ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / Дмитрий Кравченко / Запись

О ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ЭВОЛЮЦИИ

dims
12.04.2006
00:30
Мне всегда казалось, что половое размножение имеет изложенный ниже эволюционный смысл. Прав ли я, считается ли так в биологии?

Рассмотрим простую классическую модель эволюции.

Есть существа, форма которых определяется генами. Существа порождают друг друга. В процессе порождения происходят случайные мутации, благодаря которым потомки рождаются немного другими. Если потомок получает невыгодные признаки, то он погибает и с вероятностью сам потомства не оставляет. Если потомок получает выгодные признаки, то он выигрывает у других в борьбе за существование, порождает больше потомства, чем остальные. Таким образом, через время, в популяции оказывается всё больше всё более совершенных особей.

Если задуматься, то данная модель обладает одним явным недочётом.

Допустим, есть две возможности выгодного усовершенствования существ, А и Б. Допустим, на случайную реализацию каждой требуется примерно миллион поколений. По теории вероятностей, для того, чтобы реализовались сразу обе возможности, потребуется примерно два миллиона поколений.

Но!

Уже по окончании ОДНОГО миллиона поколений, в популяции УЖЕ будут встречаться особи, обладающие как признаком А, так и признаком Б. Просто эти признаки будут иметься у РАЗНЫХ особей. Ещё один миллион нужен лишь для того, чтобы уже ранее изобретённый признак Б, был изобретён повторно теми линиями, которые уже обладаю А.

Неоптимально! Зачем нужно изобретать признак второй раз?

Можно дать существам возможность ОБМЕНИВАТЬСЯ генами, и тогда возникнет вероятность ВСТРЕЧИ двух уже изобретённых признаков. То есть, для оптимизации процесса, нужно ввести половое размножение. Тогда, в вышеописанной ситуации, для создания существа А*Б потребуется не ДВА, а всего ОДИН миллион поколений. То есть, эффективность отбора возрастёт в ДВА РАЗА!

Из этого следует, что если мы возьмём какую-то особь, обладающую признаками А*Б*В..., то при условии, что вид способен к половому размножению, мы НЕИЗБЕЖНО, проведя палеонтологическое исследование, обнаружим, что эти признаки сперва встречались разрозненно, а потом встретились в предках данного существа.

Посему вопросы:

1) Признаётся ли наукой описанная мною роль полового размножения?
2) Разве не именно это явление наблюдается в палеонтологических исследованиях, как параллелизм итп?
3) Есть ли данные по тому, были ли способны существа с различными разрозненными признаками, например, птицы, спариваться друг с другом?

Димс
Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

13.04.2006 12:09#
О параллельной эволюции
Полностью согласен с рассуждением вплоть до фразы "Можно дать существам возможность ОБМЕНИВАТЬСЯ генами, и тогда возникнет вероятность ВСТРЕЧИ двух уже изобретённых признаков."

А вот дальше - не годится. Вы фактически ставите знак равенства между появлением полового размножения и появлением "возможности обмениваться генами". Это неверно. Возможность обмениваться генами - древнейшее свойство жизни, возникшее гораздо раньше, чем половое размножение. По-видимому, оно было уже на этапе молекулярной эволюции. Происходила рекомбинация, обмен участками между молекулами РНК в РНК-мире, еще на доорганизменной стадии, как показывают проводимые в настоящее время эксперименты.

Все прокариоты (не имеющие полового размножения) обмениваются генами друг с другом, для этого существует три основных способа: конъюгация, трансформация и трансдукция. Причем этот обмен осуществляется и между неродственными видами в том числе. Например, если посадить E.coli в популяцию цианобактерий, через некоторое время там будут цианобактерии с генами, полученными от E.coli. Это представители разных царств бактерий, как если бы слон скрестился с баобабом. И это происходит постоянно.

Половое размножение появилось только на уровне эукариот. Смысл этого события не в том, что "появилась возможность меняться генами", а в том, что эта возможность была резко ограничена (теперь разрешенным стал только обмен генами с близкими родственниками, с представителями своего вида), и, кроме того, она стала упорядоченной, подконтрольной (возникли специальные механизмы, такие как мейоз и кроссинговер, управляющие этим обменом).

2) Разве не именно это явление наблюдается в палеонтологических исследованиях, как параллелизм итп?

Действительно, на ранних этапах становления новых крупных таксонов наблюдается мозаичное распределение новых прогрессивных признаков (грубо говоря, у одного уже выросла шерсть, другой уже стал кормить детенышей молоком, третий уже приобрел внутреннее ухо с тремя слуховыми косточками и т.д.). Многие из этих признаков возникают параллельно в разных линиях, и в конце концов весь комплекс признаков собирается у какой-то одной или нескольких линий, и получаются настоящие млекопитающие.
Могут ли эти переходные формы скрещиваться между собой? Вряд ли, иначе процес перекомбинирования и собирания вместе всего синдрома признаков не растягивался бы на миллионы и десятки миллионов лет.

Но полностью исключать возможность участия в этих процессах горизонтального переноса генов нельзя. иногда случаются и межвидовые, и даже межродовые скрещивания; кроме того, возможен обмен генами при помощи вирусов.
14.04.2006 18:32#
dims
О параллельной эволюции
Спасибо за ответ.

Да, конечно же, я слишком вольно употребил термин "половое размножение", назвав этим термином просто всякий обмен генами. Мне было известно, что бактерии тоже обмениваются генами и не по такой системе, как более высшие существа. Да, при этом я понимаю, что собственно половое размножение возникло для контроля за обменом генами и явилось ограничением этой возможности.

По поводу п. 2. Я так понял, что главным доводом против горизонтальной передачи генов являются долгие сроки этого процесса. Да, убедительно. Хотя возникает мысль: а что, если процесс межвидового и межродового горизонтального переноса генов тоже уже давно поставлен природой под контроль? То есть, я допустил масштабную ошибку: внутривидовое скрещивание слишком быстротекущий процесс для объяснения явления, но всё-таки есть аналогичный межвидовой и межродовой процесс, подходящий и по темпам.
14.04.2006 23:42#
О параллельной эволюции
"а что, если процесс межвидового и межродового горизонтального переноса генов тоже уже давно поставлен природой под контроль? ... внутривидовое скрещивание слишком быстротекущий процесс для объяснения явления, но всё-таки есть аналогичный межвидовой и межродовой процесс, подходящий и по темпам."

Идея "неканоническая", но, на мой взгляд, очень привлекательная. Лично мне представляется вполне вероятным, что в периоды так называемого "архаического многообразия" (когда формируется пучок параллельно развивающихся близких линий с мозаичным распределением прогрессивных признаков "нарождающегося" крупного таксона) изоляционные барьеры могут быть ослаблены, внутривидовая изменчивость очень велика, а границы видов не столь четки. Межвидовая гибридизация, как известно, случается; можно представить и такую ситуацию, что гены передаются "по цепочке" от вида к виду. Среди палеонтологов такие идеи существуют, но высказываются обычно шепотом.
20.04.2006 05:59#
nature_wonder
О параллельной эволюции
Александр, возможность гибридизации даже несколько выше, чем обычно предполагается.
См. полностью http://midu2.livejournal.com/25800.html
Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 640

Пользователей
в системе: 2724

Всего записей
и комментариев: 48547

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 23

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ


 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия