные вопросы.
На меня, кстати, Кунинская книга подействовала стимулирующе, что вылилось в итоге в статейку про неферментативную репликацию и в большую статью про происхождение эукариот, которая, как мне кажется, немного приоткрывает завесу тайны - и я отправил ее в журнал, где Кунин главный редактор :) И Кунин дал положительный отзыв, который был опубликован. Если вдруг интересно, то вот: http://biologydirect.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13062-016-0131-8
no subject
Date: 2016-06-12 12:58 pm (UTC)Его мысли по поводу устройства мироздания мне не очень интересны, потому что на этот счет надо все-таки читать физиков ;) А вот его описание параллельного мира вирусов меня убедило: в мое (наше с Вами) струденческое время ведь однозначно считалось, что вирусы - это дериваты клеток, но сейчас, если верить Кунину (а нет оснований не верить) превалирующее мнение состоит в их независимом происхождении от каких-то первичных форм. Это показалось мне интересным и важным.
Его мнение насчет абиогенеза и эукариогенеза я еще не уяснила, т.к. не прочла еще соответствующих разделов. За ссылку на Вашу статью спасибо - попробую ее посмотреть, хотя, как я уже сказала, профессионально я далека от вопросов эволюции и "не знаю брода" ;)
Интересное обсуждение книги Кунина
Date: 2016-06-12 10:27 pm (UTC)