Ce-ai făcut biologi evolutive în 2012

Teoria modernă a evoluției este o fuziune complex de o varietate de discipline biologice, de la cele mai vechi și mai respectate sistematicii de animale și plante de biologie moleculară modernă. Oricare ar fi apar noi, în sensul de concepte, teorii și metode, predarea evoluției încerca să-l aplice la subiectul său. Obiectul teoriei evoluției este extrem de dificilă, deoarece teoria evoluției în sine este studiază viața în manifestările sale cele mai universale, precum și în dezvoltarea relațiilor cu natura neînsuflețită. (Deși admitem că, din punct de vedere științific, o astfel de definiție a subiectului teoriei evoluției nu este foarte strict.) În acest sens, folosind comparația deja foarte podzatortoe a teoriei evoluției - este regina biologiei.

Și, desigur, nu trece si an pentru biologi evolutive nu vin în sus, nu sunt corectate, nu a infirma niciuna dintre modelele evolutive și ecologice. Anul care își încetează activitatea nu a făcut excepție, și aici, poate, ar trebui să începem cu conceptele și ipoteze cu privire la originea vieții - o temă etern care excită mintea nu numai oameni de știință, dar, de asemenea, foarte departe de știința rasei umane. (Din nou, nota o paranteza că întrebările de originea vieții, probabil în teoria evoluției nu sunt incluse, dar suntem aici pe propriul risc implicat, pe baza, pot fi idei destul de naive: ar trebui să fie evoluția vieții la ceva sau start) Orice ipoteză despre originea vieții trebuie să explice câteva puncte importante: în primul rând, un organism viu este de a copia și transmite informatsiyu- ereditară în al doilea rând, trebuie să fie separat de mediul de membrană sau ceva podobnym- treia, ar trebui să fie un nu Meth abolizm pentru a construi biomolecule și el însuși a acestor biomolecule.

Schema de moleculă ribozim. Cu molecule similare ar putea fi început viața pe Pământ (Figura Laguna Design).

După cum știți, una dintre cele mai populare ipoteze pentru a explica mecanismul de aspectul conservării și transmiterea informațiilor în sistemele vii, a fost lumea ARN-ului. Informații ereditara ne umplem cu acizi nucleici - dar numai cu ajutorul proteinelor. Cu toate acestea, după descoperirea ribozomilor, devine clar faptul că acizii nucleici pot face, uneori, fără proteine ​​de asistență. Acest lucru a determinat crearea ipotezei ARN-ului mondial. Potrivit ei, primele molecule de pe Pământ sunt RNAs care se copiază, și apoi mai târziu li sa alăturat ADN și proteine, ale cărei detalii pot fi deja înregistrate în mass-media nucleic. Și în acest an, un grup de cercetatori din mai multe centre de cercetare din Statele Unite, a reușit să pună un experiment interesant, care a arătat cum în acest ARN-ul s-ar fi început supa de evoluție. Sa constatat că se obține avantajul ribozomi amestec sunt molecule care imita altele, mai degrabă decât ei înșiși. Adică începutului evoluției, procesul de transmitere a informațiilor nu trebuie neapărat să înceapă cu o auto-copiere (acest lucru, de altfel, o ribozimă nimeni nu a fost capabil să obțină). Este important ca molecula-bunicii pot lucra nu numai cu consistența lui, dar cu altcineva. Aici, desigur, se poate spune despre moleculara reciproc, dar el va fi un antropomorfism pur.

Ei bine, să ne sunt molecule de ARN care pot stoca și copia informațiile. Întrebare: cum se întâlnesc în imensul ocean al primar? Presupunând că au fost plutind în vezicule membranare, se pare că, în afară de unele biomolecule complexe, ARN, la începutul vieții există și alții care au organizat membrana, de exemplu, aceleași lipide. oamenii de știință Totuși, experimentele au aratat de la Universitatea din Pennsylvania (SUA), moleculele de ARN pot fi grupate și fără slozhnosochinonnyh membrane. Sa dovedit ca și ARN-ul într-un amestec de substanțe concentrate relativ simple, dextran și polietilenglicol, ARN - aspectul lor colectează într-o zonă limitată într-o soluție proeminent. Existența la începutul timpului de astfel de substanțe simple, cum ar fi dextran și polietilenglicol, este probabil. Și cu ajutorul lor, lumea ARN-ului ar putea face fără membrane.

Cu toate acestea, nu toți sunt de acord să dea lauri fondatorilor vieții unui singur ARN-ului. Oamenii de stiinta de la Universitatea din Illinois (SUA) sugerează că proteinele și ARN-ul a apărut și pentru ceva timp a existat una lângă alta, și numai după un anumit timp de ARN numite lanțuri de polipeptide pentru a ajuta. Cercetătorii au încercat să restabilească genealogiei și vârsta diferitelor piese de ribozomului, un complex mașini nucleoproteinici, care se traduce limbajul nucleobaze în secvența de aminoacizi. Sa constatat că proteinele care formează ribozomului nu a mai puțin de fragmentele de ARN corespunzătoare. Mai mult, cel mai important centru al ribozomului, reacția a fost mai tineri alte părți ei. Dar chiar dacă proteinele au existat înainte de a fi asociat cu ARN-ul, întrebarea rămâne cum au menținut structura lor? Ei stoca informații despre ei înșiși?

Modelul molecular al unei mari particule ribozomale drozhzhey- culori diferite identifica diferite proteine. (Figura Laguna Design.)

Video: Konstantin Severinov de ce interesant pentru a studia știința

În ceea ce privește originea metabolismului, specialiștii din Fe Institute Mos (SUA) au reușit să arate aparent destul de convingător că reacțiile chimice prin care organismele vii manipuleaza de carbon a existat în geochimie vechi, cu toate că ei erau destul de ineficiente. Aceasta este, lucrurile vii au luat din natura este ceva lipsit de viață non-evidente și rele de lucru și cu ajutorul a milioane de ani de evoluție au făcut această unitate metabolice destul de eficient. O altă întrebare, în cazul în care făceau organismele vii. Current Opinion că „viața are originea în ocean“, în ultimul an a prezentat contraargumente. Un grup de cercetători, dintre care unii sunt compatrioții noștri de la Universitatea de Stat din Moscova, presupus foarte rezonabil că primele organisme nu au putut supraviețui în proporțiile de sare care existau în oceanele preistorice. Și pentru că prima viață etape evolutive a fost făcută nu în adâncuri și spații deschise, și pe uscat, bălți de noroi, a cărui compoziție a fost mai cruțe primele ființe vii.

Următorul eveniment evolutiv, care în ultimul an sa bucurat de o atenție specială cercetătorilor, este apariția unor organisme multicelulare. Acest episod face parte, dacă pot spune așa, la problemele ridicate fundamentale și care este problema fundamentală a mai dificil pentru ea să găsească o teorie consistentă. Multicelulară are avantaje evidente, dar ceea ce a făcut vechi du-te unicelular la această stare? Mai ales în lumea de astăzi nu este atât de unicelular marcat și grupul fading este suficient să ne amintim bacteriile si planctonul oceanelor unicelulare. O explicație ingenioasă oferită de cercetători de la Universitatea Berkeley din California (SUA), care a lucrat cu choanoflagellates, despre care se crede să stea pe linia dintre organisme unice și multicelulare. Potrivit oamenilor de știință, strămoșii pluricelulare uniți de bacterii, mai degrabă, din cauza anumitor substanțe, care conțin bacterii. bacterii unicelulare mânca, și că substanța a fost conținută în bacterii, multicelulare sunt lipite împreună într-o colonie. Nu ipoteza prea apetisant, dacă te gândești la asta.

Un alt rezultat surprinzător obținut de către oamenii de știință de la Universitatea din Minnesota (SUA), în care drojdia este transformat dintr-o singura celula la educație pentru toți multicelular&hellip- 60 de zile. Forța motrice aici a fost gravitația: să se așeze repede la fund, cu rudele lor, celulele de drojdie au fost combinate, iar în clusterii rezultate diferite de celule se comporta diferit, adică a demonstrat principalele caracteristici ale emergente multicelular „conștiința de sine“. Dar cel mai uimitor lucru aici, desigur, supercompressed datele pentru care acest lucru sa întâmplat. Ei bine, cele mai multe, probabil, ipoteză surprinzătoare despre originea organismelor multicelulare a venit de la pen-ul lui Stuart Newman al Colegiului Medical din New York (SUA). Stimati profesor comparat blocurile de construcție de bază, care au o mare varietate de animale, cu substanțe chimice vascoelastice și a ajuns la concluzia că primul multicelulare format sub influența forțelor fizice și chimice, care nu afectează celulele singure, dar, în mod inevitabil, vin în propriul său atunci când celulele place uni.

În general, predarea evoluției a fost utilizarea pe scară largă a neobișnuit de metode experimentale, în ultimii ani, deși s-ar părea, sunt asociate cu evoluția milioane și milioane de ani, de orice experimente poate fi? Cu toate acestea, cercetatorii au realizat brusc care ei cred că vor experimenta secretele evoluției. Asistenții au fost bacterii si drojdie de bere: ele pot afișa modele evolutive pentru o cantitate foarte rezonabil de timp, trebuie doar să-și planifice corect experimentul din cauza cea mai mare rată de reproducere. Și cu ajutorul unor ajutoare microscopice în ultimul an am reușit pentru a verifica o serie de concepte evolutive importante care până acum existau doar sub formă de raționament speculativ. De exemplu, cercetatorii de la Universitatea din Michigan (SUA) au fost in masura sa compare mutatii genetice ale conceptului și conceptul de trăsături fenotipice. Într-un semn al noului virus a fost format patru mutatii, bacterii, acest lucru este necesar mai mult de cincizeci. În acest caz, este important să nu atât de mult cifra absolută (desigur, pentru diferite organisme și diferite caracteristici ale acesteia vor fi diferite), dar foarte modul în care vă permite să evalueze interacțiunea genelor în formarea caracteristicii și numărul de mutații care trebuie să ajungă la ei. Din nou, cu ajutorul bacteriilor au putut să observe și să vedem întregul ciclu evolutiv: 56.000 generații de bacterii și 20 de ani de experiment a permis oamenilor de stiinta pentru a vedea cele trei etape ale formării caracteristice și să le compare cu modificările fenotipice.

La rândul său, drojdia a ajutat cercetatorii de la Universitatea din Auckland (Noua Zeelandă) a confirmat experimental una dintre cele mai importante concepte în biologie: reproducerea sexuală din punct de vedere evolutiv, mai bine decât asexuată. Cu toate acestea, s-ar putea argumenta că toate aceste experimente sunt efectuate pe obiecte foarte specifice, bacterii si ciuperci unicelulare si evolutia lor poate merge alte moduri. Dar, după cum sa dovedit, cel puțin în bacterii noi specii sunt formate în același mod ca și la animale, datorită diversității genetice în cadrul populației, care se manifestă prin modificarea condițiilor de mediu. Adică, nu este nevoie de a inventa pentru bacterii unele propria evoluție, separată.

Video: Cyril Eskov. Originea vieții pe Pământ (mai 2016)

Desigur, să nu mai vorbim de experimente, cercetatorii de la Universitatea din Rhode Island (SUA), care au putut vedea evoluția în tubul de testare nu, nu printre bacteriile și printre șopârle. Oamenii de știință concepute pentru a verifica dacă există de fapt un efect evolutiv-genetice, numit efectul fondator atunci când populații mici sunt soluționate între o piatră și un loc greu - între selecția naturală și propria gamă de gene destul de slabă (din cauza sedimentare). Deci, timp de mai mulți ani, oamenii de știință au observat prima mana lupta dintre cei doi factori de evoluție care existau anterior doar în teorie. Cu toate acestea, trebuie să admitem că zoologi au avut noroc cu condițiile experimentului: la dispoziția lor au fost insula, curățată de cele mai multe dintre fauna cel mai puternic uragan.

În altă ordine de idei privind legile obscheevolyutsionnyh trebuie menționate două rapoarte ale mecanismelor moleculare ale evoluției. La Stanford (SUA) pe exemplul stickleback cunoscut ipoteza a fost confirmat faptul că cea mai mare parte schimbare evolutiva este în shuffle de gene existente, mai degrabă decât în ​​crearea unora noi. Adică, un fel de script a creat mai multe genetice la viață, dintre care unul este de lucru, în timp ce alții dorm. Dacă este necesar, se comută între cele două seturi de genetică, datorită mutațiilor în mai multe secvențe de ADN de control. Asta-i drept, potrivit oamenilor de stiinta, stickleback capabil să se deplaseze rapid de mare, în iazuri sarate. Și astfel, prin modul în care, o persoană ar putea fi: potrivit unor cercetători, suntem diferiti de maimute in primul rand gene metoda de control.

Video: Barboskiny - 141 series. Cinci de Educație Fizică (serie nouă)

Intr-un alt studiu publicat de cercetatorii de la Massachusetts Institute of Technology (SUA), a declarat că principalul instrument al evoluției moleculare, mecanismul molecular principal pentru adaptarea speciilor la mediu, poate fi o îmbinare alternativă a ARN-ului. În orice caz, în funcție de rezultatele acestui grup de cercetare, diferite tipuri diferă unul de altul nu atât de mult activitatea de gene, cât de multe moduri de despicare alternative.

Din mai ales de cercetare evolutive legate de dezvoltarea anumitor grupuri de animale, vă puteți aminti munca de cercetatori de la Institutul Smithsonian pentru Studiul de la tropice (SUA) și Universitatea din Wageningen (Olanda), care a ajuns la concluzia că, rozătoare mici, datorită obiceiurilor hoții salvat pădurile preistorice de la dispariție . Și cercetătorii de la Universitatea Monash din Australia au încercat să calculeze cât timp este nevoie pentru a transforma un evolutie mouse-ului într-un elefant și din spate - și imediat lovit de evoluția lentă. Și, desigur, o chestiune separată - este originea omului și evoluția omului însuși. Despre trecerea de la maimuță la om și cauzele sale evolutive-genetice pot fi găsite în materialul învecinat. Aici merită să menționăm experimentele de cercetători de la Trinity College (Irlanda), care cu ajutorul unui simulator de evoluție a arătat că viața socială complexă merge mână în mână cu dezvoltarea de sisteme neuronale mari. Aceasta este, aproximativ vorbind, o mai bună dezvoltare a creierului are loc în societate.

Cu toate acestea, separat de maimuțele și au format prima civilizatie, omul nu a venit de la puterea de evoluție și selecție naturală. Deci, oamenii de știință de la Universitatea din Sheffield (Marea Britanie) a arătat influența selecției naturale asupra dinamicii populației umane pe exemplul câteva din mediul rural finlandez. Sa dovedit că, chiar și într-o societate monogamă, există semne de schimbare evolutive care pot fi văzute timp de câteva sute de ani. Putem presupune că în lumea modernă, cu dezvoltarea de medicamente, contraceptive, și așa mai departe. D., și așa mai departe. N. Nu va găsi un loc nu numai pentru comunitățile tradiționale vechi, dar și pentru evoluția. Cu toate acestea, cercetatorii de la Universitatea din Groningen (Olanda) susțin că selecția naturală se aplică în continuare chiar și la o astfel de importantă din punct de vedere al esteticii și parametrul mod, după cum creșterea: deși bărbații și femeile moderne prefera partenerii inalte, evolutia favorizează bărbați înalți, dar femeile subdimensionate.

Pentru o lungă perioadă de timp fenomenul menopauzei nu a putut găsi o explicație pentru oamenii de știință. Omul - una dintre rarele exceptii printre animalele, noastre o femeie cu o anumită vârstă își pierd capacitatea de a produce urmasi. Această strategie evolutivă ciudat și irațional pare să fi găsit explicația în teoria, menopauza trebuie să aibă grijă de bunica ei ar putea puii copiilor lor, crescând astfel supraviețuirea. Aceasta se datorează menopauza, in functie de cercetatori de la Universitatea din Turku (Finlanda), o femeie mai în vârstă pot da timpul si energia copilului fiicei sau sora lui, fără a fi distras de proprii lor copii. Această ipoteză a existat înainte, dar de data aceasta a fost testat pentru populația umană. bunicile Îngrijirea purtat de fructe - antropologi de la Universitatea din Utah si la Universitatea din California din Los Angeles (ambele - SUA) au confirmat că, din cauza bunicile oamenii trăiesc mai mult.

Mai sus am numit regina a teoriei evoluționiste a biologiei. limbi Evil ar spune că este în sensul deplin al reginei, folosind rezultatele și metodele de alte zone, oferă nimic în schimb, în ​​ceea ce privește utilizarea practică, ceea ce este utilizarea de ea atât din lapte de capră (lucru evoluționist destul de unpresentable, deși este posibil, în ceea ce privește inginerie genetică). Nu este așa - concluziile formulate în cadrul teoriei evoluției, poate fi util pentru alte zone, mai practice. Aici este un exemplu remarcabil: oamenii de știință de la Centrul de Cancer numit H. Lee Moffitt (SUA) a publicat un document în care se folosește pentru a explica teoria evoluționistă capacitatea uimitoare a celulelor canceroase de a rezista chimioterapie. De fapt, cercetatorii au tratat tumori ca o populație, care se supune legilor evolutive și de mediu relevante. Dacă ipoteza este corectă, medicii oncologi pentru a face față cu cancer, este necesar să se revizuiască radical abordari la tratament. Și, probabil, că aceasta se datorează teoriei evoluționiste am bătut vreodată de cancer. (De notat că asimilarea populației de cancer nu este un astfel de pas radical -. În comparație cu activitatea de anul trecut, în care cancerul este asemănat cu un singur corp, și a oferit, probabil, rolul strămoșul nostru)

Dintre celelalte rezultate ale cercetării evolutive, care pot fi utile din punct de vedere practic, se pot menționa de modul în care schimbările climatice joacă în mâinile paraziți, precum și genealogia sinistru Ebola și Lassa, care au fost mult mai vechi decat se credea despre ele. Și apoi, și un altul ar fi util pentru medici epidemiologi și, în general, care ar fi dat mult pentru a ști ce să se aștepte de la infectie viitoare.

De fapt, așa cum este ușor de văzut, teoria modernă a evoluției este mai amintește de o fantomă, entitate evaziv care are loc la intersecția multor discipline diferite, de la psihologie la imunologie. Deci, este logic să vorbim nu atât de mult despre o anumită disciplină, ca abordare evolutivă, care poate fi o armă puternică în cunoașterea lumii vii - indiferent dacă este vorba despre originea ghicitoare abstractă înaltă a vieții sau „joase“, o zi cu zi problemele imunologice medicale .

Cu toate acestea, în ciuda tuturor grandoarea și puterea abordării evolutive, aceasta nu este întotdeauna declanșat. Și anul care își încetează activitatea ne-a dat două exemple interesante atunci când biologii evoluționiști ar putea ridica din umeri doar. Primul exemplu - este o bacterie din pestera Lechuga că, în starea american New Mexico. microbii locali au fost capabili de a dobândi rezistență la cele mai multe antibiotice moderne, cu toate că au fost izolate din mediul în ultimii mii de ani - un fenomen care nu poate fi explicat din punct evolutiv-de vedere genetic. Al doilea număr este un crizocloride: apariția acestui animal uimitor sclipiri blana de aur nu poate fi explicat prin orice necesitate evolutivă, iar oamenii de știință trebuie să spun că, în acest caz, avem de-a face cu un „produs secundar și inutil alte transformări evolutive.“