Номинация "Эволюционная перспектива" (ч. 3)
Продолжаем поиск кандидатов на эволюционный прорыв.
В первом посте был номинирован пингвин, который претендует ни много ни мало на покорение океанов.
Вторым номинантом стала зелёная слизь под названием Elysia chlorotica - моллюск, намеревающийся "переметнуться" в царство растений.
Ну а сегодня мы определим третьего кандидата.
В прошлом после речь зашла о горизонтальном переносе генов. На самом деле это гениальный приём - вместо того, чтобы постепенно эволюционировать с помощью скромных одиночных мутаций, организм сразу приобретает пару-тройку генов, которые, если повезёт, принесут с собой очень крутые скиллы.
Тот же моллюск вряд ли смог бы научиться фотосинтезу, если бы не специальные гены, полученные от съедаемых водорослей. Гены перенёс моллюску вирус - и, по сути, у многоклеточных организмов это единственный способ устроить горизонтальный перенос (на картинке мастер горизонтального переноса - вирус).
Однако случаи, когда вирусы вносят в ДНК чужой генетический материал, случаются редко. Чаще всего вирусы сами включатся в ДНК. Обычно ни к чему хорошему такое внедрение не приводит, однако в очень редких случаях это даёт невероятно мощный толчок к развитию.
Лучший пример - млекопитающие. Как известно, они делятся на сумчатых и плацентарных. И как показала история, вынашивание плода внутри, с образованием плаценты, даёт огромное преимущество перед вынашиванием в сумке.
Сколько вы знаете сумчатых из Америки? Наверняка кто-то вспомнит про опоссума.
И по сути он единственный представитель сумчатых на американских континентах (есть ещё отдельные разновидности).
Это не кажется странным, но только если не знать, что Южная Америка - родина всех сумчатых. Миллионы лет назад весь континент был заселён ими (на картинке - сумчатый саблезубый тигр).
Потом случилось следующее - между двумя соседними континентами образовался перешеек и плацентарные хищники, перешедшие с территории Северной Америки, уничтожили всех сумчатых на корню. Такой вот естественный геноцид. А выжил только опоссум (наверно потому что он та ещё сволочь).
И по сей день любые пересечения сумчатых и плацентарных приводят к вымиранию первых. Один из актуальных примеров - австралийская квокка. Она вымирает, потому что не может ничего противопоставить плацентарным хищникам, а точнее - обычным кошкам.
Так вот, возможность вынашивать плод внутри себя - в плаценте - это важнейший скилл (+100 к выживаемости, +200 к развитию). И появился он во многом благодаря встройке вируса в геном предка всех плацентарных. Вирус передал гены, которые помогли усыплять имунную систему. А для плода, чьи гены только на 50% мамины, нет ничего опасней, чем её иммунитет.
Подытожу: мутации с горизонтальным переносом у многоклеточных редки, но их роль в эволюции огромна.
И тут многие подумают "Ага, я с самого начала знал кто будет номинантом!!!!".
Собсно, встречайте:
Претендент № 3 - Тихоходка
Почему? Тихоходка - настоящий экстремал. Она настолько далеко ушла от других многоклеточных, что любой другой претендент по сравнению с тихоходкой просто дитё малое.
Перечислим:
- Выдерживают пребывание в течение 20 месяцев в жидком кислороде при минус 193 °C, восьмичасовое охлаждение жидким гелием до минус 271 °С; нагрев до до 100 °С в течение часа.
- Ионизирующее излучение в 570 000 рентген убивает примерно 50 % облучаемых тихоходок. Для человека смертельная доза радиации составляет всего 500 рентген.
- Выживают при давлении 6000 атмосфер.
- Спокойно переносят 10 дней в открытом космосе (ваккуум + холод + космическая радиация). Причём верхний предел выживания неизвестен.
Секрет этих животных в умении впадать в полнейший анабиоз. Из них выпаривается почти вся вода - 99%, а тело покрывается восковой оболочкой. Выглядит это примерно так
Ключевой момент всей ситуации - в иссушенном состоянии ДНК в клетках распадается на куски. Любой другой организм на этом этапе мог бы быть признан скончавшимся. Но не тихоходка. У неё есть особый набор белков, которые при возвращении нормальных условий сшивают ДНК обратно.......и есть среди генетического материала тихоходки оказывается что-то ещё, это что-то сшивается за компанию.
А теперь цитата из новости, датируемой ноябрём этого года:
"В ходе исследования учёными из университета Северной Каролины в Чапел-Хилле (США) было выявлено, что свыше 6500 участков ДНК (~17 %) из 38 тысяч генов тихоходки были «позаимствованы» у других организмов. Большая часть из них была получена от бактерий-экстремофилов, но при этом в геноме тихоходок так же присутствуют гены растений, грибов и архей."
Учитывая, что в среднем у многоклеточных лишь 1% приобретённых генов, получается, что тихоходка воистину королева горизонтального переноса.
Однако чуть позже биологи из Университета Эдинбурга (Великобритания) предположили, что массовое заимствование чужих генов, следы которого недавно якобы удалось найти в геноме тихоходок, на самом деле может быть результатом загрязнения.
Так что вопрос о генетической прожорливости тихоходок под вопросом. Тем более что на пятки ей наступает некто коловратка с 8% заимствованных генов (что тоже охренеть как много).
Какая перспектива? Как бы то ни было, тихоходка остаётся уникальным экстремалом. И она выживет там, где любые многоклеточные спасуют.
Существует много сценариев развития событий на планете, в котором выживают лишь бактерии (и чтобы биологи сильно не возмущались, добавлю - и археи).
Можно сказать, что это уже некий штамп. Бактерии выживают, а потом запускают эволюцию с "нуля"... Но тут мы можем вспомнить, что бактериальный тип не подразумевает интересной эволюции. Всё многообразие многоклеточных животных на планете появилось из уникальной во всех отношениях эукариотической клетки. Которая, в свою очередь, возникла в слишком уникальных условиях, чтобы надеяться на повторение сценария.
И наша тихоходка может стать неким мостом между погибшим миром, и миром новым. Или же она превратится в космического путешественника, заселившего другие планеты - что будет гораздо интереснее, чем если это сделают бактерии. Ведь им, одноклеточным ребятам, требуется слишком много времени, чтобы превратиться во что-то сложное (по статистике примерно 1,5-2 млрд лет).
А если новость о генетической прожорливости тихоходки подтвердится, то в конечном итоге существует вероятность появления настоящего захватчика чужих генов, монстра-франкенштейна, по сравнению с которым упомянутый выше моллюск-растение всего лишь жалкий дилетант.
На этом фантазии закончим. Всё равно никто не сможет проверить, воплотятся они в жизнь или нет (к сожалению мы не можем быть уверены, что @dipFireWorker выполнит своё обещание). Но уже сейчас не существует более экстремального организма, чем тихоходка со своими неуклюжими толстыми ножками.
В следующем посте я вернусь к обычному формату, в котором мы просто разбираемся с тем, что имеем на данный момент. А имеем мы новую теорию эволюции, которая, сохранив основной посыл, вобрала в себя недавно открытые, удивительные и очень неожиданные принципы.
продолжение следует
Номинация "Эволюционная перспектива" (ч. 2)
Продолжаем искать претендентов на эволюционный прорыв.
Первым претендентом был выбран пингвин - как первая птица, которая освоит океан, благо для этого у него имеется особый гемоглобин и адаптированное для жизни под водой строение тела (об этом см. часть 1)
Впрочем, в комментариях отметили что группа, к которой относятся пингвины, вряд ли сможет уйти от откладывания яиц, а значит и от размножения на суше:
Поэтому полностью переселиться в океан у пингвина не получится. Ну и ладно. У нас на очереди следующий претендент.
С пингвином всё было легко и очевидно, а вот подбор других вариантов оказался более сложной задачей. Сначала я рассматривал кандидатуру верблюда, за новый тип жировых клеток и изменённую структуру эритроцитов. А ещё у них очень забавные брачные игры с надуванием слюнявых пузырей и демонстрацией этого (причём это вовсе не язык):
![Номинация "Эволюционная перспектива" (ч. 2) Наука, Биология, Генетика, Эволюция, Теория эволюции, Длиннопост, Моё, Гифка](https://cs5.pikabu.ru/post_img/2015/12/13/9/1450017342195572633.jpg)
При изменении климата и опустынивании этот вид мог бы сильно распространиться, но согласитесь, как-то это не глобально. В конце концов существует множество необычных животных, например, летучие мыши, пьющие кровь:
Или удивительные во всех отношениях каракатицы с большим и очень развитым для моллюска мозгом:
Или черви, которые напоминают чудовищ из фильма "Дрожь земли":
![Номинация "Эволюционная перспектива" (ч. 2) Наука, Биология, Генетика, Эволюция, Теория эволюции, Длиннопост, Моё, Гифка](https://cs5.pikabu.ru/post_img/2015/12/13/9/1450019767173267686.jpg)
Главная проблема в том, что спрогнозировать по всем этим необычным видам что-то более менее конкретное и глобальное очень сложно. Конечно, я мог бы дать волю фантазии и написать, что червь внезапно вырастет и полезет покорять сушу. Сюжет весьма интересный, но совсем не научный. Да и оснований предполагать подобное не существует.
Тем не менее, из всего многообразия живых существ я таки нашёл два вида, которые:
а) претендуют на что-то принципиально новое
б) имеют более менее конкретный и логичный прогноз эволюции.
Посему встречайте:
Претендент №2 - моллюск Elysia chlorotica
Почему? Начать надо с того, что в биологии существует определённая классификация, которая провозглашает несколько царств живых организмов:
Так вот, на сегодняшний день царства растений и животных не имеют точек соприкосновения (с этим утверждением может поспорить разве что эвглена зелёная) . Растения растут и тихонько фотосинтезируют, а животные... в общем, каждый понимает, что между ними существуют принципиальнейшие различия. Да, в природе встречаются растения-хищники, которые в буквальном смысле ловят свою добычу:
![Номинация "Эволюционная перспектива" (ч. 2) Наука, Биология, Генетика, Эволюция, Теория эволюции, Длиннопост, Моё, Гифка](https://cs5.pikabu.ru/post_img/2015/12/13/10/145002251215958451.jpg)
Однако нельзя сказать, что это приближает их к животным или открывает невиданные эволюционные перспективы. Они так же остаются фотосинтезирующими организмами, только с интересной опцией.
Так вот, из всех живых существ только Elysia chlorotica и ещё несколько родственных видов замахнулись на то, чтобы размыть грань между двумя царствами - растениями и животными. И дело вовсе не в том, что элизия всем своим видом напоминает зелёный лист:
Дело в том, что она по своей сути практически стала листом.
Если посмотреть на только что родившихся элизий, то в них нет ничего особенного - небольшой моллюск коричневого цвета
По мере взросления он начинает питаться своим основным блюдом - водорослью Vaucheria litorea.
![Номинация "Эволюционная перспектива" (ч. 2) Наука, Биология, Генетика, Эволюция, Теория эволюции, Длиннопост, Моё, Гифка](https://cs5.pikabu.ru/post_img/2015/12/13/10/1450026023268836444.jpg)
В этом пока нет ничего необычного - многие моллюски питаются водорослями. Но только элизии умеют делать удивительный финт своими зелёными ушами - переваривая саму водоросль, они умудряются оставлять в целости и сохранности их хлоропласты (маленькие органеллы, в которых как раз происходит фотосинтез) и накапливать их в склизском теле.
Побыв на водорослевой диете пару месяцев, они практически кишат хлоропластами, отчего приобретают соответствующий цвет:
Важное замечание - если в вас или любой другой организм напихать хлоропластов, толку от этого будет ноль. Они просто разрушатся. Но в элизиях хлоропласты РАБОТАЮТ: поглощают фотоны солнечного света и превращают его в тип энергии, понятный организму моллюска, да и любому другому организму - глюкозу. С точки зрения биологии это настоящее чудо.
Ну а дальше начинается полный отвал башки. Проведённый в 2010 году генетический анализ показал, что в ДНК элизии встроены гены, присущие только растениям, причём это именно те гены, которые отвечают за работу хлоропластов, то есть за фотосинтез.
Горизонтальный перенос генов, когда генетический материал переходит от вида к виду напрямую, а не через размножение, типичен для бактерий - благодаря обмену генов они так быстро приспосабливаются к антибиотикам. Или для вирусов - они постоянно лезут в чужие ДНК и если залезают в половую клетку, то потомство (если мутация несмертельная) будет иметь в своём ДНК мамины гены, папины гены и ещё гены вируса.
При всём при этом перенос генов между растениями и животными это что-то из ряда вон. Для такого неординарного обмена нужны неординарные причины. И они нашлись - в виде вируса-симбионта IHHNV, который постоянно живёт в клетках моллюска. Вероятнее всего именно он своей деятельностью открыл что-то вроде генетического моста между ДНК моллюска и водоросли.
Но это ещё не все чудеса. Когда моллюск доходит до стадии размножения (в возрасте 10-12 месяцев) и оставляет потомство, срабатывает невидимый триггер. Мирный вирус-симбионт как будто слетает с катушек и начинает размножаться во взрывном темпе, чтобы за несколько часов уничтожить своего хозяина.
В итоге мы имеем крайне необычное животное со скиллом растений, которое в отсутствие еды переходит в режим фотосинтеза (на языке биологии - становится автотрофным). Более того, если нет еды и нет света, элизия начинает переваривать приобретённые хлоропласты, просто питаясь ими. Потом, при возвращении к водорослям, запас хлоропластов снова накапливается.
Какая перспектива? Очевидно, что перенос генов будет продолжаться до тех пор, пока моллюск не научится сам вырабатывать хлорофилл. Тогда можно будет сказать, что элизия действительно объединила необъединимое, став чем-то средним между животным и растением. Таким образом, она не будет зависеть от наличия водорослей или солнечного света, с легкостью переключаясь от фотосинтеза к обычному питанию и наоборот.
Трудно сказать, сможет ли такой организм в отдалённой перспективе покорить новые ареалы обитания, или дать начало новому царству животных, или как изменятся его взаимоотношения с соседом-вирусом. Как выразился один пикабушник в комментариях, "пытаться предсказать эволюцию - полный бесперспективняк". А я от себя добавлю - воистину, неисповедимы её пути.
И на этой оптимистичной ноте с претендентом №2 мы закончим.
продолжение следует...
Номинация "Эволюционная перспектива"
В этом посте мы попытаемся определить, какие животные могут положить начало новым эволюционным прорывам. Если смотреть во вчерашний день, то в эту номинацию определённо попадали кистепёрые рыбы, с которых началось покорение суши (привет тиктаалику):
Или пакицентус, который "решил" вернуться обратно в воду и дал начало всем китообразным:
Но эти ребята свою перспективу давным давно реализовали. А нам сейчас надо определить те виды, которые лишь имеют перспективу превратиться во что-то принципиально новое.
Задача мегасложная, поэтому точность прогноза я сам оцениваю чуть выше чем "пальцем в небо". Наверняка про кого-нибудь забуду или что-то упущу. В любом случае, компетентные люди в комментариях поправят. Ну, поехали.
Претендент № 1 - Пингвин
Почему? Пингвин максимально далеко ушёл от своих собратьев, причём речь вовсе не о географии (хотя и о ней тоже, ведь пингвины забрались в такие места, где других птиц нет вообще).
По сравнению с обычной птицей пингвин имеет много уникальных черт:
- их крылья обросли мышцами и превратились в подобие плавников,
- тело стало полностью обтекаемым,
- кости стали тяжёлыми, из них исчезли полости, которые есть у всех птиц (так проще оставаться под водой),
- бёдра укоротились, а ноги отклонились назад,
- с языка исчезли рецепторы сладкого, горького и "мясного" (в холодных условиях они просто перестали работать)
- глаза стали прекрасно видеть под водой и лучше всего воспринимть синюю часть спектра (синий цвет проникает глубже всех остальных)
А самое главное, у пингвинов появился уникальный вид гемоглобина - вещества, которое доставляет кислород из лёгких к тканям. Большинство других животных, включая людей, не могут использовать весь кислород, находящийся в легких, даже если совсем не будут дышать. Это связано с тем, что обычный гемоглобин не может связывать такое малое количество кислорода.
Пингвиний же гемоглобин имеет несколько другую структуру, и может «выгребать» весь кислород из легких, до последней молекулы. Также в крови пингвина имеет место более высокая концентрация гемоглобина, что позволяет запасать до 3-х раз больше кислорода на единицу веса, чем другие животные.
Какая перспектива? Очевидно, что пингвины в конце концов совсем уйдут под воду. Неизвестно что станет причиной, изменение климата или антропогенное воздействие, но результат представляется именно таким. У пингвинов уже есть крылья-плавники и перепончатые лапы, вся их пища находится под водой, а гемоглобин позволяет полчаса обходиться без кислорода. Ещё пара важных мутаций и этот срок вырастет до двух часов.
Перья эволюционируют в плотную и гибкую чешую, что в сочетании со стайным образом жизни позволит противостоять хищникам.
Поначалу пингвины будут вести прибрежный образ жизни, поскольку для размножения им будет нужна суша. Однако десяток-другой миллионов лет исправят ситуацию и мы увидим совершенно новый класс животных, которые возможно заселят все океаны.
Со временем они изменятся настолько, что совершенно потеряют связь со своим наземным предком. Который, вероятно, к тому моменту полностью вымрет, тем самым повторив путь китообразных.
Можно даже представить, что пингвин в своём облике частично вернётся к динозавровым корням (всё-таки птицы это единственный сохранившийся потомок динозавров) и станет опасным морским хищником...
...чтобы потом, через сотни миллионов лет, снова выйти на опустевшую сушу.
продолжение следует)
Как работает эволюция?
Небольшой ликбез по теории эволюции
У меня ТЭ это что-то вроде увлечения, книг прочитано много, и все эти знания хочется как-то с пользой применить, чтобы они просто так на извилинах не пылились. Длиннопосты о теории эволюции конечно хороший вариант (и уже запилено десять штук), но по комментариям видно, что у многих есть свои вопросы и сомнения.
Основной смысл задумки: если какой-нибудь вопрос волнует или просто хочется разобраться, спрашивайте в комментариях (типа почему считается что человек от кого-то произошёл), а я попытаюсь ответить.
Если это вообще кого-нибудь интересует ^^
PS ОГРОМНАЯ просьба не устраивайте срачи! Когда человек начинает оскорблять или пишет что Земле десять тысяч лет, объяснениями в интернете тут уже не поможешь. И я не знаю что таким людям вообще поможет, кроме заточения на необитаемом острове с библиотекой книг.
PРS Самый интересный вопрос выйдет ли такой пост в горячее. Без подписчиков точно бы не вышел, а сейчас даже не знаю, вдруг прокатит x)
Зачем нужен секс - 2
Сыграем в змейку?
Правила классические: собираете цепочку и стараетесь ни во что не врезаться. Чем длиннее змейка, тем выше шанс получить награду в профиль.
Из неклассического: змейка будет танцевать!