Genetika: kaimyninė evoliucijos prigimtis | gamta

Genetika: kaimyninė evoliucijos prigimtis | gamta

Anonim

Dalykai

  • Kompiuterių mokslas
  • Evoliucija

Markas Pagelis džiaugiasi analize, kaip natūrali atranka sklinda per didžiulę gyvenimo genetinę biblioteką.

Atvykimas į tinkamiausią: išspręsti didžiausią evoliucijos galvosūkį

Andreas Wagneris

Dabartinis / „Oneworld“: 2014. 9781591846468 9781780745169

Jūs gyvenate kažkokiu stebuklu inžinerijos prasme. Jūsų kūnas susideda iš trilijonų ląstelių, sujungtų į kažką, kurio sudėtingumas gerokai pranoksta pačius sudėtingiausius objektus, kuriuos gali pagaminti mūsų geriausi inžinieriai, pradedant kompiuteriais ir dangoraižiais, baigiant kosminiais šaudmenimis. Santykinai paprasta išorinė forma paverčia kupiną cheminių reakcijų ir baltymų inžinerijos visuomenę. Tai turi išlaikyti griežtas temperatūros ir fiziologines ribas, kartu ištverdama sudėtingą ir dažnai nenuspėjamą išorinę aplinką. Ir, norint pasiekti ilgą eksploatavimo laiką, reikia vengti tokio katastrofiško gedimo, kuris vargina žmogaus sukurtus objektus.

Visos kvapą gniaužiančios naujovės, reikalingos šiam sudėtingumui sukurti, remiasi dviem evoliucijos ramsčiais, kurie dažniausiai ignoruojami arba neįvertinami. Tai yra tvirtumas ir vystomumas, kurie kartu suteikia evoliucijos biologui Andreasui Wagneriui „inovatyvumo“ pavadinimą, kai jis įtraukia ir protingai atvyksta į „Fittest“ . Wagnerio žinia yra ta, kad šie du evoliucijos pamatiniai akmenys egzistuoja dėl netikėto ir nepaprasto kaimynystės laipsnio (ne jo kadencijos), kuris tarsi apibūdina gyvenimą - kaimynystė, leidžianti rūšims greičiau ir sėkmingiau diegti naujoves, nei buvo įsivaizduota anksčiau.

Image

Nuo albatrosų iki mums „kaimyniškų“ genų tinklų sąveika skatina evoliuciją. Paveikslėlis: Chris & Monique Fallows / naturepl.com

Pagalvokite apie tvirtą, kniedytą plieninę siją. Daugeliu atžvilgių tai yra tvirtas daiktas, galintis išlaikyti svorį ir atlaikyti aukštą temperatūrą. Bet jis nėra vystomas - nėra nieko, kas gali būti, išskyrus sijų. Dabar pagalvokite apie labiausiai išryškinantį dalyką, galbūt vėjo dūmą. Tai labai keičiama - jis gali keistis, tačiau jis nėra tvirtas. Jūsų ir manęs bei albatrosų nuostabumas yra tas, kad esame ne tik tvirti, bet ir tobulėjantys. Ne mažiau nuostabu ir tai, kad gyvenimas, kaip mes žinome, būtų neįmanomas kitaip.

Štai kodėl. Natūralios atrankos būdu, norint pereiti nuo paprastų dauginamų molekulių iki vienaląsčių organizmų, tokių kaip bakterijos, ir, galiausiai, iki sudėtingų ir daugialąsčių organizmų, tokių kaip milžiniškas kalmaras, reikėjo ieškoti per didelę įvairovės ir genų derinių biblioteką. Dabar įsivaizduokite, kad esate kalmarų skyriaus bibliotekoje ir norite pasidaryti albatrosą. Kiekvienas žingsnis turi būti kažkas veikiančio: jis turi būti konkurencingas organizmas.

Wagneris išsiaiškino, kas leidžia šią paiešką atlikti. Tai yra geri kaimynai, jų yra daug. Genai, kurie sudaro mūsų kūnus, paprastai neveikia vieni. Vietoj to, jie sudaro didelius ir sudėtingus tinklus, kurie sąveikaudami sukuria metabolizmą, audinius ir organus. Wagneris sukūrė kompiuterinius šių tinklų modelius, kuriuose jis atsitiktinai keičia tam tikras savybes, imituodamas silico tam tikras atsitiktines mutacijas, kuriomis remiasi natūrali atranka. Tada jis klausia, ar visas mutavęs tinklas vis dar gali atlikti darbą, kurį jam buvo numatyta atlikti.

Neįtikėtina, kad atsakymas yra „taip“, ir būtent dėl ​​tokio nejautrumo atsitiktiniams pokyčiams biologija tampa tvirta mutacijų ir nesėkmių atvejais ir vystosi. Dar geriau, Wagneris mano, kad jam nereikia keliauti labai toli šiais mutacijos keliais, kol jis susiduria su naujomis apylinkėmis, kur tinklai gamina skirtingus produktus. Pvz., Tinklas, kuris gali vartoti gliukozę, gali būti šalia tinklo, kuriame galima vartoti kitą kurą, pavyzdžiui, acetatą. Wagneris mano, kad šie genų tinklų požymiai pasikartoja baltymuose, metabolizme ir pagrindinėje ląstelių chemijoje. In vivo tyrimai jį palaiko.

Tai siūlo atsakymą į vieną iš esminių evoliucijos klausimų: kaip natūralioji atranka turėjo laiko ieškoti beveik beribėje gyvenimo bibliotekoje? Wagnerio atsakymas yra tas, kad paprastai nereikia ieškoti labai toli: kalmarai ir albatrosai yra artimesni kaimynai, nei mes tikėjomės. Atvykimas į „Fittest “ suteiks jums naują supratimą apie ne tik neįtikėtinumą, bet ir gyvenimo įvairovės patikimumą.

Susijusios nuorodos

Susijusios gamtos tyrimų nuorodos

  • Evoliucija: Pagaminta pagal užsakymą
  • Evoliucija: pritaikyta kultūrai

Susijusios išorinės nuorodos

  • Markas Pagel
  • Andreasas Wagneris

Komentarai

Pateikdami komentarą jūs sutinkate laikytis mūsų taisyklių ir bendruomenės gairių. Jei pastebite ką nors įžeidžiančio ar neatitinkančio mūsų taisyklių ar gairių, pažymėkite, kad tai netinkama.