Человек - тупик эволюции или альтернативный путь развития?
Чем сложнее устроено растение или животное, тем труднее ему адаптироваться к изменениям в окружающей среде. Это идею в 1930 году выдвинул биолог Рональд Фишер. Однако возникает вопрос: если это положение верно, как объяснить великолепную адаптацию таких сложных организмов, как например орхидеи или птицы? Эта головоломка волнует биологов и служит аргументом для сторонников сотворения мира по божественному замыслу.
Исследование ученых из Мичиганского университета и Тайваньского научного медицинского института предлагает новую модель, которая доказывает возможность развития сложных организмов с помощью эволюционных процессов. Мало того - умеренная сложность способствует лучшей приспосабливаемости организма к изменениям окружающей среды.
Ученые сосредоточились на генетическом феномене, называемом плейотропией, когда один ген влияет более чем на один признак. Примеры плейотропии хорошо известны при определенных заболеваниях человека и задокументированы при изучении таких организмов, как мухи, дрожжи и мыши. Биологи признают важность плейотропии в процессах развития, старения и эволюции. Однако плейотропию трудно измерить, и общие закономерности этого явления плохо изучены.
Тем не менее группе исследователей удалось разработать математическую модель плейотропии, основанную на анализе нескольких больших баз данных генетических мутаций модельных организмов (дрожжи, круглые черви и мыши). Каждый набор данных включал тысячи генов и сотни признаков.
Изначально ученые предполагали, что все гены в организме в некоторой степени влияют на все его признаки, однако выяснилось, что большинство генов влияет только на небольшое число признаков и относительно маленькое число генов влияет на многие признаки.
Кроме того, была открыта "модульная" конструкция генов, когда гены и признаки группируются в "наборы". Гены в конкретном "наборе" влияют на определенную группу признаков, но не затрагивают другие группы признаков.
Все это ставит под сомнение мысль о том, что мутации в сложных организмах даются дорогой ценой. Модель Рональда Фишера предполагает, что мутации скорее на руку простым организмам. Это как сравнение с микроскопом и молотком: внося какое-либо изменение (например, изменение размеров любой детали на 1 см), больше вероятность испортить микроскоп, а не молоток.
Однако теперь очевидно, что даже если мутация появляется в сложном организме, она вряд ли распространится по всей популяции. И даже если это произойдет, влияние мутации, скорее всего, будет невелико. Это не опровергает гипотезу Фишера, но тем не менее уменьшает риск при мутациях сложных организмов и позволяет им в более широких пределах адаптироваться к изменениям окружающей среды.
Новая модель также показывает, что лучше всех адаптируются не простейшие или самые сложные организмы, а те, кто находится посередине по уровню сложности "конструкции".
Сторонники эволюционной теории, кажется, получили еще один весомый аргумент, который поможет объяснить развитие сложных видов без вмешательства божьей руки или инопланетного разума. Тем не менее вопрос, является ли человек идеальным продуктом эволюции остается открытым и даже ставится под некоторое сомнение, поскольку человек явно не является средней ступенькой в сложности живой материи. Возможно, наш разум стал уникальным альтернативным путем эволюции, которая "уперлась в тупик", достигнув предела сложности в развитии нашего организма.
Исследование ученых из Мичиганского университета и Тайваньского научного медицинского института предлагает новую модель, которая доказывает возможность развития сложных организмов с помощью эволюционных процессов. Мало того - умеренная сложность способствует лучшей приспосабливаемости организма к изменениям окружающей среды.
Ученые сосредоточились на генетическом феномене, называемом плейотропией, когда один ген влияет более чем на один признак. Примеры плейотропии хорошо известны при определенных заболеваниях человека и задокументированы при изучении таких организмов, как мухи, дрожжи и мыши. Биологи признают важность плейотропии в процессах развития, старения и эволюции. Однако плейотропию трудно измерить, и общие закономерности этого явления плохо изучены.
Тем не менее группе исследователей удалось разработать математическую модель плейотропии, основанную на анализе нескольких больших баз данных генетических мутаций модельных организмов (дрожжи, круглые черви и мыши). Каждый набор данных включал тысячи генов и сотни признаков.
Изначально ученые предполагали, что все гены в организме в некоторой степени влияют на все его признаки, однако выяснилось, что большинство генов влияет только на небольшое число признаков и относительно маленькое число генов влияет на многие признаки.
Кроме того, была открыта "модульная" конструкция генов, когда гены и признаки группируются в "наборы". Гены в конкретном "наборе" влияют на определенную группу признаков, но не затрагивают другие группы признаков.
Все это ставит под сомнение мысль о том, что мутации в сложных организмах даются дорогой ценой. Модель Рональда Фишера предполагает, что мутации скорее на руку простым организмам. Это как сравнение с микроскопом и молотком: внося какое-либо изменение (например, изменение размеров любой детали на 1 см), больше вероятность испортить микроскоп, а не молоток.
Однако теперь очевидно, что даже если мутация появляется в сложном организме, она вряд ли распространится по всей популяции. И даже если это произойдет, влияние мутации, скорее всего, будет невелико. Это не опровергает гипотезу Фишера, но тем не менее уменьшает риск при мутациях сложных организмов и позволяет им в более широких пределах адаптироваться к изменениям окружающей среды.
Новая модель также показывает, что лучше всех адаптируются не простейшие или самые сложные организмы, а те, кто находится посередине по уровню сложности "конструкции".
Сторонники эволюционной теории, кажется, получили еще один весомый аргумент, который поможет объяснить развитие сложных видов без вмешательства божьей руки или инопланетного разума. Тем не менее вопрос, является ли человек идеальным продуктом эволюции остается открытым и даже ставится под некоторое сомнение, поскольку человек явно не является средней ступенькой в сложности живой материи. Возможно, наш разум стал уникальным альтернативным путем эволюции, которая "уперлась в тупик", достигнув предела сложности в развитии нашего организма.
Ещё новости по теме:
18:20