2diesel

2diesel

пикабушник
В этом аккаунте можно найти интересные статьи на научные и околонаучные темы. Основа статей - видеолекции известных учёных и публицистика.
157К рейтинг 9949 подписчиков 5890 комментариев 300 постов 115 в горячем
3 награды
5 лет на ПикабуПопуляризатор наукиболее 1000 подписчиков
1183

Эволюция от молекул до человека. Введение

Этот пост как бы открывает запланированную мной серию постов об истории развития всего живого. Если в теме разбираетесь,  то тут ничего нового не найдёте, только основы основ основ, значения терминов и немного про Дарвина.


Начнём со стандартной картинки:

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

Шимпанзе наш ближайший эволюционный родственник (из ныне живущих)  с совпадающим на 99% генетическим профилем. Многих эта цифра удивляет - всего 1% разницы, как так?


Дело в том, что бОльшая часть генетического кода отвечает за внутриклеточную молекулярную кухню, общую для всех эукариотов. Поэтому у нас с бананом около 50% общих генов, и эта цифра наглядно отражает тот факт, что у всех животных и растений когда-то был общий одноклеточный предок.

Но я немного отвлёкся. Словосочетание "теория эволюции" состоит из двух слов "эволюция" и "теория". Так вот, с этими словами по отдельности и соответственно с их симбиозом у многих есть непонятки.


Что такое эволюция? Это изменение чего-то во времени. В случае биологической эволюции это изменение всего живого, но не в процессе развития отдельных особей в течение жизни, а в поколениях.


То, что эволюция является доказанным фактом, мало кто отрицает в наше время. Доказательства у нас под ногами -  если в прямом смысле слова копнуть поглубже, то окажется что в древних стоях животные выглядят малость (или не малость) по другому.


Гигантские ленивцы:

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

Гигантские стрекозы (тут естественно макет):

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

Древние камбалы, один глаз у которых ещё не переполз на другую сторону, но уже начал:

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

А если совсем глубоко копнуть, то там всё ну совсем другое:

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

Это эпоха под названием Кембрий, когда в мире животных грянул так называемый кембрийский взрыв (тут хоть отдельный пост пили, но я обойдусь ссылкой для пытливых).


В общем идея такая - виды меняются со временем, вымирают, появляются, одним словом, эволюционируют. Это и есть эволюция видов, с ней вроде как разобрались.


Теперь "теория". Тут имеет место один крайне печальный момент. В общепринятом значении теория означает "предположение". Типа у меня есть теория, что это сосед сверху тырит картофан из подъездного ящика (рил стори...). Поэтому часто можно услышать что ТЕОРИЯ ЭТО ВСЕГО ЛИШЬ ТЕОРИЯ.


Однако в науке термин "теория" означает не предположение, а буквально "как это работает/устроено". По сути, перечень всех знаний о неком явлении. А вот гипотеза - это уже обоснованное предположение.


Например, теория устройства солнечной системы когда-то включала в себя гипотезы ГЕЛИОцентрического и ГЕОцентрического устройства, потом одна из гипотез подтвердилась и вошла в теорию как факт (на картинке одно из самых ранних обоснований ГЕЛИОцентрической гипотезы на основе траекторий планет).

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

Причём теория НЕ превращается в закон после подтверждения, как многие думают, а по определению остаётся теорией, то есть сводом всех знаний о явлении.


Помимо прочего, любая научная теория обязана объяснять существующие факты и давать проверяемые предсказания. Это главные признаки научной теории, которые отличают её от всякой псевдонаучной ерунды. Поэтому когда всякие личности в интернете пытаются опровергать существующие научные теории, рекомендую в первую очередь спрашивать -"а какие новые проверяемые предсказания эта новая теория даёт?". Обычно этот вопрос ставит опровергателей в тупик.


Например, теория эволюции на заре своего появления давала предсказание о существовании в прошлом неких переходных форм (хотя это определение весьма условно) для всех животных, которое в итоге многократно подтвердилось, в том числе и для человека.

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

Сейчас не существует вида с более подробной "летописью", чем Homo Sapiens, однако до сих пор можно услышать вопросы типа "а где переходная форма между двумя этими переходными формами?". Где-где, лежит в отложениях эпохи палеолита, лопату в руки и вперёд...

Итак, мы выяснили, что фраза "теория эволюции" означает "свод знаний о том, как работает эволюция видов".  По сути, она вмещает всё, что человечество знает о таком замечательном явлении как изменение видов во времени. А на картинке эволюция кита, как пример реконструкции эволюционных изменений на основе прекрасно сохранившихся останков:

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

Основу понимания процесса эволюции видов заложил сам Чарльз Дарвин, рассказавший миру о замечательной тройке, везущей эволюционную колесницу: наследственности, изменчивости и отборе.


Жизнь и эволюция пара не разлей вода. Даже определение , которое использует NASA в задачах поиска жизни во Вселенной, звучит так -  «жизнь есть самоподдерживающаяся химическая система, способная к дарвиновской эволюции». Дарвиновская эволюция это в первую очередь наследственность и изменчивость. То есть жизнь, при всём своём возможном разнообразии, сводится к химической системе, обладающей наследственностью и изменчивостью (про отбор я не забыл, он немного особняком).


Наследственность подразумевает способность организма передавать свои признаки и свойства из поколения в поколение. Даже если это одна молекула - а жизнь видимо началась именно с отдельных молекул - это способность создавать копии самой себя. И копия тоже будет уметь делать свои копии, ведь она копия молекулы, которая умеет делать копии. Тут всё предельно просто (на самом деле нет: статья для пытливых).

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

комикс о молекулярной эволюции, которому около 4 млрд лет


Если рассмотреть ситуацию в перспективе, сразу ясно, зачем в эволюции изменчивость, ведь не обладай жизнь этим свойством, всё так бы и остановилось на маленькой молекуле, которая катализирует создание собственных копий. И она бы спокойно копировала себя, пока пока хватает ресурсов и пока стабильна среда.


Однако если привычный ресурс кончается или как-то меняется среда, может оказаться, что молекула в новых условиях неэффективна или вовсе неспособна к самокопированию. Но неизбежные ошибки при копировании породят молекулы, которые отличаются от исходной - это и есть изменчивость. Возможно ошибка будет критической для способности к самокопированию - тогда тупик. А если нет, то возможны варианты, когда ошибка изменит структуру молекулы в стороны большей устойчивости или активности.

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

на картинке представитель молекул РНК, которые предположительно дали старт дарвиновской эволюции


Логика наследственности и изменчивости у отдельной молекулы так же применима для сложных многоклеточных организмов. Собственно, у них носитель генетической информации это тоже одна молекула, только побольше. И свойства организма сводятся не только к умению копировать свою генетическую информацию. Поэтому сценарии эволюции у них сложнее и интереснее.


Минутка познавательного: размотанная нить ДНК из всего 1 клетки нашего организма имеет длину 1,74 метра, а так как тело человека состоит примерно из 100 000 000 000 000 клеток, общая длина молекул ДНК всех клеток одного человека около 200 миллиардов километров, что примерно в тысячу раз больше расстояния от Земли до Солнца.

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

Ну и про отбор, который бывает естественный, а бывает искусственный. Дарвин писал свои труды на английском, и в оригинале использовал понятия "selection" и "natural selection", то есть "селекция" и "натуральная селекция". Это и была основа его логики -  в природе происходит натуральная селекция, аналогичная по сути селекции, которую осознанно или не очень производит человек, когда выводит породы животных и сорта растений, отбирая в каждом поколении те из них, которые обладают нужным признаком.

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

В природе отбор неизбежен, потому что не бывает ничего бесконечного в нашем материальном мире (кроме последнего месяца службы в армии - прим. автора). Любой организм, даже помещённый в сколь угодно идеальные условия для жизни и размножения, в конце концов упирается в некую планку.


Даже компьютерные программы, вирусы или эмуляции, заполнив всю имеющуюся в их распоряжении компьютерную память окажутся в ситуации, когда размножаться некуда, ибо ресурс "свободная память" закончился. Тогда преимущество получат программы, которые приобретут способность стирать/освобождать занятую память для своих копий (если они, конечно, способны к дарвиновской эволюции с изменчивостью).


Ну а живые организмы сталкиваются с ограниченностью еды, территории, доступных партнёров для размножения. Всё ограничено и за всё приходится конкурировать. А ещё есть условия среды, которые бывает меняются не просто, а глобально. Причём иногда настолько резко, что эволюция просто разводит руками.

Эволюция от молекул до человека. Введение Наука, Научпоп, Познавательно, Биология, Теория эволюции, Эволюция, Чарльз Дарвин, Длиннопост

Ещё важный момент. Наличие отбора порождает понятие приспособленности особи, которое измеряется в количестве оставленного потомства. Если знаете фарзу "выживает сильнейший", срочно её забывайте, потому что в оригинале выживает именно самый приспособленный.


Причём с точки зрения эволюции неважно, за счёт чего организм оставил больше потомства (а значит копий своих генов) - за счёт хитрости, скорости, умения нравиться самкам или оплодотворения всего, что движется. Главное, что после смерти хозяина копии его генов, остаются в популяции, и чем больше их осталось, тем лучше (а кому лучше?).


Представьте, жизнь прошла эволюционный путь длиной 4 млрд лет, а некоторые гены, появившиеся в те времена и оказавшиеся наиболее эффективными, передались по эволюционной цепочке нам с вами, и трудятся на благо своих организмов и за счёт них несут свои копии дальше в историю.


Более подробно об этих 4 миллиардах лет - в следующих постах. Нетерпеливым - читать книги "Хлопок одной ладонью" Кукушкина и "От атомов к древу" Ястребова.


Мои предыдущие посты на тему эволюции:

Мутация, которая изменила мир, или как на самом деле работает эволюция

Разбираемся с теорией эволюции (ч. 1)

Разбираемся с теорией эволюции - 2. Чудесный язык дятла

Номинация "Эволюционная перспектива" (ч. 2)

Номинация "Эволюционная перспектива"

Номинация "Эволюционная перспектива" (ч. 3)

Открытия в эволюции. Итоги 2017 года (txt version)

PS Сейчас на пикабу проходит эксперимент по поддержке авторов #comment_162454986.

Для желающих сказать "спасибо" автору в денежном эквиваленте номер карты Сбера - 4274 3200 4968 4171 или ссылка на Яндекс-кошелек - https://money.yandex.ru/to/410012168692324.

Показать полностью 12
423

О нейровалюте, буддизме, счастье и длинной руке гена

Наверняка все уже посмотрели прекрасный фильм "Пробуждение" с Робертом де Ниро и Робином Уильямсом в главных ролях.

О нейровалюте, буддизме, счастье и длинной руке гена Наука, Теория эволюции, Буддизм, Нейробиология, Биология, Познавательно, Длиннопост, Спойлер, Пробуждение

Фильм, конечно, потрясающий, и если он вдруг прошёл мимо вас, срочно смотреть (ссылко на КП https://www.kinopoisk.ru/film/2950/).

Помимо актерской игры и режиссёрской работы, в нём примечательно и то, что сценарий фильма написан по мотивам абсолютно реальных событий. Дальше будут спойлеры, так что не смотревшие сей шедевр, можете прервать чтение и сначала его посмотреть, поверьте оно того стоит...

О нейровалюте, буддизме, счастье и длинной руке гена Наука, Теория эволюции, Буддизм, Нейробиология, Биология, Познавательно, Длиннопост, Спойлер, Пробуждение
Нью-Йорк, 1926 г. Молодая светская женщина из богатой семьи, вошедшая в историю под псевдонимом Роуз Р., ложится спать, и ей снится кошмар. Она заточена в неприступном замке. Она сама и есть этот замок, каменный, неподвижный. Когда Роуз просыпается, ее сон сбывается. Она смотрит в пустоту, в зеркало, но не может пошевелиться, не может сдвинуть с места ни тело, ни даже ум. Она как будто бесконечно скитается в собственной голове, запертая, как в стойле, в пустых, бесконечно повторяющихся цепочках мыслей. Квадратным кольцом крутится мелодия «Povero Rigoletto» из оперы Верди. Родные пытаются растолкать Роуз, но та продолжает просто сидеть и ничего не делать. Так продолжается 43 года.

Загадочную болезнь, прокатившуюся по миру в начале века, назвали летаргическим энцефалитом. Развивалась она стремительно, сопровождаясь различными нарушениями поведения, в итоге больные до конца жизни впадали в состояние "овоща". Они не могли говорить, самостоятельно есть, теряли интерес ко всему и просто лежали без движения. Сейчас мы знаем, что происходило в головах больных, потому что однажды они сами об этом рассказали.


Всё было примерно как в фильме - в 1969 году в нью-йоркском госпитале вели существование 80 человек с диагнозом "летаргический энцефалит", когда молодой невролог Оливер Сакс (в фильме его играет Робина Уильямс) заметил, что некоторые симптомы летаргического энцефалита похожи на болезнь Паркинсона.

О нейровалюте, буддизме, счастье и длинной руке гена Наука, Теория эволюции, Буддизм, Нейробиология, Биология, Познавательно, Длиннопост, Спойлер, Пробуждение

Поэтому он решает применить экспериментальный препарат от болезни Паркинсона - "L-Dofa", представляющим из себя предшественника нейромедиатора дофамина (сейчас продаётся под названием Леводопа).


Если вы помните свои эмоции от просмотра фильма, когда больные стали в прямом и переносном смысле просыпаться, то представьте что чувствовали свидетели и участники всего этого в реальности, когда после 40-летнего сна "овощи" за пару дней превратились в полностью здоровых людей. В том числе проснулась и Роуз, с радостью и в полном рассудке, будто и не было этих 43 лет. Она и другие проснувшиеся в деталях рассказали о своих ощущениях, так что мы теперь знаем, что происходит с сознанием человека, мозг которого полностью лишён дофамина.


Считается (хотя многие детали покрыты мраком), что летаргический энцефалит развивался после аутоиммунного (т.е. когда иммунитет атакует клетки собственного организма) поражения особой части мозга - чёрной субстанции, центрального узла системы вознаграждения.

О нейровалюте, буддизме, счастье и длинной руке гена Наука, Теория эволюции, Буддизм, Нейробиология, Биология, Познавательно, Длиннопост, Спойлер, Пробуждение

(Она же поражается при болезни Паркинсона, хоть и по другим причинам.)


Название системы вознаграждения не вполне отражает ее значимость для сознания и поведения. Этот отдел мозга не только «вознаграждает», но и наказывает, мотивирует, оценивает, направляет. Распределяя по мозгу произведённый дофамин, он контролирует внимание, запоминание и планирование, указывая нам, куда идти, куда смотреть, что запоминать, о чем думать и что любить.


Дофамин – это валюта мозга, которой система вознаграждения финансирует выгодные статьи мозгового бюджета, от мыслей до движений. Наверное, так и было бы правильнее ее назвать: система финансирования. Если так, то история Роуз Р. это трагический эксперимент, показывающий, что происходит, если у мозга заканчиваются деньги.

О нейровалюте, буддизме, счастье и длинной руке гена Наука, Теория эволюции, Буддизм, Нейробиология, Биология, Познавательно, Длиннопост, Спойлер, Пробуждение

В нормальном режиме чёрная субстанция постоянно выстреливает в мозг небольшие порции дофамина, чем обеспечивается некий базовый уровень. Однако, если с нашей точки зрения происходит что-то хорошее, дофамина выстреливается больше. Субъективно это ощущается как удовольствие, радость, удовлетворение. Физиологически - это сигнал для усиления только что сработавших нейронных связей.


То есть усиливаются именно те связи, которые привели нас с чему-то хорошему. Неважно, за что они отвечают - за физические движения, или некие мысли, в итоге эти связи после дофаминового усиления будут превалировать над остальными и определят течение мозговых сигналов в ту сторону, где наш мозг получает вознаграждение в виде дофамина.

Именно так формируются навыки и привычки, но точно так же цементируются и более абстрактные паттерны поведения.


Движения мыслей, в общем, не так сильно отличаются от движений мышц. Мозгу совсем необязательно как-то влиять на окружающий мир, чтобы вызвать выброс дофамина. Достаточно задуматься о чем-то, что раньше вызывало удовольствие. С точки зрения системы вознаграждения нет особой разницы, происходят ли события «вживую» или воскрешаются из памяти. Так что наш мозг способен стимулировать сам себя – чем он и занимается большую часть времени.


Если на минуту отвлечься от телефонов, наших карманных дофаминовых стимуляторов, то мысли по большей части либо мусолят прошлое, пытаясь найти в каждом воспоминании спрятанный дофамин, либо планируют будущее, пытаясь найти спрятанный дофамин в потенциальных возможностях...

О нейровалюте, буддизме, счастье и длинной руке гена Наука, Теория эволюции, Буддизм, Нейробиология, Биология, Познавательно, Длиннопост, Спойлер, Пробуждение

И да, если вы ешё не забыли, в заголовке упоминался буддизм. Дофамин и буддизм, какая тут связь?

О нейровалюте, буддизме, счастье и длинной руке гена Наука, Теория эволюции, Буддизм, Нейробиология, Биология, Познавательно, Длиннопост, Спойлер, Пробуждение

А в чем, собственно, идея буддизма? Если переводить на современный язык, человеческая природа, согласно учению Будды, ориентирована на то, чего нет, и поэтому в конечном итоге всегда страдает. Если удовлетворить одно желание – появится другое, побольше. Если решить одну проблему – появятся десять других. Поэтому единственный способ не страдать – ничему не сопротивляться и ничего не хотеть. Для этого нужно сознательно концентрировать свое внимание на текущем моменте, принимая его таким, какой он есть. В разработке этой техники концентрации внимания на текущем и состояло «просветление» Будды.


«Нирвана», эта мистическая цель практикующих буддистов, буквально означает «затухание». Будда фактически учил, что для того, чтобы увидеть свет, надо сначала потушить свечи.

Это идеально соответствует сегодняшним представлениям о механике системы вознаграждения. Удовольствие вызывается чем-то непредвиденно превышающим ожидания. Это соответствует выбросу дофамина в момент получения нежданной награды. Но через несколько повторений награда уже не будет неожиданной и дофамин перестанет выделяться. Само по себе это, конечно, обидно, но еще терпимо.


Самая же главная подлость в том, что если этой когда-то неожиданной, а теперь ожидаемой награды вдруг не поступает, то уровень дофамина падает ниже нормы. Ощущается это как раздражение и гнев, то есть страдание.


Таким образом, сам факт того, что нам во внешней среде что-то нравится, постепенно ставит нас в зависимость от этой внешней среды. Неожиданные радости, от которых нам хорошо, со временем обязательно становятся ожидаемыми потребностями, без которых нам плохо. И мы двигаемся дальше по бесконечной дофаминовой лестнице все возрастающих желаний и их удовлетворения.

О нейровалюте, буддизме, счастье и длинной руке гена Наука, Теория эволюции, Буддизм, Нейробиология, Биология, Познавательно, Длиннопост, Спойлер, Пробуждение

С каждым повторением события, которое когда-то приносило удовольствие, дофаминовые нейроны реагируют все меньше и меньше. Но воспоминание о былом удовольствии пока еще вызывает в них возбуждение. Это толкает нас к дальнейшим повторениям, толкает дворовых чемпионов на карьеру в спорте, а успешных бизнесменов – на расширение бизнеса. Система вознаграждения постоянно требует от нас повторения одних и тех же действий, но никогда не доводит до полной удовлетворенности, сопоставимой с первой, изначальной реакцией на приятную неожиданность.

В общем, в полном соответствии с учением Будды: удовольствие порождает желание, а желание порождает страдание. Смысл системы вознаграждения – не сделать нас счастливыми, а как раз наоборот, сделать нас неудовлетворенными.


Зачем же может понадобиться такая подлая система? На этот вопрос отвечает теория эволюция (вы же понимали, что без неё не обойдется, правда?)


Болезнь Роуз Р. и других жертв летаргического энцефалита можно назвать злой пародией на буддийское просветление. Поражение черного вещества, центральной области в системе вознаграждения, привело у них к отмиранию дофамин-производящих нейронов, а вместе с ними – способности чего-то желать и чему-то радоваться.


Роуз настолько ничего не хотелось, что она не могла даже захотеть встать или заговорить, хотя физически этому не было никаких преград, как показало ее краткосрочное выздоровление. Человек, которому не хочется вообще ничего, превращается в "овощ", несмотря на работающий в остальных отношениях мозг

О нейровалюте, буддизме, счастье и длинной руке гена Наука, Теория эволюции, Буддизм, Нейробиология, Биология, Познавательно, Длиннопост, Спойлер, Пробуждение

На этом примере как раз и видно, в чем заключается смысл системы вознаграждения: она заставляет нас двигаться вперед. Нашим предкам была нужна система усиленного запоминания приятных неожиданностей, и под эту роль был приспособлен дофамин, который превращает эти неожиданности в ожидания. Древние животные не могли себе позволить довольствоваться приятными неожиданностями: любой источник пищи рано или поздно закончится, любая среда рано или поздно изменится. В эволюции побеждали те из них, кому дофамина все время не хватало, которых мучили воспоминания о приятном, потому что они никогда не стояли на месте и в итоге достигали большего. Что же касается душевного спокойствия, то без него вполне можно было жить.


Средний мозг, этот древний орган контроля за поведением, до сих пор продолжает диктовать нам волю наших предков. Но кора, автономный орган индивидуального понимания реальности, говорит нам, что это бессмысленно. «Разве я – это гены?» – спрашивает кора и стремится жить по-своему, но неизменно натыкается на дофаминовые волны страдания, которыми гены пытаются вернуть себе контроль и направить тело по стандартной программе: живи и создавай копии....

О нейровалюте, буддизме, счастье и длинной руке гена Наука, Теория эволюции, Буддизм, Нейробиология, Биология, Познавательно, Длиннопост, Спойлер, Пробуждение

Как же спастись от страдания? Есть ли выход из постоянного цикла желаний и зависимостей?


Буддийский вариант - избавиться от привычки постоянно думать о прошлом или будущем - крайне сложен. Это требует коренной перестройки мотивационной системы, накопленной за годы веселой и насыщенной жизни.

О нейровалюте, буддизме, счастье и длинной руке гена Наука, Теория эволюции, Буддизм, Нейробиология, Биология, Познавательно, Длиннопост, Спойлер, Пробуждение

Но есть способ проще, он заключается в обычной экономии.


Если воспринимать этот дофамин как конечный ресурс, то все встает на свои места. Можно растратить весь свой дофамин на игры в телефоне и схватки в соцсетях. Но тогда не остается дофамина на чтение книг, которые на фоне яркого, звенящего, переливающегося экрана оказываются слишком скучными.


Иногда можно бросить весь имеющийся дофамин на вечеринку века – просто надо заранее понимать, что остаток недели придется сидеть на хлебе и воде, в дофаминовом смысле. Зато если сэкономить, воздержаться от ненужных трат на суету, то настоящие радости жизни становятся еще радостнее.


Самое интересное, что это касается не только и даже не столько активных действий, сколько мыслей. Чем больше чего-то хотеть – тем больше дофамина тратится на холостое повторение приятной мысли, которая постепенно приедается и становится ожидаемой. Если человек годами мечтает о чем-то конкретном, то при достижении этой заветной мечты обычно он в лучшем случае ничего не чувствует, а в худшем – чувствует глубокое разочарование.


В долгосрочной перспективе не так важно, откуда вы черпаете счастье, – важно, как вы с ним обращаетесь. Неважно, какая у вас профессия, какая машина и сколько у вас денег. Наше поведение ведет нас в сторону повышения дофамина, но эта дорога ничем не заканчивается. Никакое целенаправленное действие не может привести к долгосрочному повышению счастья, потому что любое достижение цели ведет к появлению новой цели – человек реагирует на изменения, а не на конкретное состояние.


Если принять этот факт как данность, то становится понятно, что счастье в принципе можно найти только в процессе, а не в результате.

_____________________________________________________________________________


Данный текст написан не мной (помимо пары абзацев в начале), это отрывок из прекрасной во всех отношениях книги "Хлопок одной ладонью" нейробиолога Николая Кукушкина.


Как пишет сам автор в предисловии "...задача этой книги – взглянуть на человека одновременно изнутри и со стороны, с позиций прошлого и с позиций настоящего, с точки зрения биолога и с точки зрения философа, с точки зрения вида Homo sapiens и с точки зрения других видов: бактерий, растений, медуз, птиц. Эта книга – обо всем не-человеческом, что предвосхитило и определило все человеческое: от зарождения жизни до полового размножения, от происхождения животных до социальных инстинктов, от нейронных сетей до абстрактного мышления."


По итогам прочтения книги понял, что давно не получал такого удовольствия от науч-попа. Причём обычно я для пикабу процентов на 30-50 адаптирую исходный текст книг, а тут получилось как в том стишке про пингвина - он и так вышел хорошо (только пришлось немного сократить, полную версию само собой ищите в оригинале).


Так что в ваш список помимо фильма "Пробуждения" и/или книги "Пробуждения" крайне советую добавить "Хлопок одной ладонью".

О нейровалюте, буддизме, счастье и длинной руке гена Наука, Теория эволюции, Буддизм, Нейробиология, Биология, Познавательно, Длиннопост, Спойлер, Пробуждение
Показать полностью 10
4085

Возможно, самое важное открытие года в вирусологии

Буквально сегодня Сычуанский университет науки и техники выложил предпринт статьи.


Перевод гуглом:

COVID-19: атакует бета-цепь гемоглобина и захватывает порфирин для подавления метаболизма гема человека
Результаты показали, что ORF8 и поверхностный гликопротеин могут связываться с порфирином соответственно. В то же время белки orf1ab, ORF10 и ORF3a могут координировать атаки гема на 1-бета-цепи гемоглобина, чтобы диссоциировать железо с образованием порфирина. При атаке будет все меньше и меньше гемоглобина, который может переносить кислород и углекислый газ. Клетки легких имеют чрезвычайно интенсивное отравление и воспаление из-за невозможности часто обменивать углекислый газ и кислород, что в конечном итоге приводит к изображениям на снимках лёгких, похожим на матовое стекло.

Важно - статус статьи предварительный, а значит она ещё ещё будет обсуждаться, критиковаться и проверяться. Поэтому статью пока что не берут на вооружение, хотя в перспективе это открытие года.


Так вот, согласно предпринту статьи, главный поражающий фактор вируса - связывание синтезируемых вирусом белков с ядром гемоглобина в эритроцитах, из-за чего они уже не могут переносить кислород.


С этой точки зрения поражение лёгких отражает степень поражения всего организма, и является частью полиорганной кислородной недостаточности, развившейся из-за испорченного гемоглобина, но не является его первопричиной.


А причина слабого воздействия вируса на детей объясняется тем, что у них преобладает детский тип гемоглобина, который устроен по-другому и вирусной атаке не подвергается.


PS Писал максимально сухим языком, ведь открытие ещё нуждается в подтверждении. Честно говоря, даже не верится, что учёные этого "слона" так долго не замечали. Но если путь атаки вируса на гемоглобин подтвердится, это будет решающим прорывом именно в лечении и спасении больных.

Дополнение в этих комментариях#comment_166200083

#comment_166201681

1461

Эволюция человека и человеческих мозгов

Эволюция человека условно началась с Сахелантропа, жившего 6-7 млн. лет назад. Почему именно с него? Просто этому виду принадлежат самые древние "прямоходящие останки". Ну а мозг сахелантропа объёмом 300 куб. см был типично обезьяний, и это прекрасно иллюстрирует его череп:

Эволюция человека и человеческих мозгов Теория эволюции, Эволюция, Антропогенез, Наука, Познавательно, Гифка, Длиннопост

О причинах перехода на двуногость. Современные человекообразные обезьяны вполне успешно используют прямохождение:

Эволюция человека и человеческих мозгов Теория эволюции, Эволюция, Антропогенез, Наука, Познавательно, Гифка, Длиннопост
Эволюция человека и человеческих мозгов Теория эволюции, Эволюция, Антропогенез, Наука, Познавательно, Гифка, Длиннопост

Однако обезьяны не делают этого постоянно - передвигаться на двух ногах им энергетически невыгодно.


Поскольку мы не можем залезть в машину времени и посмотреть, какие причины заставляли древних обезьян ходить на двух ногах, приходится выдвигать обоснованные гипотезы.


Первый факт - современные приматы встают на ноги, когда ходят по заболоченной местности, или в высокой траве. Второй факт - комплексный анализ слоя почв, в котором был найден череп сахелантропа, показал, что в то время на той местности шли непрерывные дожди.

Эволюция человека и человеческих мозгов Теория эволюции, Эволюция, Антропогенез, Наука, Познавательно, Гифка, Длиннопост

Поэтому гипотеза "дождевой прямоходящей обезьяны" сейчас котируется выше "саванной прямоходящей".


Однако главная тема поста всё-таки не ноги, и даже не хвост, а мозг. Вот вам показательный факт: все существовавшие ранее прямоходящие приматы вымерли. Все, кроме Homo Sapiens  - примата самым большим мозгом. Значит мозг круче ног! (обязательно скажите это льву, который бежит за вами по саванне).


Предлагаю взглянуть на график увеличения объема мозга, определённый по сохранившимся и найденным черепам:

Эволюция человека и человеческих мозгов Теория эволюции, Эволюция, Антропогенез, Наука, Познавательно, Гифка, Длиннопост

Где же сахелянтроп? А он на том же уровне, что и крайний левый нижний ромбик - а это ни много ни мало грацильный австралопитек, живущий на 3 миллиона лет позже сахелантропа. Обратите внимание - за этот период объём мозга если и увеличился, то ненамного.


Это кстати очень неочевидный момент. Кажется же вот - руки освободились, значит должен быть профит от увеличения мозга. А он, гад такой, не растёт.


Так вот, тот рост объёма мозга, который вы можете увидеть на графике в районе 2,5 миллионов лет назад возник не на ровном месте.  Как раз в это время климат в Африке сильно засушился. Исчезли леса, появились степи и многие животные, составляющие мегафауну Африки (в том числе саблезубые львы, тигры и гигантские гиены) вымерли. А их место заняли другие животные, в том числе подсуетились и наши предки австралопитеки.

Эволюция человека и человеческих мозгов Теория эволюции, Эволюция, Антропогенез, Наука, Познавательно, Гифка, Длиннопост

Чтобы вы понимали, ранние австралопитеки хоть и были прямоходящими приматами, но оставались теми же обезьянами с маленьким размером мозга, любовью к лазанью по деревьям и растительным рационом, что видно по строению стоп, челюстей и зубов.

Эволюция человека и человеческих мозгов Теория эволюции, Эволюция, Антропогенез, Наука, Познавательно, Гифка, Длиннопост

Освоение новых ниш обитания и новых высококалорийных типов питания, а также расширения рациона сыграло с древним австралопитеком забавную шутку - он подвергся грацилизации. То бишь у него уменьшились челюсти за компанию с жевательными мышцами (листья ведь жевать уже не надо), череп стал в целом легче.


Важный момент: вес головы у прямоходящих величина лимитированная, так как от неё зависит вертикальная нагрузка на позвоночник, которая по причинам чисто конструкторским имеет предел. А уменьшение веса головы за счёт мышц и костей как раз и дало простор для роста мозга, причём в соотношении "убывший объём кости"/"прибывший объём мозга" = 2.


И тоже для наглядности - череп австралопитека после грацилизации, то есть уменьшения объема челюстей:

Эволюция человека и человеческих мозгов Теория эволюции, Эволюция, Антропогенез, Наука, Познавательно, Гифка, Длиннопост

По человеческим меркам челюсть всё ещё огромна. Однако потенциал для увеличения мозга был эволюционно заложен - и реализован в Человеке умелом (Homo habilis) 2,3 миллиона лет назад.

Эволюция человека и человеческих мозгов Теория эволюции, Эволюция, Антропогенез, Наука, Познавательно, Гифка, Длиннопост

Зубы и челюсть стали ещё меньше, костные гребни для крепления мышц практически исчезли, а объём мозга по сравнению с австралопитеками вырос аж на 100 куб. см. Но дело не только в мозге...


Кстати вы знали, что количество потовых желёз на единицу площади кожи у человека самое большое среди всех животных? Обильное потоотделение, и ещё прямохождение (что уменьшает освещаемую солнцем площадь тела), в моменты жаркого африканского полдня, давало нашим человекообразным предкам огромное преимущество в борьбе за ресурсы. Ведь все известные крупные африканские хищники в полдень имеют самую низкую активность, у них попросту нет настолько эффективных способов охлаждать тело и мозг.


А судя по тому, что Человек умелый утратил волосяной покров, мы можем предположить, что это произошло именно в связи (хотя тут вопрос неоднозначный, что из-а чего произошло) с увеличением потоотделения, которое при густой растительности скорее вредно, чем полезно.

Эволюция человека и человеческих мозгов Теория эволюции, Эволюция, Антропогенез, Наука, Познавательно, Гифка, Длиннопост

Вероятно, именно возможность добывать пищу (поиск трупов животных, судя по всему) в то время, когда остальные хищники и падальщики прячутся от солнца и спят, позволило Человеку умелому стать настолько успешным видом. Судя ко количеству и распределению останков, Homo habilis освоили в относительно небольшие сроки огромные территории и увеличили объём популяции в разы.


Однако самой главной фишкой Человека умелого стало изготовление орудий труда - пусть это и были всего лишь камни с острым краем, предназначенные для отделения мяса от костей. Мы знаем об этом потому, что следы от соскребания мяса на костях и сами орудия труда прекрасно сохранились:

Эволюция человека и человеческих мозгов Теория эволюции, Эволюция, Антропогенез, Наука, Познавательно, Гифка, Длиннопост

Некоторым может показаться, что камни с острым краем это слишком просто. Отнюдь! Например, самым умным современным приматам - шимпанзе - нужно 7 (семь!) лет для освоения двух камней для колки орехов. То есть берётся подходящий камень, на него кладётся орех, который разламывается ударом второго камня. Обучение этому искусству передаётся от родителей детям, и только на седьмом году они полностью осваивают навык.

Эволюция человека и человеческих мозгов Теория эволюции, Эволюция, Антропогенез, Наука, Познавательно, Гифка, Длиннопост

Бедной обезьяне нужно держать в уме правильную последовательность действий, в котором участвует аж три предмета. Правильно выбрать камни. Использовать нужную силу удара. Если нет подходящего инстинкта, то без большой оперативной памяти тут не справиться - а она у шимпанзе самая большая среди всех млекопитающих (кроме человека, само собой).


Изготовление орудий труда сразу стимулировало рост мозга, и вот почему. Орудия труда мало того что позволяли эффективнее и быстрее добывать еду, так ещё и значительно сокращали силы на её добычу. А мозг, как известно, самый прожорливый орган - у человека при весе 2% от массы тела он потребляет в среднем 25% калорий. Поэтому без энергетической разгрузки мозг, каким бы он важным не казался, не смог бы увеличится с положительным для вида эффектом.


К примеру, шимпанзе тратит на жевание 5 часов в день (чтобы добывать калории, ты должен тратить калории!), а представитель современного племени охотников-собирателей - 1 час. Такой вот энергоменеджмент.

Эволюция человека и человеческих мозгов Теория эволюции, Эволюция, Антропогенез, Наука, Познавательно, Гифка, Длиннопост

Показательный опыт - специально выведенная линия рыб с увеличенным мозгом оказалась сообразительнее своих обычных собратьев, но в условиях, максимально приближенным к привычным условиям обитания, проиграла им конкуренцию.


Логика тут такая - для работы мозга требовалось больше калорий, приходилось больше сил тратить на добычу еды, и её недостаток ощущался острее. Продолжительности жизни уменьшилась, также уменьшилось количество оставляемого потомства - а это главное мерило приспособленности вида (не сила и не ум, как думают многие).


В эволюционной перспективе ген, который приводит к уменьшению приспособленности, обречён на исчезновение. Собственно, поэтому в природе животные не могут отрастить себе большой мозг. С имеющимися орудиями, данными от природы - лапы, зубы итд - у них банально нет возможности получить профит от увеличения настолько прожорливого органа.


Переход на всеядность, изготовление орудий труда - всё это привело к энергетической перестройке.


А дальше всё было как по накатанной. Появился Человек прямоходящий (Homo erectus) с мощным увеличением зоны Брока. Это область мозга, отвечающая у шимпанзе за мимику - основной способ коммуникации. У человека зона Брока перестроилась и отвечает за речь - также основной способ коммуникации. Типичный почерк эволюции - не сделать что-то с нуля, а переделать (или продублировать и переделать).

Эволюция человека и человеческих мозгов Теория эволюции, Эволюция, Антропогенез, Наука, Познавательно, Гифка, Длиннопост

Эректусы заселили Европу вплоть до Испании и Азию вплоть до Индонезии - но север оставался непокорённым (и останется вплоть до появления неандертальцев).


Для некоторых наверно станет открытием, что параллельно с ними существовали Люди умелые и австралопитеки и ещё несколько видов специализированных прямоходящих приматов. Именно поэтому известная всем со школы и уже набившая оскомину схема эволюции человека не просто упрощена, а чудовищно упрощена.

Эволюция  человека тут представлена как линейный процесс. На самом деле это была сложнейшая схема, с несколькими видами и множеством популяций, которые обменивались генами, скрещивались, некоторые уходили в изоляцию на сотни тысяч лет, накапливали мутации, потом снова пересекались с родительскими популяциями и порождали гибриды.


Вот схема, которая упрощена умеренно - здесь пересечения видов по времени определяются длиной цветных маркеров:

Эволюция человека и человеческих мозгов Теория эволюции, Эволюция, Антропогенез, Наука, Познавательно, Гифка, Длиннопост

Многие виды были разделены территориально и могли не пересекаться, но самые распространённые Хомо и австралопитеки существовали рядом.


Из этого кипящего генетического котла 800 тыс лет назад выделился Человек гейдельбергский (Homo heidelbergensis).

Характеризуется мощнейшим ростом зоны Брока, а также области, отвечающей на координацию рук и контроль движений, что отразилось на форме черепа в виде выступов в соответствующих местах. Приоритеты поменялись - теперь уже кость подстраивалась под форму мозга, а не наоборот.


Общий объём увеличился до 1200 куб. сантиметров, такой объём позволял планировать сложные коллективные действия, в том числе охоту, и изготавливать орудия труда, типа симметричных рубил, которые были недоступны Homo Erectus:

Эволюция человека и человеческих мозгов Теория эволюции, Эволюция, Антропогенез, Наука, Познавательно, Гифка, Длиннопост

Нам оно кажется примитивным, однако современный человек, имея те же инструменты, что и гейдельбергский человек, без особых навыков даже близко не сможет изготовить нечто подобное (видео на эту тему тыц и тыц). Также в эту эпоху появились первые ритуальные захоронения - одна из основных черт любой современной человеческой культуры.


Ну а дальше из европейской популяции Homo heidelbergensis выделился неандерталец, а из африканской человек уже почти современный. И да, мы не произошли от неандертальцев, это параллельная ветвь развития. Зато мы с ними скрещивались и приобрели гены, без которых наша жизнь была бы сейчас совсем другой.


Неандертальцы заселили европейский север, и развивали свою культуру, пока туда не пришли сапиенсы... Но это уже совсем другая история.

Эволюция человека и человеческих мозгов Теория эволюции, Эволюция, Антропогенез, Наука, Познавательно, Гифка, Длиннопост

А по нашей теме надо отметить только один момент - около 400 тыс. лет назад появились абсолютные свидетельства массового использования огня в человеческой культуре. Что такое огонь? Это прежде всего экономия энергии, которые сильнее расходуется на холоде, и энергии, потраченной на пищеварение и жевание.


Именно в период с 400 тыс. лет назад началось решающее уменьшение челюстей, челюстной мускулатуры и зубов, благодаря чему произошёл окончательный рывок в увеличении объёмов до современных значений - 1350 куб. см. Однако у сапиенсов, при равном объёме мозга с неандертальцами, произошли и особые качественно-количественные изменения, видимо обусловленные чрезвычайно жестокой внутривидовой конкуренцией.


На фото реконструкция типичного Homo Sapiens, 27000 лет, Россия, Сунгирь.

Эволюция человека и человеческих мозгов Теория эволюции, Эволюция, Антропогенез, Наука, Познавательно, Гифка, Длиннопост

_______________________________________________________


Немного подытожим.


Мозг на определённом этапе - за счёт появления культуры изготовления орудий труда, появления речи - стал эффективнейшим и универсальнейшим инструментом приспособления к условиям среды и её резким изменениям. По скорости приспособления он превзошёл стандартный эволюционный способ, заключающийся с накоплении случайных мутаций и последующем естественном отборе, во много-много раз. Поэтому (забавный парадокс) увеличение мозга было мощно поддержано тем самым естественным отбором.


Но мозг мозгу рознь. Для абсолютного большинства организмов увеличение мозга в эволюционной перспективе (хотя бы до размеров, а точнее соотношения массы мозга к массе тела, как у шимпанзе) сложно представить чисто по физиологическим причинам. Энергетический баланс в условиях дикой природы, постоянной нехватки пищи и внутривидовой конкуренции, ставит жесткие ограничения на увеличение объёма мозга.


Впрочем, думается мне что на промежутке в сотни миллионов лет эволюция сможет удивить.

Но уже не нас.


PS Земной поклон создателям сайта http://antropogenez.ru. Любой момент, который у меня описан тремя словами, на этом ресурсе будет представлен сразу несколькими статьями. Также почти все иллюстрации и факты взяты оттуда. @Antropogenez, спасибо вам!

#comment_162287316

Показать полностью 16
407

Как и куда нести свет науки. Снова о теории эволюции

Делаю посты раз в год, видимо старею... Раньше было прям желание делиться знаниями - лепить всякие длиннопосты о теории эволюции, вступать в дискуссии, писать комментарии.


А сейчас, услышав или прочитав очередное "Дарвин неправ :(" или классическое "учоные всё врут!!!!" я либо промолчу, и тем самым сберегу кучу времени и нервов, либо заявлю, что по самым последним данным человек произошёл от пингвина. А сомневающихся отправлю гуглить пингвинопитека (история его происхождения тут), с прицелом на то, что цепочка URL-ов приведёт заблудшую душу на правильные сайты.

Как и куда нести свет науки. Снова о теории эволюции Теория эволюции, Чарльз Дарвин, Станислав Дробышевский, Наука, Эволюция, Длиннопост

Однако людей, которые мне не безразличны, стараюсь осторожно направить на путь истинный.  Максимально осторожно, потому что покушение на любые убеждения большинство воспринимает в штыки. Опять же, давать ссылки на полотна текста взрослым занятым людям бесполезно. Самый сильный убеждающий эффект имеют картинки, причём именно на тему эволюции человека, остальные примеры за живое не задевают.


Вот эти фотки например позволили обратить на светлую сторону как минимум двоих:


Болеющий и оттого лысый шимпанзе. Мускулатура сразу узнаётся.

Как и куда нести свет науки. Снова о теории эволюции Теория эволюции, Чарльз Дарвин, Станислав Дробышевский, Наука, Эволюция, Длиннопост

А снизу пальцы гориллы с нарушением пигментации. Ноготки и морщины на пальцах:

Как и куда нести свет науки. Снова о теории эволюции Теория эволюции, Чарльз Дарвин, Станислав Дробышевский, Наука, Эволюция, Длиннопост

Дальше, если человек является Хомо Читающим, дальнейший процесс упрощается в миллион раз, благо достойного русскоязычного науч-попа стало очень много. Александр "Эволюция человека" Марков, Ричард "Эгоистичный ген" Докинз, Нил "Внутренняя рыба" Шубин... Даже супер-стар палеоантропологии Добрышевский книги писать начал.


В общем, к чему это я.


За всё время постописательства на пикабу (пять с лишним лет, как никак) только один человек дал обратную связь - мол, спасибо, твой коммент открыл глаза мои, и узрел я лик Дарвина в сиянии небес. А есть тут ещё пикабушники, которым удалось перейти из состояния "ну это всё бред и байки учёных" в состояние противоположное? Как вам это удалось? Или может вы сами кого-то смогли переубедить - тогда делитесь методикой, вдруг кому-нибудь пригодится :)

Показать полностью 3
3443

Мутация, которая изменила мир, или как на самом деле работает эволюция

Откуда появилось многообразие живых существ? Казалось бы, на этот вопрос в полной мере отвечает идея о точечных мутациях - случайных небольщих изменениях в генетическом коде. Заменилась одна буква в коде - и хвост стал длиннее, перескочили три буквы - и повысилась эффективность зрения. Небольшие изменения таким образом накапливаются  миллионы лет и изменяют исходные животное до неузнаваемости.

Особенно впечатляют примеры перехода вида из воды на сушу или наоборот, как это случилась с китами:

Мутация, которая изменила мир, или как на самом деле работает эволюция Наука, Эволюция, Теория эволюции, Генетика, ДНК, Длиннопост

Даже если просто смотреть на картинку выше, с китом всё более-менее понятно. Гены, отвечающие за строение тела и метаболизм повергались мутациям. Так лапы стали ластами, изменились челюсти, кожа, обмен веществ. Однако если рассмотреть другое, более глобальное превращение, возникнут вопросы.

На картинке ланцетник

Мутация, которая изменила мир, или как на самом деле работает эволюция Наука, Эволюция, Теория эволюции, Генетика, ДНК, Длиннопост
Мутация, которая изменила мир, или как на самом деле работает эволюция Наука, Эволюция, Теория эволюции, Генетика, ДНК, Длиннопост

Ланцетник – это хрестоматийный объект, его называют живой упрощенной схемой хордового животного. Его строение очень похоже на ранние эмбриональные стадии развития позвоночных. Похожее на ланцетника животное обитало 530 млн лет назад и умудрилось оставить отпечаток в раннекембрийских отложениях на территории Китая (можно даже разглядеть жаберные щели):

Мутация, которая изменила мир, или как на самом деле работает эволюция Наука, Эволюция, Теория эволюции, Генетика, ДНК, Длиннопост

Итак, мы имеем примитивную по строению зверушку. Вместо позвоночника у него хорда, нет полноценного мозга, челюстей, черепа, конечностей - того, чем наделены высшие позвоночные. Его место на эволюционном древе обведено красным эллипсом:

Мутация, которая изменила мир, или как на самом деле работает эволюция Наука, Эволюция, Теория эволюции, Генетика, ДНК, Длиннопост

Это простое по строению животное, похожее на современного ланцетника, дало начало разнообразию позвоночных. От него произошли рыбы всех видов, земноводные, рептилии, динозавры/птицы, млекопитающие. Однако каждое высшее позвоночное имеет имеет на порядок более сложное строение, обусловленное геномом. Так откуда берётся сложность? Откуда появляются новые гены, задающие строение и функции органов?

Ничего удивительного в том, что "опровергатели" теории эволюции часто задают именно эти вопросы, подразумевая, что у науки на них ответа нет. А он, безусловно, есть (дальше многотекста, советую морально приготовиться).

Все животные с кровеносной системой обладают геном или генами, отвечающими за структуру молекулы гемоглобина  - молекулы, которая переносит кислород в крови.

Мутация, которая изменила мир, или как на самом деле работает эволюция Наука, Эволюция, Теория эволюции, Генетика, ДНК, Длиннопост

В результате мутаций эффективность работы гемоглобина может меняться, повышая или понижая приспособленность его носителя. А если существует зависимость, значит её можно изобразить визуально и назвать ландшафтом приспособленности:

Мутация, которая изменила мир, или как на самом деле работает эволюция Наука, Эволюция, Теория эволюции, Генетика, ДНК, Длиннопост

Вертикальная ось здесь показывает приспособленность вида - она повышается в зависимости от эффективности молекулы гемоглобина. По горизонтали изображены все возможные модификации гена гемоглобина (пространство последовательностей букв генетического кода).

На ландшафте выделяются холмы-максимумы, они означат что молекула в данной модификации даёт виду наибольшую приспособленность. Даже небольшие отступления от структуры снижают приспособленность, что соответствует движению вниз от вершины по склону холма.

И вот в чём проблема: чтобы ген перескочил от одной вершины холма (1) к другой (2), где приспособленность выше, он должен преодолеть долину, в которой приспособленность нулевая. Это значит, что синтезируемая молекула гемоглобина не захватывает кислород вообще или разрушается - организм с таким геном жить не сможет.

Даже просто снижение приспособленности, то есть движение по склону холма вниз, предполагает, что носитель гена в результате естественного отбора вымрет, не выдержав конкуренции. Поэтому точку 1 называют ловушкой локального максимума. Приспособленность вида в ней меньше, чем в соседних максимумах, однако естественной отбор отсечёт любые попытки выйти на более высокий холм.

Про вероятность прыжка через долину можно сказать одно - она

Мутация, которая изменила мир, или как на самом деле работает эволюция Наука, Эволюция, Теория эволюции, Генетика, ДНК, Длиннопост

Итак, резкие скачки от одного холма к другому "запрещены" теорией вероятности. Однако существует особый тип мутаций, который буквально освобождает ген из ловушки локального максимума и даёт ему свободу двигаться во все стороны по ландшафту приспособленности. Прекрасный пример такой мутации демонстрируют ноотениевые рыбы из холодных северных морей:

Мутация, которая изменила мир, или как на самом деле работает эволюция Наука, Эволюция, Теория эволюции, Генетика, ДНК, Длиннопост

В их крови есть белок-антифриз, который позволяет прекрасно себя чувствовать при температуре минус два градуса (у остальных рыб этот предел около нуля). Как показала расшифровка ДНК, ген антифриза произошёл от гена фермента поджелудочной железы за счёт нескольких мутаций.

Тут внимательный пикабушник спросит - как же так? Ведь ген фермента поджелудочной железы наверняка важен рыбе, а тут он сменил специализацию и кодирует уже совсем другую молекулу. Разгадка в том, что превращению гена предшествовала ещё одна мутация под названием дупликация.

Мутация, которая изменила мир, или как на самом деле работает эволюция Наука, Эволюция, Теория эволюции, Генетика, ДНК, Длиннопост

В результате ошибки создания половой клетки (яйцеклетки или сперматозоида) исходный ген фермента удвоился и передался потомству. Поскольку фермент и так вырабатывается в нужном рыбке количестве, один из генов оказался не нужен новому организму. Теперь он открыт для любых мутаций, в том числе ведущих в долину нулевой приспособленности. А оттуда до прочих локальных максимумов рукой подать.

Любые сдвиги одной из копий по ландшафту оказались возможны, потому что естественному отбору плевать на ген, который не влияет на приспособленность. К примеру, у подземных животных по этой причине пропадает зрение, так как рано или поздно в генах, отвечающих за глаза, случаются мутации.

Сейчас настала пора вернуться к нашему главному герою - ланцетнику. Расшифровка ДНК позволила определить не только место ланцетника на древе жизни. Во-первых, компьютерный анализ выдал следующий результат - каждая из 17 хромосом ланцетника распределена в геноме человека (и всех позвоночных) в виде обрывков, рассеянным по разным хромосомам.

Во-вторых оказалось, что отдельно взятый ген ланцетника имеет в среднем 4 родственных гена в ДНК человека (четыре - запомните эту цифру). Родственные гены, или по-научному, гены-парологи - это гены, когда-то произошедшие от общего гена-предка в результате дупликации, успевшие накопить какие-то различия, но при этом сохранившие явное сходство. Цифра "4" в данном случае означает следующее - когда-то предок всех позвоночных перенёс учетверение, а точнее два последовательных удвоения всего генома.

Удвоение всего генома относится к хромосомным мутациям и называется полногеномной дупликацией. Оно происходит в результате нерасхождения хромосом при попытке клетки поделиться.

Мутация, которая изменила мир, или как на самом деле работает эволюция Наука, Эволюция, Теория эволюции, Генетика, ДНК, Длиннопост

В результате предок всех позвоночных получил то, что каждый ген у него стал присутствовать в четырех экземплярах, и это открыло свободу для эволюционных преобразований. Конечно, бОльшая часть удвоившихся генов под гнётом мутаций превратится в мусор. Некоторые по воле случая сменят специализацию (как из примера по рыб с антифризом). Однако есть типы генов, для которых удвоение принесёт пользу практически сразу.

Например, если у гена было много функций, то выше вероятность, что его копии после дупликации не будут потеряны за ненадобностью, а приобретут самостоятельную ценность, поделив между собой исходные функции или приобретя новые. Ведь многофункциональность указывает на то, что данный ген в принципе способен приобретать новые функции. Особенно легко новые функции приобретаются регуляторными генами, которые по существу являются «профессиональными переключателями», которым всё равно, активность каких генов регулировать.

Также вероятность сохранения копий резко повышена у регуляторных генов, участвующих в регуляции эмбрионального развития. Всё это прекрасно согласуется идеей о том, что позвоночные использовали дополнительную «эволюционную свободу», полученную благодаря полногеномным дупликациям, для усложнения генетических систем, управляющих индивидуальным развитием. Это во многом объясняет как сложность, так и разнообразие строения позвоночных. Вероятно, еще до дупликаций многие гены у ланцетникоподобных предков позвоночных были многофункциональными. Возможно, многие из них находились в состоянии «адаптивного конфликта», то есть не могли оптимизироваться для выполнения сразу всех функций с максимальной эффективностью. Полногеномные дупликации сняли эти ограничения и позволили копиям поделить между собой функции.

И небольшое  послесловие.

Полногеномная дупликация и дупликация генов - одни из важнейших "инструментов" эволюции. Эти мутации, образно говоря,  работают на эволюционную перспективу. Однако перспектива раскрывается только в том случае, когда геном организма наполнен многофункциональными регуляторными генами. Достоверно известно, что полногеномная дупликация случилась в эволюционной истории мечехвостов, также она часто выявляется у растений. Тем не менее взрыв видового разнообразия случился именно у позвоночных.

Возможно знаменитый кембрийский взрыв тоже произошёл в результате удвоения геномов, но эту гипотезу без машины времени проверить уже не получится...


Ну и традиционно ссылки по теме:

Ландшафт приспособленности: https://pikabu.ru/story/yevolyutsiya_belkov_4066713
О полногеномной дупликации: https://elementy.ru/novosti_nauki/432632 (см. также список внизу статьи)
О ДНК ланцетника:
https://elementy.ru/novosti_nauki/430759/Genom_lantsetnika_p...
https://elementy.ru/novosti_nauki/433370/Funktsionalnyy_anal...

Подписывайтесь на сообщество "Наука", будет ещё много интересного!

Показать полностью 10
1692

Открытия в эволюции. Итоги 2017 года (txt version)

Традиционный (и самую малость запоздавший) пост с пересказом видео-лекции о научных итогах года в области эволюции. Автор подборки - Александр Марков, заведующий кафедрой Биологического факультета МГУ и успешный популяризатор науки.


Вообще эта лекция на пикабу уже засветилась (привет @p4hshok), однако длинные видеоролики мало кто смотрит, поэтому разложить видео на текст лишним не будет. Тем не менее я настоятельно советую посмотреть саму лекцию,  потому что комментарии лектора это просто 10 биологических эволюций из 10.


Ну а здесь к каждой новости будут прикреплены ссылки на статьи за авторством самого Маркова, так что выбирайте, какой из вариантов вам по душе.


Итак, приступим:

1. Палеогенетика помогла выяснить происхождение домашних кошек


Анализ фрагментов митохондриальной и ядерной ДНК 352 древних кошек подтвердил, что домашние кошки происходят только от одного из подвидов дикого кота Felis silvestris, а именно от африканского, или степного кота F. s. lybica, чей ареал охватывает северную Африку и юго-западную Азию.

Открытия в эволюции. Итоги 2017 года (txt version) Наука, Александр Марков, Эволоюция, Биология, Генетика, Итоги Года, Научпоп, Длиннопост

Африканские дикие кошки внешне почти неотличимы от домашних. Левая фотография сделана в Кении и, скорее всего, представляет подвид Felis silvestris lybica, от которого произошли домашние кошки, правая — в Южной Африке, где обитает подвид F. s. cafra. Примерно такой неназойливо-полосатенький окрас (mackerel tabby) считается исходным для домашних кошек.


Одомашнивание началось еще в неолите и шло параллельно на Ближнем Востоке и в Египте, поэтому большинство современных домашних кошек принадлежит либо к египетским, либо к ближневосточным митохондриальным линиям. Широкое расселение домашних кошек по Старому Свету началось в античный период и ускорилось в Средние века. По-видимому, изначально люди отбирали кошек только по поведенческим признакам, а гены, влияющие на внешний вид, стали подвергаться отбору лишь в последние несколько столетий.


Подробнее:http://elementy.ru/novosti_nauki/433045/Paleogenetika_pomogl...

2. Люди из Джебель Ирхуд — ранние представители эволюционной линии Homo sapiens


Палеолитическое местонахождение Джебель Ирхуд в Марокко было открыто в 1960 году, однако надежно установить его возраст удалось только сейчас. Он оказался намного больше, чем предполагалось: 315 ± 34 тыс. лет. Наряду с новыми морфологическими данными это позволяет интерпретировать людей из Джебель Ирхуд как ранних представителей сапиентной эволюционной линии. Их черепа демонстрируют смесь архаичных и продвинутых признаков, причем первые преобладают в строении мозговой коробки, а вторые — в лицевой части черепа.

Открытия в эволюции. Итоги 2017 года (txt version) Наука, Александр Марков, Эволоюция, Биология, Генетика, Итоги Года, Научпоп, Длиннопост

По-видимому, после разделения предков сапиенсов и неандертальцев в обеих линиях («нашей» и неандертальской) эволюционные изменения сначала затрагивали лицевой скелет, а форма мозговой коробки менялась позже. Новые данные показывают, что процесс эволюционного становления нашего вида не был приурочен только к Восточной Африке, а захватывал обширные территории Африканского континента.


Подробности: https://elementy.ru/novosti_nauki/433030/Lyudi_iz_Dzhebel_Ir...

3. Новые результаты 30-летнего эксперимента Ричарда Ленски

Долгосрочный эволюционный эксперимент на бактериях Escherichia coli, продолжающийся уже почти 30 лет, дал новые неожиданные результаты. Секвенирование (т.е. прочтение) ДНК бактерий из замороженной «ископаемой летописи» эксперимента показало, что за 60 000 поколений эволюция подопытных популяций не прекратилась и даже не замедлилась.

Открытия в эволюции. Итоги 2017 года (txt version) Наука, Александр Марков, Эволоюция, Биология, Генетика, Итоги Года, Научпоп, Длиннопост

Как минимум в 9 популяциях из 12 произошла экологическая диверсификация: исходная монокультура подразделилась на сообщества, связанные экологическими взаимодействиями и не вытесняющие друг друга. Внутри каждой клады эволюция продолжается полным ходом, причем дальнейшие изменения направляются как предшествующей эволюционной историей, так и меняющейся экологической обстановкой.


Таким образом, эволюция «перехитрила» исследователей, надеявшихся изучить действие мутаций и отбора в ходе адаптации к стабильным условиям в предельно простой искусственной системе.

Подробнее: http://elementy.ru/novosti_nauki/433131/V_dolgosrochnom_eksp...

4. Новый вид вьюрков появился на глазах у исследователей

В ходе многолетних наблюдений за птицами на маленьком островке Дафне в Галапагосском архипелаге эволюционным биологам Питеру и Розмари Грант удалось детально задокументировать процесс появления нового вида вьюрков. Его родоначальниками стали две самки из местной популяции среднего земляного вьюрка Geospiza fortis и залетный самец большого кактусового земляного вьюрка G. conirostris с острова Эспаньола, расположенного в 100 км к юго-востоку.

Открытия в эволюции. Итоги 2017 года (txt version) Наука, Александр Марков, Эволоюция, Биология, Генетика, Итоги Года, Научпоп, Длиннопост

Слева — средний земляной вьюрок Geospiza fortis, издавна проживающий на острове Дафне; в центре — большой кактусовый земляной вьюрок G. conirostris с острова Эспаньола; справа — «большая птица», представитель нового гибридного вида, возникшего на Дафне в результате скрещивания залетного самца G. conirostris с самкой G. fortis.


Их гибридные потомки скрещиваются только друг с другом. У них сформировались специфические пропорции клюва (что говорит об успешном разделе ниш с местными видами вьюрков), а также своеобразная видовая песня, что объясняет быстрое формирование репродуктивной изоляции. Новый вид процветает, несмотря на "кровосмешение": в 2010 году, через 30 лет после исходной гибридизации, на островке жило уже 36 особей.


Подробнее: http://elementy.ru/novosti_nauki/433159/Novyy_vid_darvinovyk...

5. Подтверждена важнейшая функция сна

Согласно «гипотезе синаптического гомеостаза», сон необходим животным, потому что усвоение нового опыта во время бодрствования происходит в основном за счет усиления, а не ослабления синаптической проводимости. Общее нарастание проводимости снижает работоспособность нервной системы, которая поэтому должна регулярно переходить в режим «офлайн», отключаясь от внешних сигналов. Это позволяет избирательно ослабить перевозбужденные синапсы, аккуратно отделяя при этом важную информацию от неважной.

Открытия в эволюции. Итоги 2017 года (txt version) Наука, Александр Марков, Эволоюция, Биология, Генетика, Итоги Года, Научпоп, Длиннопост

Рисунок, иллюстрирующий главный вывод обеих обсуждаемых работ: во время сна происходит ослабление синапсов. Слева синапос до сна, справа - после.


Двум исследовательским коллективам из США удалось получить новые независимые подтверждения этой гипотезы. Одна работа основана на трехмерной электронной микроскопии и прямом измерении синапсов, другая — на сравнении количества рецепторов и других белков в синапсах до и после сна. Оказалось, что у мышей во сне достоверно уменьшается и размер синапсов, и количество рецепторов, ответственных за прием возбуждающих сигналов.

Комментарий: судя по всему, наши мозги во время бодрствования всё сильнее "разгоняются": проводимость активных нейронных цепей бесконтрольно растёт, а сами синапсы увеличиваются. В некотором смысле мозг, как паровой котёл, набирает мощность и давление, расходует всё больше энергии, и если вовремя не стравить пар, где-нибудь да рванёт. Собственно, этим и объясняется тот факт, что любое многоклёточное с нервной системой, от червей и жучков до ящериц и студентов, нуждается во сне.
И вот ещё аналогия: сон это "заплатка" для глобального бага "ядра" нервной системы. По мне так это самая интересная новость из подборки.

Подробнее: http://elementy.ru/novosti_nauki/432926/Dva_nezavisimykh_iss...

6. Новые данные о примитивных людях из пещеры райзинг Стар заставляют пересмотреть историю человеческого рода.

Недавно в южноафриканской пещере Райзинг Стар были найдены многочисленные кости неизвестного ранее вида примитивных людей, получившего название Homo naledi. По многим признакам H. naledi напоминает хабилисов, других ранних Homo и даже австралопитеков, что позволяло предположить весьма почтенный возраст находок. Однако датировки, полученные несколькими независимыми методами в разных лабораториях, показали, что эти люди жили всего лишь 335–236 тысяч лет назад, одновременно с гораздо более продвинутыми представителями человеческого рода.

Открытия в эволюции. Итоги 2017 года (txt version) Наука, Александр Марков, Эволоюция, Биология, Генетика, Итоги Года, Научпоп, Длиннопост

Черепа австралопитеков (Au. africanus, Au. sediba) и четырех ископаемых видов Homo, включая H. naledi. Некоторые детали строения черепа, не характерные для Au. africanus и H. rudolfensis, сближают H. naledi с Au. sediba, H. habilis, H. erectus и даже с некоторыми более поздними Homo.


Также опубликованы данные о новых находках костей H. naledi, среди которых есть хорошо сохранившийся череп, в другом уголке той же пещеры. Все кости явно принадлежали людям из одной и той же популяции. Новые данные вносят существенные коррективы в сложившиеся представления об антропогенезе.


Подробнее: http://elementy.ru/novosti_nauki/433005/Novye_dannye_o_primi...

7. Геномы людей из Сунгиря рассказали о репродуктивном поведении верхнепалеолитических охотников

Сунгирь — одна из самых известных и изученных стоянок европейских верхнепалеолитических сапиенсов. Международный коллектив антропологов и палеогенетиков сообщил о прочтении полных геномов четырех индивидов из Сунгиря, живших около 34 000 лет назад: взрослого мужчины, похороненного в отдельной могиле (S1), обоих подростков из двойного захоронения (S2 и S3), а также обладателя бедренной кости (S4), фрагмент которой, заполненный красной охрой, был найден в двойной могиле рядом со скелетом S2.

Все четыре индивида принадлежали к одной популяции с эффективной численностью 200–500 человек, но при этом не являлись близкими родственниками.

Открытия в эволюции. Итоги 2017 года (txt version) Наука, Александр Марков, Эволоюция, Биология, Генетика, Итоги Года, Научпоп, Длиннопост

Скульптурные реконструкции индивидов Сунгирь-1, 2 и 3, выполненные в Лаборатории антропологической реконструкции Института этнологии и антропологии РАН


Отсутствие в геномах протяженных участков полной гомозиготности говорит о том, что сунгирцы, в отличие от алтайских неандертальцев, избегали близкородственных скрещиваний, хоть и жили небольшими группами. По-видимому, социальная структура и репродуктивное поведение сунгирцев были примерно такими же, как у современных охотников-собирателей, для которых характерны частые переходы из группы в группу и избегание инцеста.


Подробнее: http://elementy.ru/novosti_nauki/433140/Genomy_lyudey_iz_Sun...

8. Гены, способствующие получению хорошего образования, отсеиваются отбором


В современных человеческих популяциях уровень полученного образования обладает высокой наследуемостью, то есть сильно зависит от генов. Выявлены десятки аллелей, влияющих на этот признак. При этом образование, как правило, отрицательно коррелирует с дарвиновской приспособленностью: образованные люди хуже размножаются. Это указывает на возможный отбор против «генов образования».

Открытия в эволюции. Итоги 2017 года (txt version) Наука, Александр Марков, Эволоюция, Биология, Генетика, Итоги Года, Научпоп, Длиннопост

Фильм «Идиократия» изображает мир будущего, в котором из-за отрицательного отбора по интеллекту остались одни дураки. Исследование исландских генетиков показало, что у этой мрачной фантазии есть научные основания.


Новое исследование, основанное на данных по 110 000 исландцев, родившихся между 1910 и 1975 годами, показало, что «гены образования» действительно подвергаются отрицательному отбору. Эти аллели, многие из которых коррелируют также с повышенным интеллектом, крепким здоровьем и долгой жизнью, снижают приспособленность независимо от того, реализовал ли человек обусловленную ими склонность к получению хорошего образования.


Исследование подтвердило опасения о том, что эволюция современного человечества направлена в сторону ухудшения генетического базиса признаков, связанных с интеллектом. Социально-культурное развитие пока с лихвой компенсирует генетическую деградацию, но со временем ее последствия могут стать существенными.

Комментарий: смысл в том, что люди, умеющие рассуждать здраво и планировать свою жизнь, даже если не получают высшее образование после школы, не торопятся заводить детей. Они делают это статистически немного позже. Однако это "немного" в эволюционной перспективе выливается отставание по количеству оставленного потомства - главный показатель приспособленности.

Вообще тема довольно сложная, если хотите разобраться обязательно читайте статью и смотрите лекцию.

Подробнее: http://elementy.ru/novosti_nauki/432918/Geny_sposobstvuyushc...

9. Число мутаций у детей зависит от возраста обоих родителей


Исландские генетики провели беспрецедентное по масштабу исследование мутагенеза у современных людей, проанализировав полные геномы 1548 «троек», включающих пару родителей и их потомка. Оказалось, что каждый новорожденный получает в среднем 70 новых мутаций, которых не было у родителей, из которых 80% приносит сперматозоид, и только 20% — яйцеклетка.

Открытия в эволюции. Итоги 2017 года (txt version) Наука, Александр Марков, Эволоюция, Биология, Генетика, Итоги Года, Научпоп, Длиннопост

Число людей с разным количеством новых мутаций. По горизонтальной оси — число новых мутаций, по вертикальной — число людей с таким количеством новых мутаций.


Подтвердился быстрый рост числа новых мутаций с возрастом отца: каждый год жизни отца прибавляет его потомству в среднем 1,5 мутации. Возраст матери тоже влияет на число мутаций у потомства, но не так сильно: каждый год жизни матери обходится потомству в 0,37 дополнительных мутаций. Распределение «материнских» мутаций по геному оказалось неравномерным: в нескольких участках частота их возникновения резко повышена. По-видимому, это связано с тем, что в этих участках чаще всего рвутся хромосомы в стареющих ооцитах.


Похожий паттерн распределения материнских мутаций характерен для шимпанзе и горилл, но не для орангутанов. По-видимому, мы унаследовали этот паттерн от ранних представителей больших африканских человекообразных обезьян.


Подробнее: http://elementy.ru/novosti_nauki/433114/Chislo_mutatsiy_u_de...

10. Что общего у голых землекопов и «голых обезьян»?


Голые землекопы и люди отличаются от своих родственников (соответственно, грызунов и приматов) двумя редкими особенностями: высоко развитой социальностью и долголетием.

Открытия в эволюции. Итоги 2017 года (txt version) Наука, Александр Марков, Эволоюция, Биология, Генетика, Итоги Года, Научпоп, Длиннопост

Молодые голые землекопы (слева) и 30-летний патриарх — размножающийся самец (муж «царицы»). Хотя и видно, что он несколько усох с возрастом (саркопения и утрата подкожного жира — старческие признаки), он по-прежнему бодр, исправно исполняет свои супружеские обязанности и умирать вовсе не собирается.


Российские и германские биологи проанализировали факты, свидетельствующие о том, что у этих двух видов млекопитающих есть еще одна важная общая черта: ювенилизация (неотения), то есть задержка развития, ведущая к сохранению у взрослых особей ряда детских и даже эмбриональных признаков. Не исключено, что все три необычные особенности голых землекопов и «голых обезьян» — социальность, долголетие и неотения — тесно связаны между собой.

Открытия в эволюции. Итоги 2017 года (txt version) Наука, Александр Марков, Эволоюция, Биология, Генетика, Итоги Года, Научпоп, Длиннопост

Череп взрослого мужчины (слева) по ряду признаков больше похож на череп детеныша шимпанзе (в центре), чем взрослого самца (справа).


Подробнее: http://elementy.ru/novosti_nauki/432949/Chto_obshchego_u_gol...

PS Помимо эволюционных итогов 2017 года, есть итоги  физические, палеоантропологические, палеонтологические, медицинские, астрологические. Если не хочется ждать, пока у меня руки до них дойдут (возможно что никогда), то всё это добро можно найти на ютуб-канале Центра "Архэ", который специализируется на выпуске видеолекций.

Показать полностью 10
753

Новости науки #5

Во-первых, спасибо @L4rever и его посту за пробуждение из спячки (в плане постов она у меня случается именно летом), а во-вторых, сегодня пробуем новый формат - меньше описания, больше новостей. Пишите в комментариях как лучше (а может и без разницы), в следующий раз учту.


На этой неделе новости просто валятся дождём, хотя у учёных по идее должен быть летний отпуск - можно предположить что у всех просто наступил дэдлайн. Конечно, выбрать десяток самых занимательных новостей из более чем 100 задача нетривиальная, наверняка что-то важное я в конечном итоге упустил. Ну а то, что выбрал, смотрим ниже:

1. Детекторы LIGO в третий раз поймали гравитационные волны


Особенность слившейся пары чёрных дыр, зарегистрированной LIGO в третий раз, заключается в том, что по крайней мере у одной чёрной дыры собственный момент вращения (спин) не совпадает по направлению с полным моментом орбитального движения пары. Всё это говорит в пользу гипотезы, что объекты, составляющие пару, образовались далеко друг от друга.

Новости науки #5 Наука, Техника, Технологии, Биология, Генетика, Физика, Космос, Гифка, Видео, Длиннопост

2. Неизвестные микробы разлагают пластик в океане


Накопление пластиковых отходов в мировом океане идет в десятки раз медленнее, чем ожидается. Ученые связывают это с деятельностью пока неизвестных бактерий.

Новости науки #5 Наука, Техника, Технологии, Биология, Генетика, Физика, Космос, Гифка, Видео, Длиннопост

3. Предложен способ увеличения разрешения дисплеев втрое


Физики из Флориды придумали способ размещать три пикселя на месте одного современного. При этом сама конструкция и оборудование для ее производства остаются без изменений.

Новости науки #5 Наука, Техника, Технологии, Биология, Генетика, Физика, Космос, Гифка, Видео, Длиннопост

4. Ученые секвенировали ДНК египетских мумий


Анализ ДНК полутора сотен древнеегипетских мумий показал: египтяне были генетически близки жителям Леванта и Европы, а у современных жителей Египта на 8% больше ДНК представителей юга Африки, чем у древних. Причины этого ученым еще предстоит установить, а пока что они доказали, что анализ ДНК мумий, несмотря на многолетний скептицизм в этом отношении, все-таки возможен.

Новости науки #5 Наука, Техника, Технологии, Биология, Генетика, Физика, Космос, Гифка, Видео, Длиннопост

5. Исследование Nike показало бесполезность компрессионной одежды


Модное у спортсменов компрессионное белье, повышающее выносливость и снижающее травматичность, может оказаться совершенно бесполезным.

Новости науки #5 Наука, Техника, Технологии, Биология, Генетика, Физика, Космос, Гифка, Видео, Длиннопост

6. Полет стрекозы-киборга сняли на видео


Исследователи из Лаборатории Чарльза Старка Дрейпера опубликовали видеозапись полета стрекозы-киборга, созданной в рамках проекта DragonflEye.

Новости науки #5 Наука, Техника, Технологии, Биология, Генетика, Физика, Космос, Гифка, Видео, Длиннопост

7. Молния попадает в здание: первая в мире съемка в слоу-мо


Трудно поверить, но никто до сих пор не снимал, как молния попадает в здание, на камеру с ультравысокой частотой кадров. И теперь эта лакуна заполнена.

8. Бинарные компьютеры уходят в прошлое


Ученые изобрели магнитную технологию, которая позволяет задавать четыре состояния для магнитов. Этот принцип можно использовать для создания быстрых, мощных и гораздо меньших компьютеров, чем те, которыми мы пользуемся сегодня.

Новости науки #5 Наука, Техника, Технологии, Биология, Генетика, Физика, Космос, Гифка, Видео, Длиннопост

9. Создан диод из девяти атомов углерода


Испанские ученые показали, что молекулу простого органического вещества нонадиин-1,8 можно использовать как молекулярный диод. Этот самый маленький в мире диод к тому же оказался очень эффективным, и в отличие от ранее созданных молекулярных диодов он способен работать при комнатной температуре.

Новости науки #5 Наука, Техника, Технологии, Биология, Генетика, Физика, Космос, Гифка, Видео, Длиннопост

10. В Голландии представили фрагмент Hyperloop


Голландский стартап и строительная компания представили в четверг испытательный фрагмент Hyperloop. Это стальная трубка, которая будет использоваться для разработки футуристической высокоскоростной транспортной системы.

Новости науки #5 Наука, Техника, Технологии, Биология, Генетика, Физика, Космос, Гифка, Видео, Длиннопост

11. Недосыпание приводит к разрушению связей между нейронами


Американские учёные проводили эксперимент на подопытных мышах, чтобы проследить, как развивается под воздействием недосыпания процесс под названием нейрональный прудинг — очистка мозга от ненужных, отработавших свое синаптических связей.

Новости науки #5 Наука, Техника, Технологии, Биология, Генетика, Физика, Космос, Гифка, Видео, Длиннопост

12. В Сибири нашли возможные древнейшие свидетельства одомашнивания собак


Российские исследователи из Института истории материальной культуры РАН обнаружили на острове Жохова останки собак, которые могли быть одними из первых одомашненных собак в истории человечества.

Новости науки #5 Наука, Техника, Технологии, Биология, Генетика, Физика, Космос, Гифка, Видео, Длиннопост

13. Генетическое секвенирование успешно борется с онкозаболеваниями


Новый анализ показывает, что почти три четверти из 500 пациентов с прогрессирующим раком можно вылечить, используя специфическую терапию. Медицинский подход основан на результатах анализа генетики опухолей.

Новости науки #5 Наука, Техника, Технологии, Биология, Генетика, Физика, Космос, Гифка, Видео, Длиннопост

14. Учеными Китая разработана искусственная кожа с тактильным восприятием


Китайская команда создала коже-подобный трибоэлектрический наногенератор (STENG). Эта прозрачная пленка, что выделяет электричество в зависимости от сжатия, и обладает мультисенсорностью и высоким разрешением определения касаний.

Новости науки #5 Наука, Техника, Технологии, Биология, Генетика, Физика, Космос, Гифка, Видео, Длиннопост

15. БОНУС: подборка подборок


Подборки новостей в интернете как ни странно делаю не только я, этим занимаются ещё и специализированные сайты:


- Подборка от портала "Биомолекула" за первую неделю июня - скопления РНК как причина нейродегенерации, механизмы влюблённости у моногамных полёвок, роль бактерий влагалища в профилактике ВИЧ

(недавно портал обзавёлся официальным представителем на пикабу под ником @Biomolecula, с чем его и всех нас официально поздравляю)


- Видео новости высоких технологий от портала Hi-news.ru - о российском самолете МС-21, беспилотном электробусе «Матрёшка» и многом другом


- Подборка портала "Наука и жизнь" - Десять видов, которые удивили мир в 2016 году

Новости науки #5 Наука, Техника, Технологии, Биология, Генетика, Физика, Космос, Гифка, Видео, Длиннопост
Показать полностью 13 1
632

Эволюционное наследие #3

От рыб нам много чего "досталось" - планы строения головы, конечностей и гены, которые всем этим безобразием управляют (об этом написано в первых двух постах: 1 и 2). Но есть нечто более глубокое и более общее, что объединяет вообще всех многоклеточных существ - это план развития тела.


Часть 1. Эмбрионы

Эволюционное наследие #3 Наука, Биология, Эволюция, Теория эволюции, Онтогенез, Рыба, Нил Шубин, Длиннопост

Эмбрионы позвоночных до определённого момента выглядят строго одинаково. На картинке ниже первые три недели после зачатия: из одной клетки наш организм превращается в сферу из клеток, а затем в две трубки, одна внутри другой.

Эволюционное наследие #3 Наука, Биология, Эволюция, Теория эволюции, Онтогенез, Рыба, Нил Шубин, Длиннопост

Так же обстоит ситуация и с отдельными органами - разные конечности, как птичьи крылья и лягушачьи лапки, на ранних стадиях развития устроены очень похоже.


Вообще, эмбрионы разных видов отнюдь не во всем одинаковы, но между ними есть черты глубокого сходства. У эмбрионов всех позвоночных имеются жаберные дуги и хорда, и все они на определенном этапе развития оказываются устроены примерно так:

Эволюционное наследие #3 Наука, Биология, Эволюция, Теория эволюции, Онтогенез, Рыба, Нил Шубин, Длиннопост

И, что особенно важно, даже эмбрионы таких разных организмов, как рыбы и люди, обладают одними и теми же тремя слоями, открытыми в 19 веке Пандером и Бэром. Названия этих трех важнейших слоев (зародышевых листков) соответствуют их положению: наружный слой называют эктодермой, внутренний — энтодермой, а средний, расположенный между ними, — мезодермой. Из эктодермы образуются наши покровы (то есть кожа) и нервная система. Из энтодермы (внутреннего слоя) развиваются органы пищеварительного тракта и связанные с ним железы.


Средний слой (мезодерма) формирует многочисленные ткани, расположенные между пищеварительным трактом и кожей, в том числе скелет и мускулатуру. Не только у человека, но и у лосося, курицы, лягушки, мыши все органы развиваются из эктодермы, энтодермы и мезодермы.


Результаты подобных сравнений подталкивают нас к новым фундаментальным вопросам. Как получается, что эмбрион «знает», где нужно сформировать голову, а где анус? Какие механизмы управляют развитием и позволяют клеткам и тканям эмбриона развиваться в сложное многоклеточное тело?

Часть 2. Чудеса развития


В 20-х годах ХХ века Хильда Мангольд, аспирантка в лаборатории, взяла у эмбриона тритона небольшой участок ткани и пересадила другому эмбриону. Но не просто участок, а из области, где перемещались и образовывали складки клетки, из которых должны были образоваться зародышевые листки. Результат этого эксперимента принес приятный сюрприз.
Пересаженный участок ткани привел к образованию целого нового тела, наделенного спиной, позвоночником, брюхом и даже головой.

Эволюционное наследие #3 Наука, Биология, Эволюция, Теория эволюции, Онтогенез, Рыба, Нил Шубин, Длиннопост
Эволюционное наследие #3 Наука, Биология, Эволюция, Теория эволюции, Онтогенез, Рыба, Нил Шубин, Длиннопост

Почему все это так важно? Хильда Мангольд открыла небольшой участок ткани, который заставлял другие клетки сформировать целое тело, обладающее нормальным планом строения. Крошечный, но необычайно важный участок ткани, ответственный за такой характер развития, назвали организатором.


Самое удивительное, что участок ткани с организатором не обязательно брать из эмбриона того же вида. Вид тритона может быть другой - на внешний вид сформировавшейся половинки это не повлияет, она будет точной копией эмбриона, которому произвели имплантацию. В этом и есть главная фишка организатора: он сам не превращается в другие клетки, а лишь даёт химический сигнал, влияющий на их самоопределение.


Чтобы докопаться до самой сути работы организаторы, учёным пришлось сделать ряд важнейших открытий. Сначала, при работе с мухами-дрозофилами были открыты гены, мутации в которых приводили к радикальным перестановкам в теле мухи: нога росла там, где должен быть усик, или кроме нормальной пары крыльев была еще одна, лишняя, или не хватало некоторых сегментов тела. Очевидно, что-то здесь не давало телу развиться в соответствии с нормальным планом строения - и это, понятное дело, были мутации в определённых генах, отвечающих за развитие организма.

Эволюционное наследие #3 Наука, Биология, Эволюция, Теория эволюции, Онтогенез, Рыба, Нил Шубин, Длиннопост

В середине каждого такого гена учёные обнаружили короткую последовательность почти идентичную у всех изученных видов, её назвали Homeobox (гомеобокс), а гены, содержащие последовательности, Hox (хокс) генами.


Эту последовательность стали искать у разных других видов животных, и эти поиски принесли общий вывод, который стал настоящим сюрпризом. Оказалось, что варианты Hox-генов есть у всех многоклеточных животных.

Эти гены идут друг за другом в одной из больших хромосом дрозофилы. Причем гены, мутации в которых вызывают нарушения строения головы, идут перед теми, мутации в которых вызывают нарушения в средних отделах тела, например в сегментах, несущих крылья. В самом конце этого ряда расположены гены, отвечающие за развитие заднего конца тела. Удивительное дело: оказалось, что эти гены расположены на хромосоме в том же самом порядке, в каком расположены связанные с ними структуры тела в направлении от головы к хвосту.


У таких разных организмов, как мухи и мыши, организация тела вдоль оси, идущей от головы к хвосту, регулируется вариантами одних и тех же генов. Если так или иначе вмешаться в работу Hox-генов, мы определенным предсказуемым образом вмешаемся и в план строения тела. Если получить муху, у которой не работает или отсутствует один из генов средних сегментов, то средние сегменты ее тела не разовьются или окажутся деформированы. Если получить мышь, у которой отсутствует один из средних Hox-генов, то у такой мыши будет видоизменено строение среднего участка позвоночника.


Hox-гены также определяют пропорции наших тел, то есть размеры различных участков головы, грудной клетки и спины. Эти гены участвуют в развитии отдельных органов, конечностей, гениталий и пищеварительного тракта. Изменения этих генов меняют строение наших тел.


На картинке ниже показаны Hox-гены у мухи-дрозофилы и у человека. Организацией тела в направлении «от головы к хвосту» управляют разные Hox-гены. У мух имеется один набор из восьми таких генов, каждый из которых представлен на схеме в виде маленького прямоугольника. У людей есть четыре набора таких генов. И у мух, и у людей порядок, в котором включаются эти гены, соответствует порядку их расположения в ДНК: гены, работающие в голове, находятся на одном конце молекулы ДНК, работающие в хвосте — на другом, а те, что управляют развитием органов, расположенных посередине, и на ДНК расположены посередине.

Эволюционное наследие #3 Наука, Биология, Эволюция, Теория эволюции, Онтогенез, Рыба, Нил Шубин, Длиннопост

У разных видов имеется разное число Hox-генов. У мух и других насекомых их восемь, у мышей и других млекопитающих — тридцать девять. При этом все тридцать девять Hox-генов мыши представляют собой варианты Hox-генов мухи. Объясняется это тем, что многие из Hox-генов млекопитающих возникли в результате удвоения Hox-генов из меньшего набора - вроде того, что имеется у насекомых.


Несмотря на различия в числе этих генов, в процессе развития мыши они активируются во вполне определенном порядке, точно так же, как и в процессе развития мухи или любых других многоклеточных животных.

Эволюционное наследие #3 Наука, Биология, Эволюция, Теория эволюции, Онтогенез, Рыба, Нил Шубин, Длиннопост

Часть 3. Организатор


В начале девяностых, в ходе исследования Hox-генов, был выявлен один весьма необычный ген. Он активировался в том самом участке организма эмбриона, где расположен организатор, и действовал именно на том этапе развития, на котором проявляется эффект организатора. Определённо это был легендарный участок-организатор, и внутри этого участка работал ген, который, похоже, им управлял или по крайней мере был связан с его действием в процессе развития эмбриона.


После этого во многих разных лабораториях стали находить гены, связанные с организатором, один из которых назвали Noggin. Этот ген делал в точности то, что должен делать ген организатора. Когда учёные взяли немного продукта этого гена и ввели его в определенный участок тела развивающегося эмбриона, эффект был точно таким же, как от пересадки организатора. Тело развившегося эмбриона обладало удвоенной продольной осью и двумя головами.


Новейшие методы позволяют нам наблюдать, как в клетке одновременно работают тысячи разных генов. Эти методы вместе с новыми компьютерными технологиями, дающими нам возможность разбираться в функциях конкретных генов, обладают огромным потенциалом для выяснения того, как гены обеспечивают формирование клеток, тканей и тел.


Выяснение этих сложных взаимодействий между батареями генов проливает свет на механизмы, благодаря которым формируются наши тела. Работа гена Noggin - прекрасный тому пример. Продукт этого гена сам по себе не указывает ни одной клетке, где она должна располагаться на оси, идущей от спины к брюху. Этот ген действует лишь в унисон с множеством других генов. Их совместная работа и определяет положение клеток.


Ещё один ген, BMP-4, представляет собой «брюшной» ген. Он включается в клетках, из которых развиваются структуры, расположенные на брюшной стороне тела. Для развития зародыша очень важно взаимодействие между генами BMP-4 и Noggin. В тех клетках, где активен Noggin, BMP-4 не может выполнять свою работу. В итоге получается, что ген Noggin не столько говорит клеткам, что им нужно стать «клетками спинной стороны тела», сколько выключает сигнал, который сделал бы их клетками брюшной стороны. Такого рода отношения, включение и выключение, и лежат в основе всех процессов развития живых организмов.

Эволюционное наследие #3 Наука, Биология, Эволюция, Теория эволюции, Онтогенез, Рыба, Нил Шубин, Длиннопост

Часть 4. Небольшой итог


Все животные и похожи друг на друга, и отличаются друг от друга. Подобно тому как рецепт пирога передается из поколения в поколение, на каждом этапе изменяясь и совершенствуясь, так же и рецепт построения наших тел передавался из поколения в поколение - и изменялся в течение многих миллионов лет. Может быть, мы и не похожи на примитивных актиний и медуз, но рецепт, по которому формируется наше тело, представляет собой лишь более замысловатую версию того рецепта, по которому формируются их тела.

Эволюционное наследие #3 Наука, Биология, Эволюция, Теория эволюции, Онтогенез, Рыба, Нил Шубин, Длиннопост

Убедительные свидетельства существования общего для всех животных генетического рецепта развития можно получить, используя вместо генов одних организмов гены других. Что произойдет, если мы заменим один из генов «бодибилдинга» (то есть построения тела) существа, тело которого организовано примерно так же сложно, как наше, на соответствующий ген актинии?

Эволюционное наследие #3 Наука, Биология, Эволюция, Теория эволюции, Онтогенез, Рыба, Нил Шубин, Длиннопост

Вспомним ген Noggin, который у лягушек, мышей и людей включается в местах, где образуются структуры спины. Введем дополнительную порцию продукта этого гена в икринку лягушки, и у этой лягушки сформируются дополнительные спинные структуры, иногда даже дополнительная голова. В эмбрионах актиний разновидность гена Noggin тоже включается на определенном этапе развития в клетках одного из концов директивной оси.


Проведем принципиально важный эксперимент: возьмем продукт гена Noggin актинии и введем его в эмбрион лягушки. Результат? Лягушка с дополнительными спинными структурами, примерно такая же, как в опыте с введением в эмбрион лягушки продукта собственного гена Noggin.

На этом тему строения тела можно смело закрывать. В следующих главах осталось рассмотреть такие интересные моменты как зрение, обоняние, слух, икоту, геморрой и паховые грыжи.


PS Собственно этот текст и все следующие основаны на книге Нила Шубина "Внутренняя рыба". Всем, кому понравилась данная тема, очень советую либо подписаться на сообщество "Наука", либо вообще не ждать моих постов, которые представляют собой скромные выжимки отдельных глав, а прочитать книгу целиком.

Эволюционное наследие #3 Наука, Биология, Эволюция, Теория эволюции, Онтогенез, Рыба, Нил Шубин, Длиннопост
Показать полностью 11
386

О мутантах среди нас

Благодаря Голливуду при слове "мутанты" большинство людей вспоминают героев комиксов

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост

Или же кунсткамеру с заспиртованными младенцами и волосатых людей

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост

Сегодня мы поговорим не о киношных, а о настоящих мутантах с точки зрения биологии и попробуем разобраться, как часто они встречаются среди нас.


Итак, мутант это биологический организм, отличающийся от исходного типа каким-либо наследственным отклонением, возникшим в результате мутации.


Так уж получилось, что слово мутация в обиходе имеет негативный смысл и подразумевает болезнь и уродство. Однако с точки зрения генетики это всего лишь отличие генетического кода организма от кода его родителя или родителей. Выглядит оно примерно так:

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост

На картинке один нуклеотид заменятся другим - самый типичный вид мутации, который называют однонуклеотидной заменой. Есть и другие виды мутаций типа вставок, перестановок, дупликаций, или хромосомных мутаций, приводящих к серьёзным отклонениям (синдром Дауна итд), но они встречаются гораздо реже замен. А какие могут быть последствия однонуклеотидных замен с точки зрения генетического кода?


Ну, сначала можно взглянуть на саму последовательность нуклеотидов:

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост

Пока что это ничего нам не даёт - видно только, что изменилась одна буква-нуклеотид. Для полноты картины придётся расшифровать генетический год, в котором "словами" являются кодоны - участки из 3 нуклеотидов, отвечающие за строительный кирпичик всего живого - аминокислоту. Тогда мы увидим всю цепочку - замена буквы влияет на анимокислотный состав белка. Состав белка в свою очередь влияет на его структуру (как говорят биологи - укладку) и, как следствие, на химические и физические свойства.


На картинке этот принцип показан максимально наглядно (Сер, Лей, Асп, Гис это аминокислоты серин, лейцин, аспарагин, гистидин, те самые строительные кирпичики белков):

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост

Белки выполняют в организме огромный спектр функций, это и транспортные единицы, и ферменты, и стройматериал. Замечательный пример белка - гемоглобин, который отвечает за перенос кислорода:

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост

Теперь рассмотрим условную мутацию - однонуклеотидную замену, произошедшую в человеческой ДНК. Тут есть несколько вариантов, какой эффект она может произвести на организм в зависимости от её местонахождения:


1. Мутация произошла в некодирующей части ДНК


Для понимания дальнейшего текста важно знать, что большая часть ДНК человека и вообще эукариот состоит из участков, которые не никак не участвуют в синтезе белка, причём некоторые из них могут "сидеть" прям внутри гена (так называемые интроны).


Последние исследования показали, что эти участки выполняют кое-какие биохимические функции, но именно при непосредственном синтезе белка они отбрасываются как ненужные (на картинке интроны показаны серым цветом).

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост

Можно с высокой долей вероятности утверждать, что мутация произошедшая в некодирующей части на наследственные свойства организма не повлияет.


2. Мутация произошла в кодирующей части ДНК.


Казалось бы мутация, происходящая в кодирующей части ДНК должна приводить к определённым изменениям. Однако тут есть один очень интересный нюанс, который станет понятен если взглянуть на таблицу генетического кода:

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост

Мы увидим, что код избыточен - то есть разные сочетания нуклеотидов читаются "одинаково". Например, аминокислота (т.е. строительный кирпичик белков) валин это и GUU, и GUC, и GUA, и GUG.


Так вот, мутация, которая не приводит к замене аминокислоты (GUU изменилось на GUA), называется синонимичной и вообще никак не влияет на организм. Многие очень важные белки у разных видов млекопитающих могут быть абсолютно одинаковыми (это значит что любое их изменение привело к печальным последствиям для организма), но при этом иметь в генетическом коде множество синонимичных замен, и это абсолютно нормально и абсолютно нормально себя чувствовать.


Ну и самый важный для нашего повествования расклад - когда мутация приводит к замене аминокислоты. И здесь тоже не всё так однозначно. Посмотрим на ту же самую молекулу гемоглобина:

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост

Отдельные её участки различаются по важности. Те, которые отвечают за присоединение кислорода и взаимодействие с клетками самые важные (именно поэтому они одинаковые у всех животных - другие варианты просто отбраковывались естественным отбором). Далее есть участки, которые отвечают за устойчивость молекулы, её взаимодействие с водой, и прочее прочее. Соответственно, мутация в генах гемоглобина не всегда приведёт к смерти зародыша или какой-либо болезни (хотя чаще всего приведёт). Она может быть слабовредной или нейтральной, и тогда её носитель будет с виду обычным человеком.


Ну вот, вроде мы разобрались с мутациями (кстати очень поверхностно - просто сейчас у меня немного другая цель). Теперь можно подобраться к самой важной части, а именно к мутантам среди нас.


Тут работает довольно простая математика: частота мутаций у человека (и она примерно одинакова для всех млекопитающих) примерно равна 1/100 000 000 на нуклеотид за поколение. Поскольку геном человека длиной в 3 000 000 000 (три миллиарда) и у каждого из нас два генотипа, 1/100 000 000 на букву за поколение означает примерно 60 новых мутаций на новорожденного.

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост

Эти новые мутации, уникальные для данного сперматозоида или яйцеклетки, были приобретены в то время, пока эти клетки находились в гонадах (органах, продуцирующих половые клетки) родителей.


"Вклад" родителей при этом не одинаков, так как мужчины передают вновь возникшие мутации гораздо чаще, чем женщины. Это означает, что в половых клетках мужчин мутации возникают чаще, чем в половых клетках женщин. Сейчас это не кажется удивительным. Мы понимаем, что у девочки от зиготы до зиготы проходит примерно тридцать клеточных делений. В зародышевом пути девочки, когда она еще эмбрион, у нее уже сформированы все яйцеклетки. Мужчины же продуцируют сперму всю жизнь. Поэтому статистически самый важный фактор, который влияет на количество мутаций у потомства - это возраст отца.


Но вернёмся к цифрам. Итак, 60 мутаций сначала кажутся огромной цифрой, но мы уже знаем, что мутации могут во-первых происходить в несмысловой части генома, во-вторых приводить к синонимичным заменам без последствий для организма, и в третьих быть нейтральными (или совсем немного вредными).


Так вот, статистика утверждает, что из этих 60 мутаций около четырех являются значимыми, то есть меняют аминокислоты в белках. И из этих четырех меняющих смысл мутаций примерно три окажутся вредоносными. Или, выражаясь точнее, они окажут влияние на окончательный репродуктивный успех организма.


Казалось бы 3 мутации это не слишком много, однако мы не учли ещё один важный момент. Дело в том, что каждый из нас отягощен не только своим собственным уникальным набором вредных мутаций, но должен справляться с тем, что мы унаследовали от родителей, а они - от своих родителей и так далее.

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост

Каков общий груз мутаций, испытываемый в среднем человеком? Продолжительность периода времени, в течение которого данная мутация будет передаваться от одного поколения к другому, зависит от тяжести ее воздействия на организм. Если предположить, что средняя мутация оказывает лишь незначительный вредоносный эффект на репродуктивный успех и поэтому сохраняется в течение сотен поколений (по настоящему вредная мутация была бы ранее отсеяна естественным отбором), то оценка в три новых мутации на поколение приведет нас к довольно-таки печальному выводу, что любое вновь зачатое человеческое существо в среднем несет в себе триста мутаций, которые в той или иной степени ухудшают его здоровье.


Получается, ни один из нас полностью не свободен от этой мутационной бури - однако и не все мы в равной степени подвержены ее воздействию. Некоторые из нас рождаются с необычно большим числом умеренно вредных мутаций, тогда как у других их довольно мало.


Так кто же в таком случае они такие - мутанты? Ответ после всего написанного довольно очевиден: по определению мы все мутанты, но некоторые из нас в большей степени, чем другие.



PS Пост написан по мотивам книги "Мутанты" Арман Мари Леруа (сслылка на описание)

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост
Показать полностью 10
Отличная работа, все прочитано!