(no subject)
Jan. 12th, 2024 08:59 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
marigranula В продолжение https://marigranula.livejournal.com/368836.html
На протяжении эволюции, позвоночные прошли через несколько дупликаций всего генома, то есть геном целиком удваивался, а потом часть генов терялась, а часть приобрела новые функции. Предполагается, что эти дупликации ускоряют эволюцию. Интересно, что вслед за дупликацией генома у предков челюстноротых (группы, которая объединяет всех позвоночных, кроме миног и миксин) приблизительно 490 миллионов лет назад произошел резкий скачек усложнения организмов.
В интересной статье Hagfish genome elucidates vertebrate whole-genome duplication events and their evolutionary consequences показывается, что приблизительно в тоже время произошло утроение генома у предка миног и миксин, что , однако, не привело к сильному усложнению организмов.
На рисунке показана эволюция позвоночных, 1R означает первую дупликацию генома, произошедшую у предка всех позвоночных, 2R означает дупликацию генома у предка челюстноротых, CR означает трипликацию генома у предка миног и миксин.
Возможно, не сама дупликация генома ускоряет эволюцию, а дупликация генома путем гибридизации, как это произошло у предка челюстноротых. Эта гибридизация и подтолкнула эволюцию челюстноротых со всеми их многочисленными новшествами, такими как сложная нервная система и собственно челюсти...
На протяжении эволюции, позвоночные прошли через несколько дупликаций всего генома, то есть геном целиком удваивался, а потом часть генов терялась, а часть приобрела новые функции. Предполагается, что эти дупликации ускоряют эволюцию. Интересно, что вслед за дупликацией генома у предков челюстноротых (группы, которая объединяет всех позвоночных, кроме миног и миксин) приблизительно 490 миллионов лет назад произошел резкий скачек усложнения организмов.
В интересной статье Hagfish genome elucidates vertebrate whole-genome duplication events and their evolutionary consequences показывается, что приблизительно в тоже время произошло утроение генома у предка миног и миксин, что , однако, не привело к сильному усложнению организмов.
На рисунке показана эволюция позвоночных, 1R означает первую дупликацию генома, произошедшую у предка всех позвоночных, 2R означает дупликацию генома у предка челюстноротых, CR означает трипликацию генома у предка миног и миксин.
Возможно, не сама дупликация генома ускоряет эволюцию, а дупликация генома путем гибридизации, как это произошло у предка челюстноротых. Эта гибридизация и подтолкнула эволюцию челюстноротых со всеми их многочисленными новшествами, такими как сложная нервная система и собственно челюсти...
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2024-01-12 09:02 pm (UTC)Ближайшие к человеку виды очень веселят. Мышь, собака, слон, броненосец, валлаби, опоссум, утконос.
no subject
Date: 2024-01-13 04:46 am (UTC)Те, у которых определена последовательность генома.
no subject
Date: 2024-01-13 04:59 am (UTC)Я вас умоляю; их там как собак, пардон за каламбур. Забавен именно выбор.
no subject
Date: 2024-01-12 09:13 pm (UTC)no subject
Date: 2024-01-13 06:11 am (UTC)Ага :)))
no subject
Date: 2024-01-12 10:29 pm (UTC)no subject
Date: 2024-01-13 06:54 am (UTC)В данном случае, речь шла о большем количестве разных органов и тканей, и большей специализации. Я согласен, что выражение довольно двусмысленное :((
no subject
Date: 2024-01-13 04:21 am (UTC)Мне кажется, эту проблему стоит рассматривать с другой стороны. Не дупликация или трипликация ускоряет эволюцию, а некий внешний экологический фактор, очевидно — неблагоприятный, ускоряет эволюцию, в частности, провоцируя мутации и дупликацию генома, как аварийный защитный механизм. Это объясняет синхронность изменений у различных групп. Трипликация оказалась более удачным решением, так что дальнейшие изменения не потребовались. Дупликантам пришлось изменяться сильнее, чтобы выжить. А вот ланцетники вообще обошлись без всего этого. Видимо, на их среду обитания фактор не подействовал. Или их организм оказался достаточно совершенным, чтобы пережить изменения среды без серьёзной перестройки.
Эволюция, она ведь не от хорошей жизни, а как раз, от плохой. ;)
no subject
Date: 2024-01-13 07:04 am (UTC)Это два комплиментарных фактора: дупликация дает дополнительный "материал", а экологические факторы создают отбор.
"провоцируя мутации и дупликацию генома, как аварийный защитный механизм"
Да, такие гипотезы высказывались, но до сих пор единственное что было обнаружено что бы подходило под это определение — бактерии в состоянии стресса чаще захватывают и интегрируют в свой геном ДНК из окружающей среды, тем самым возможно получая полезные гены.
Ату, ребята, хватайте Кука!
Кто уплетёт его без соли и без лука,
Тот сильным, смелым, добрым будет — вроде Кука!
"А вот ланцетники вообще обошлись без всего этого."
Да. это огромная загадка — почему так....
no subject
Date: 2024-01-13 09:06 am (UTC)"Да. это огромная загадка — почему так...."
Да нет никакой загадки. Им это просто не нужно. Они оптимально приспособлены к среде. Эволюция — удел неудачников. Первопричиной любых изменений биологического организма всегда является неблагоприятный экологический фактор. Изменение среды или увеличение плотности популяции и конкуренция за ресурсы. Тот, кто хорошо приспособлен и для кого этот фактор не является значимым не эволюционирует. А вот остальным приходится суетиться.
Без провоцирующего фактора эволюция не идёт, по той простой причине, что если организм идеально приспособлен, любые мутации будут негативными и отбракуются естественным отбором. Другое дело, что среда, со временем, меняется и долго сохранять статус кво мало кому удаётся. Хотя, на планете хватает видов, которые на столько сбалансированы и универсальны, что умудрились пережить кучу вымираний и глобальных катаклизмов, практически без изменений. Их эволюция быстро привела к оптимальной форме и, за ненадобностью, остановилась.
"Это два комплиментарных фактора: дупликация дает дополнительный "материал", а экологические факторы создают отбор."
Это причина, вернее — угроза (экологический фактор) и следствие, вернее — метод её устранения (дупликация и другие мутации). Без мутаций экологический фактор просто уничтожил бы популяцию полностью. Но без фактора мутации не стали бы позитивными, соответственно, не закрепились бы. Между ними такая же комплиментарность, как между щитом и копьём.
no subject
Date: 2024-01-13 06:01 pm (UTC)Ну эволюция не является направленной в том смысле, что окружающая среда ее не направляет, а отбирает возникшие варианты.
"Без провоцирующего фактора эволюция не идёт, по той простой причине, что если организм идеально приспособлен, любые мутации будут негативными и отбракуются естественным отбором. "
Дело в том, что организмы конкурируют друг с другом, и поэтому эволюция продолжается бесконечно — например, конкуренты эволюционируют новые токсины и противоядья до бесконечности.
no subject
Date: 2024-01-14 07:22 am (UTC)Мне кажется, Вы немного путаете причину со следствием. Эволюция это не самодостаточный процесс, а ответное действие. И конкуренция возникает не сразу. Изначально был ресурс — определённые условия среды, набор строительных материалов и некий катализатор, что сделало возможным появления первичных самореплицирующихся белков. Реплицировались они довольно медленно, и весьма долгое всё крутилось по одному цикличному сценарию. Пока ресурса всем хватало, эволюционирования не происходило. И только через несколько миллионов лет, когда, вероятно, плотность популяции, всё же, превысило объём ресурса или условия изменились, мутации, которые до этого приводили к появлению менее приспособленных организмов, наконец пригодились. И те признаки, которые были лишними в прежних условиях, дали своим носителям шанс на выживание в изменившихся. Ну, тут и понеслось. Но процесс, всё равно, идёт рывками. Приспособление к новым условиям — бурный мутагенез, скачёк эволюции. Потом стабилизация и рост популяции со стабильно удачным гено-фенотипом — замедление. Пока не численность не превышает объём ресурса изменений не происходит. А когда превысит, появится конкуренция и слабейшие особи будут вытеснены в другую экологическую нишу, где всё начнётся по-новой и появится новый вид. Это хорошо прослеживается на примере глобальных вымираний. Несколько млн. лет до катастрофического изменения условий изменчивость прослеживается в очень малой степени, т.е., эволюция идёт очень медленно. Зато, после каждого катаклизма — резкий рывок. Разница в скорости — несколько порядков. Т.е., очевидно, что причиной эволюции является изменение условий.
А отбор работает в обе стороны. При стабильных условиях и низком экологическом давлении он тормозит эволюцию, зачищая мутантов. А при изменении условий зачищает уже носителей стабильного фенотипа, оставляя удачных мутантов и стимулируя эволюционный ответ.
no subject
Date: 2024-01-14 07:32 am (UTC)"Пока ресурса всем хватало, эволюционирования не происходило. "
В самом начале, очень быстро появляются макромолекулярные комплексы-паразиты которые начали паразитировать на самовоспроизводящихся макромолекулярных комплексах, и дальше уже шла эволюционная гонка между ними.
Ну и например, несколько видов морских уточек плавающие по морю прикрепленные к субстрату эволюционировали способность наполнять цемент, которым они прилеплялись к субстрату, пузырьками воздуха и пустились в свободное плавание. Один моллюск выделял специальную слизь которой он обволакивал икринки. Потом он стал обволакивать пузырьки воздуха, делал поплавок и тоже начал плавать по поверхности. Если есть свободная экологическая ниша — то ее займут.
Всплеск эволюции после массовых вымираний происходит из-за освобождения экологических ниш.
no subject
Date: 2024-01-14 09:14 am (UTC)Ну, не так чтобы очень быстро. ;) И — ключевой момент — эволюционная гонка началась только после превышения плотности популяции и появления конкуренции.
"несколько видов морских уточек плавающие по морю прикрепленные к субстрату эволюционировали способность наполнять цемент, которым они прилеплялись к субстрату, пузырьками воздуха и пустились в свободное плавание."
Не думаю, что моллюски делали это от хорошей жизни. Эмигранты, по крайней мере, от хорошей жизни не уезжают. ;)
"Всплеск эволюции после массовых вымираний происходит из-за освобождения экологических ниш."
Не освобождения, а создания новых. Условия всегда очень сильно меняются.
Сейчас на Земле уже, в принципе, слишком много биологических существ и они все, в той или иной форме, конкурируют друг с другом, не только внутри популяции, но и с другими видами, классами и даже типами. Поэтому и кажется, что эволюция идёт сама по себе. Но, с другой стороны, ещё несколько веков назад мутагенез шёл довольно вяло, судя по тому, что большинство видов гораздо старше. А сейчас условия среды стали быстро меняться (не без нашего участия) и мутагенез заметно ускорился. Виды начали меняться, чтобы приспособиться.
no subject
Date: 2024-01-14 10:44 am (UTC)"Не думаю, что моллюски делали это от хорошей жизни."
Они "делают" это потому что жизнь в другой жизни лучше.
Ну смотрите, когда уточка сидит на плавающем куске дерева, она конкурирует за проплывающий фитопланктон с остальными уточками. А когда она одна плавает по морю, то соответственно конкуренции гораздо меньше.
Все таки нельзя сказать, что жизнь где-то хороша, правильнее сказать, что жизнь лучше или хуже. Если Вы получаете на своей работе 100 монет в месяц, то это не плохая и не хорошая зарплата. Она хуже работы где Вам бы платили 200 монет — и вполне возможно, что есть смысл на новую работу перейти, не потому что текущая плохая, а новая лучше.
no subject
Date: 2024-01-14 11:46 am (UTC)no subject
Date: 2024-01-14 12:47 pm (UTC)Так любая популяция начинает расти пока не достигнет "насыщения" — это для всех верно, без исключения.
no subject
Date: 2024-01-14 06:41 pm (UTC)Нет, если скорость воспроизводства не превышает или зависит от естественной убыли. Исключений хватает. Те же ланцетники, морские черепахи, археи и т.д.
no subject
Date: 2024-01-15 09:45 am (UTC)Ланцетники живут в своей нише, из которой их никто не вытеснил почему-то...
no subject
Date: 2024-01-14 07:38 am (UTC)Кстати, на счёт направленности эволюции, не всё так очевидно. Математическая модель Дарвиновской теории спонтанного мутагенеза не соответствует по скорости реальному уровню изменчивости. А некоторые примеры параллельной эволюции сложных симбионтов, так вообще практически выпадают из вероятности. Взять, хотя бы, цветочного богомола, который одновременно косит под орхидею, яйца свои камуфлирует под семена, чтобы их определённый вид муравьёв ныкал в тёплый муравейник и охранял, а личинки уже косят под самих муравьёв, чтобы их не сожрали. Вероятность возникновения такого набора мутаций путём простого перебора вариантов очень близка к 0. А ведь это не единственный пример сложных приспособлений. Так что, думаю, некий механизм направления мутагенеза, всё же, существует. Просто ещё не открыт.
no subject
Date: 2024-01-14 10:38 am (UTC)"Так что, думаю, некий механизм направления мутагенеза, всё же, существует."
Его трудно себе представить — ведь в Вашем примере направленная эволюция по видимому должна означать, что богомол увидев цветок орхидеи должен передать каким-то образом соответствующую информацию в зиготу?
no subject
Date: 2024-01-14 11:41 am (UTC)То, о чём говорят сейчас квантовые физики тоже не в раз представишь. Да и современная генетика всего век назад показалась бы полным бредом. ;)
no subject
Date: 2024-01-14 12:48 pm (UTC)Мне кажется, слоны и черпаха были всегда художественным образом, что в это никогда не верили :)))
no subject
Date: 2024-01-15 10:18 am (UTC)Джордано Бруно вряд ли бы с этим согласился. ;)
no subject
Date: 2024-01-15 10:33 am (UTC)Джоржано Бруно обвиняли в идее множественности обитаемых миров, на то что земля не стоит на черепахе.
no subject
Date: 2024-01-25 01:33 pm (UTC)В смысле, длина генетической последовательности (и пространство для мутаций) удвоилось?
no subject
Date: 2024-01-25 03:02 pm (UTC)no subject
Date: 2024-01-25 03:14 pm (UTC)И при делении ядра они все копируются, так?
no subject
Date: 2024-01-25 09:01 pm (UTC)Не совсем, ядра не делятся — они формируются по новой после репликации хромосом, при делении клетки — да, они все копируются.