Недавние научные открытия привели некоторых ученых к выводу о необходимости внесения коррективов и дополнений в синтетическую теорию эволюции.
16 мин, 0 сек 11090
Синтетическая теория эволюции оказалась мощным инструментом в сфере связанных с природой вопросов. Ученые использовали его для целого ряда открытий об истории жизни, ответив, к примеру, на вопрос, почему некоторые люди склонны к генетическим заболеваниям вроде серповидноклеточной анемии или почему пестициды рано или поздно перестают действовать на вредителей. Но уже вскоре после формирования понятия современного синтеза различные биологи начали периодически жаловаться на его чрезмерную категоричность. Однако только в последние несколько лет Лаланд и другие ученые сумели объединиться и скоординировать усилия для разработки принципов расширенного эволюционного синтеза, который мог бы придти ему на смену.
Исследователи не считают синтетическую теорию эволюции ошибочным понятием — просто она не способна отобразить все богатство эволюции. Организмы наследуют больше, чем просто гены — они могут наследовать и другие клеточные молекулы, а также поведение, которому они учатся, и измененную их предками среду обитания. Лаланд и его коллеги также оспаривают главенствующую роль естественного отбора в объяснении того, как все-таки жизнь стала такой, какой мы сейчас ее знаем. На ход эволюции могут влиять и другие процессы, начиная с правил, по которым развиваются виды, до внешних условий их обитания.
«Дело не в том, чтобы прикручивать все больше механизмов к тому, что уже имеется, — сказал Лаланд.»
— Нужно взглянуть на причинно-следственную связь под другим углом«.»
Наши клетки используют ряд молекул, чтобы распознавать, какие из генов производят белки. К примеру, в ходе процесса под названием «метилирование», клетки ограничивают свою ДНК для сохранения определенных генов закрытыми. Когда клетки делятся, они могут использовать тот же принцип, контролируя, таким образом, новую ДНК. Определенные сигналы, получаемые из окружающей среды, могут заставить клетки изменить так называемый «эпигенетический» контроль, позволяя организмам приспособиться к новым условиям.
Некоторые исследования показывают, что при определенных обстоятельствах эпигенетические изменения у родительской особи могут передаваться потомкам. А они, в свою очередь, могут передать этот измененный эпигенетический код своим детям. Это один из видов наследования вне генов.
Данный принцип наследования особенно четко прослеживается у растений. В одном из исследований ученые смогли отследить измененную схему метилирования до 31 поколения на примере растения под названием резуховидка Таля (Arabidopsis). Такой вид наследования может значительно изменить функционирование организма. В ходе другого исследования ученые обнаружили, что унаследованные схемы метилирования могли бы изменить время цветения Арабидопсиса и повлиять на размер его корней. Обусловленная этими схемами изменчивость была больше той, что вызывается обычными мутациями.
Представив доказательства, госпожа Яблонка привела доводы того, что эпигенетические различия могли бы определять зрелость организмов для производства потомства. «Естественный отбор мог бы оказать влияние на эту систему», — заявила она.
Так как естественный отбор оказывает значительное влияние на ход эволюции, участники конференции привели доказательства того, как его можно ограничить или сместить в ином направлении. Биолог Венского Университета Герд Мюллер привел пример из своего собственного исследования на ящерицах. Некоторые виды ящериц в ходе эволюции утратили пальцы на задних лапах. У одних видов было только четыре пальца, у других всего один, а некоторые утратили конечности целиком.
По словам Мюллера, синтетическая теория эволюции заставляет ученых смотреть на эти механизмы всего лишь как на результат естественного отбора, который благоприятствует какому-то одному варианту благодаря его преимуществам в выживании. Но этот подход не сработает, если вы зададитесь вопросом, в чем преимущество для определенного вида особей в утере именно первого и последнего пальцев, а не каких-либо других.
«Ответ на этот вопрос заключается в отсутствии реального селективного преимущества», — сказал Мюллер.
Ключ к пониманию того, почему ящерицы утрачивают определенные пальцы на лапах, в первую очередь заключается в том, каким образом пальцы ящериц развиваются в эмбриональном состоянии. Сперва по бокам появляются отростки, а затем из них развиваются пять пальцев, всегда в одной и той же самой последовательности. А утрачивают они их в ходе эволюции уже в обратном порядке. Мюллер предполагает, что такие ограничения вызваны неспособностью мутаций воспроизводить все возможные изменения признака. Некоторые комбинации пальцев становятся, таким образом, недоступны, и естественный отбор не сможет выбрать их вообще.
Исследователи не считают синтетическую теорию эволюции ошибочным понятием — просто она не способна отобразить все богатство эволюции. Организмы наследуют больше, чем просто гены — они могут наследовать и другие клеточные молекулы, а также поведение, которому они учатся, и измененную их предками среду обитания. Лаланд и его коллеги также оспаривают главенствующую роль естественного отбора в объяснении того, как все-таки жизнь стала такой, какой мы сейчас ее знаем. На ход эволюции могут влиять и другие процессы, начиная с правил, по которым развиваются виды, до внешних условий их обитания.
«Дело не в том, чтобы прикручивать все больше механизмов к тому, что уже имеется, — сказал Лаланд.»
— Нужно взглянуть на причинно-следственную связь под другим углом«.»
Дополняя Дарвина
Биолог Тель-Авивского Университета Ева Яблонка в своей речи попыталась проанализировать доказательства того, что не только гены могут обуславливать формы наследственности.Наши клетки используют ряд молекул, чтобы распознавать, какие из генов производят белки. К примеру, в ходе процесса под названием «метилирование», клетки ограничивают свою ДНК для сохранения определенных генов закрытыми. Когда клетки делятся, они могут использовать тот же принцип, контролируя, таким образом, новую ДНК. Определенные сигналы, получаемые из окружающей среды, могут заставить клетки изменить так называемый «эпигенетический» контроль, позволяя организмам приспособиться к новым условиям.
Некоторые исследования показывают, что при определенных обстоятельствах эпигенетические изменения у родительской особи могут передаваться потомкам. А они, в свою очередь, могут передать этот измененный эпигенетический код своим детям. Это один из видов наследования вне генов.
Данный принцип наследования особенно четко прослеживается у растений. В одном из исследований ученые смогли отследить измененную схему метилирования до 31 поколения на примере растения под названием резуховидка Таля (Arabidopsis). Такой вид наследования может значительно изменить функционирование организма. В ходе другого исследования ученые обнаружили, что унаследованные схемы метилирования могли бы изменить время цветения Арабидопсиса и повлиять на размер его корней. Обусловленная этими схемами изменчивость была больше той, что вызывается обычными мутациями.
Представив доказательства, госпожа Яблонка привела доводы того, что эпигенетические различия могли бы определять зрелость организмов для производства потомства. «Естественный отбор мог бы оказать влияние на эту систему», — заявила она.
Так как естественный отбор оказывает значительное влияние на ход эволюции, участники конференции привели доказательства того, как его можно ограничить или сместить в ином направлении. Биолог Венского Университета Герд Мюллер привел пример из своего собственного исследования на ящерицах. Некоторые виды ящериц в ходе эволюции утратили пальцы на задних лапах. У одних видов было только четыре пальца, у других всего один, а некоторые утратили конечности целиком.
По словам Мюллера, синтетическая теория эволюции заставляет ученых смотреть на эти механизмы всего лишь как на результат естественного отбора, который благоприятствует какому-то одному варианту благодаря его преимуществам в выживании. Но этот подход не сработает, если вы зададитесь вопросом, в чем преимущество для определенного вида особей в утере именно первого и последнего пальцев, а не каких-либо других.
«Ответ на этот вопрос заключается в отсутствии реального селективного преимущества», — сказал Мюллер.
Ключ к пониманию того, почему ящерицы утрачивают определенные пальцы на лапах, в первую очередь заключается в том, каким образом пальцы ящериц развиваются в эмбриональном состоянии. Сперва по бокам появляются отростки, а затем из них развиваются пять пальцев, всегда в одной и той же самой последовательности. А утрачивают они их в ходе эволюции уже в обратном порядке. Мюллер предполагает, что такие ограничения вызваны неспособностью мутаций воспроизводить все возможные изменения признака. Некоторые комбинации пальцев становятся, таким образом, недоступны, и естественный отбор не сможет выбрать их вообще.
Страница 2 из 5
