О движущей силе эволюции ("вторичный системогенез" Анохина - Антонова).

[Питер]

Вот   только  проблема в том, что в   геноме  человека  примерно  25000  генов.  80%  экспрессируется  в    семенниках. И  какое  тут  управляемое  мутирование    в  отношении  конкретного  гена  ?   По  сути  это  система  - некий    аналог SOS  мутагенеза  у  бактерий.   Свистать всех  наверх,  мутировать все (ну  не  совсем  все  -   а   концы  распределения)    подряд  -  авось  что   получится. 

[Игорь Антонов]

Вот   только  проблема в том, что в   геноме  человека  примерно  25000  генов.  80%  экспрессируется  в    семенниках. И  какое  тут  управляемое  мутирование    в  отношении  конкретного  гена  ?

Так в этом режиме, как следует из той же статьи, экспрессируются гены усиленно охраняемые, консервативные. А то, что клетка может динамично и комплексно перестраивать режимы экспрессии генов в рамках ответа на новые проблемы, демонстрируют те же эксперименты с дрожжами.

[Питер]

Многоклеточный  и  одноклеточный  организмы    слишком  разные  в  этом   плане. ОК,  в дрожжевой  клетке    меняется  программа  экспрессии  генов,  меняется   метилирование  ДНК  и  ацетилирование  гистонов.  Но  все  это -  на  уровне  одной  клетки  и  ее   потомства.  Причем  надо  еще  делить   ситуацию у  дрожжей  на   гаплоидное  и  диплоидное  размножение.    У  многоклеточного   для  нормального  функционирования  организма  в  новых  условиях  нужно  менять  экспрессию  одного  гена в  разных  тканях  -  где-то  усиливать,  где-то  давить.  Какой  результирующий  вектор    мы   будем  применять в  герминативным  клеткам  ? 

[Игорь Антонов]

Какой  результирующий  вектор    мы  будем  применять в  герминативным  клеткам  ? 

То, что конструктивной модели реализации двунаправленной связи экологической проблемы организма и физико-химического стресса герминативной клетки у автора нет, я отметил ещё в первом ответе.

Но он понимает, что эволюцию невозможно объяснить рационально без каких-то влияний фенотипа на эволюционную изменчивость.

Он приходит как к логической неизбежности к управлению мутациями.

Биолог Э.Лекявичюс в книге ещё 1986 года издания "Элементы общей теории адаптации" на аналогичных основаниях допускает, что активность фенотипа может ограничиваться адаптивной реакцией на мутации:

Мутантный генный продукт изменяет окружение для остальных компонентов клетки, нарушая установившееся равновесие. На это возмущение клетка отвечает координационной переоценкой, подобно той, которая наблюдается при адаптации к изменению внешних по отношению к организму условий. Клетка заново, с учетом новоявленного продукта решает вопрос о качественном составе и количественных пропорциях компонентов, о месте и времени начала и конца синтеза молекул и перестраивает свой метаболизм соответствующим, как правило, адаптивным образом. Иными словами, клетка путем самоорганизации ведет поиск наиболее стабильного и оптимального режима функционирования в условиях измененной мутацией внутренней среды.

Чей из этих двух сценариев ближе к телу - вопрос открытый, но если рациональное объяснение возможно, то где-то рядом.

А понятный и неизбежный вопрос - откуда же клетка узнаёт, какие изменения будут полезны организму - это вопрос о природе биологической координации в целом.

[Питер]

Ну  я  живу  в  варианте Лекавичюса - развертывание  генома зиготы в  целостный  организм  идет с  учетом  действия  средовых  факторов  и  факторов  генетической   конституции  организма.  В  итоге в  данных условиях  среды  приоритет  имеют  только  некоторые   варианты    конституции  - и идет  отбор.  Да,  есть  эпигенетические факторы  в  соме  -  но  они  в  конечном  итоге  тоже  зависят  от  генома.  Если у  вас  нет  CpG  островков   -  у вас  нет   возможности  метилирования  в  этом  месте.   И  так  далее  ...

[Игорь Антонов]

Да,  есть  эпигенетические факторы  в  соме  -  но  они  в  конечном  итоге  тоже  зависят  от  генома.

Вопрос только в том - догма это или данность.

Есть, например, точка зрения А.А.Позднякова, книгу которого цитировала выше Лилия (с.179):

Необходимо напомнить, что согласно современным данным информация, записанная на ДНК, обеспечивает синтез структурных и регуляторных белков, ферментов и нескольких типов РНК. Никакие морфологические признаки, физиологические и поведенческие реакции в ДНК не закодированы. Даже если такую информацию и возможно записать на ДНК, то нет механизмов, обеспечивающих её считывание и реализацию. Таким образом, роль корпускулярной (генетической) наследственности сводится к передаче из поколения в поколение информации, обеспечивающей производство макромолекул — структурных и подсобных элементов, из которых строится клетка.
Из сказанного следует, что только на основе корпускулярной наследственности (генотипа) невозможно объяснение развития. Собственно говоря, генотип не определяет ни развитие, ни организацию.

[Питер]

Определяет  ли  лишняя  21   хромосома   развитие   синдрома  Дауна  ?
Уберите  из  ДНК    определенные  участки  или  добавьте  их   -  получите  нарушение  и  развития,  и  организации.

[Игорь Антонов]

Уберите  из  ДНК    определенные  участки  или  добавьте  их   -  получите  нарушение  и  развития,  и  организации.

"Ломать - не строить" - народная мудрость.
То, что конкретные гены для чего-то необходимы, не означает, что они это что-то создают.
"Ген речи" нарушает речь при повреждениях, но не создаёт её.

[Шаройко Лилия]

В теме "эволюция сознания" у меня пока не получилось изложить сие через понятие физической дивергенции, здесь пробую обойтись без нее. Эмбрион развивается, как становление-тренд т.е. общая тенденция, имеющая три фазы: накопление, распределение, завершение.
  За что может отвечать ген, а за что эпиген? Пусть ген модельно неизменен и отвечает за накопление-синтез частиц тока от источника к приемнику. Даже пусть на ген не действуют никакушенькие обратные связи - он воспроизводит накопление, тех элементов, которые сами распределяются-находят свои функциональные положения. Остается разобраться с этапом завершения при избытке элементов, не нашедших своего функционального места.
  Так пусть за уничтожение излишних элементов и отвечает эпиген, как антиподальный символ гена. Пусть эпиген и отвечает за вторичный системогенез, при том, что ген занимается первичным. Именно эпиген учится находить функционально излишнее, дробить на элементы для гена, а энергию связей передавать в белый шум, отвечающий за рождение и угасание потребностей.

Я пока Василий Андреевич  еще коньки не сносила тех текстов на которые ссылки дал Игорь Антонов и не хочу перебивать разговор его и Питера. Поэтому пока коротко скажу, что убирать время не согласна в принципе, с процитированным текстом могу согласиться почти, кроме того, что у Анохина я не видела чтобы первичный и вторичный системогенез привязывался к каким то конкретным генам, работающим в процессе эпигенеза, а термина эпиген нет.

попробуйте набрать его в Яндексе, очень повеселитесь, увидите много много ссылок на спрей от герпеса.


есть эпигеном
по Википедии

Эпигеномом называется множество молекулярных меток, регулирующих активность генов, но не изменяющих первичную структуру ДНК.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Эпигенетика

Поэтому я пока вламываться со своими временными представлениями о происходящем в эволюции в этой плоскости хочу притормозить до появления хотя бы минимума знаний по вопросу.
Пока что мое мнение, что в видообразовании участвуют кроме мутаций  тысячи факторов не изменилось, но  это просто уровень типа веры в отсутствие точечных локальных причин у масштабных явлений.
Пока все мое знакомство с миром с рождения не натыкалось ни разу на такое течение событий, когда снежная лавина начинается исключительно по причине выстрела из ружья.
Можно приписывать этому выстрелу такое тотальное влияние, конечно.

[василий андреевич]

Пока что мое мнение, что в видообразовании участвуют кроме мутаций  тысячи факторов не изменилось, но  это просто уровень типа веры в отсутствие точечных локальных причин у масштабных явлений.

Выделено мной. Если тысячи, то это не факторы. Фактор, в идеале, один, остальные силы те, от которых надо суметь модельно "изолироваться".
  И я тоже не хочу мешать Игорю и Питеру бодаться, наблюдаю с пристрастием. Потому тезисно.
  Я за "эпиген" именно потому, что его нет, как научного термина. Эпи - надзиратель. Надзиратель не предписывает, как надо, а дает подзатыльник, обозначая, как не надо. Эпиген не дозволяет волюнтаризм гена, ограничивает его власть диктатора, пускай, метилированием.
  Метилирование можно прочесть, как старение-утрата данного изначально, как последовательная утрата власти, которая зеркально переходит к охлосу, по умному называемому, допустим, стволовыми клетками, которые могут стать всем, а могут никем. Получаем, "самоорганизация" - это выделение из своей среды нового диктатора, "Ежовыми рукавицами" подавляющего "уклоны" от линии формирования органа. Физически - это отторжение степеней свобод в белый шум и, как результат последовательного отторжения-подавления, имеем движение к цели.
  Как видите, вопрос о наследовании эпигена отпадает сам собой. Потому, как конкретный эпиген рождается, как антагонист конкретного гена - чем круче ген проявляет свою активность, тем скорее родится эпиген.

[АrefievPV]

Вообще-то, движущая сила эволюции (в частности, эволюции живых систем) находится всегда вне самих эволюционирующих сущностей. Например, движущая сила эволюции живых систем – это изменения в среде их обитания. Ну, а если речь идёт о прогрессивной эволюции живых, то тут движущей силой будет не просто изменения среды обитания, а усложнение среды обитания. 

Разумеется, в конечном итоге эта движущая сила может быть сведена к расширению нашей Вселенной после БВ, и другой первопричины эволюции (да и вообще, любого движения в нашей Вселенной) мы пока предложить не можем (разумеется, религиозные концепции предлагают другую первопричину).
 
Теперь выскажусь немного не по теме (но косвенно с темой связано).
 
Если утрировать до безобразия, то:
 
В геноме организма в обязательном порядке «записан» процесс формирования структуры (конструкции, устройства) организма (чему, куда и как расти и/или перемещаться), а реакция организма на воздействие предопределена уже самой структурой (или сильно зависит от неё) организма – типа, круглое покатится, упругое запрыгает и т.д.
 
Как уже неоднократно говорил, реакция системы на воздействие определяется структурой этой системы (то есть, структура системы, это и есть знания, как и когда надо реагировать). На реакциях самых простых косных системах это хорошо заметно, а вот по реакциям сложных косных (не говоря уже про реакции живых систем) это трудно (чаще, вообще невозможно) выявить.
 
Разумеется, это в простейших случаях, с простейшим устройством и при простейших воздействиях (а не при комплексных последовательностях разных воздействий). И, само собой, на процесс формирования в любом случае влияние (степень влияния может быть разной) оказывает среда, в которой формируется организм.
 
Запуск процесса строительства  организма осуществляет среда (своими комплексными воздействиями). Эти же (или другие) средовые воздействия поддерживают, направляют и даже регулируют сам процесс строительства структуры организма.
 
Можно сказать, что организм (его структура, его конструкция, его устройство) возникает в результате (и как результат) взаимодействия генома и окружающей его среды (вообще-то, аналогично возникают и продукты любых химических реакций). Отсюда становится понятной важность соответствия генома условиям среды.
 
Условно говоря: в вакууме геному не с чем взаимодействовать и никакого организма не получится, в сухой среде спора не прорастёт, вирус вне внутриклеточной среды не оживет и т.д. и т.п.
 
Понятно, что в действительности даже одноклеточные организмы и среда их обитания (с кучей сложных комплексных воздействий) имеют очень сложную структуру. В геномах этих организмов «записаны» ещё  и дополнительные функции (что и как должно перестраиваться при определённом воздействии), настраивающие/перестраивающие конфигурацию структуры организма под условия среды. (замечание в скобках: то, что они оказались настраивающие/перестраивающие под условия среды – есть результат ЕО, а изначально они просто запускали изменение структуры организма как попало)
 
Замечание в сторону.
 
Изначально «записи» с такими функциями были включены в геном случайно (прилепились как паразиты или в результате сбоя процесса репликации) и на момент включения не являлись какими-то «записями» вообще, они были просто «генетическим мусором» (он мог запускать, какие попало химические реакции либо вообще ничего не запускать), затруднявшим и замедлявшим процесс репликации. Однако в результате ЕО, у тех геномов, которые оказались не сильно «замусорены» (сильно «замусоренные» не могли реплицироваться) пошёл отбор на полезность «мусора» для генома (понятно, что сильно вредные отсеивались сразу).
 
Кстати, в геноме «кнопки включения» этих функций могут «нажиматься» воздействиями среды даже напрямую (например, при повреждении/отключении какого-то гена в результате воздействия), но чаще они «нажимаются» опосредованно через структуры организма. Это к вопросу, почему геном клетки может отвечать комплексной скоординированной и согласованной с условиями среды реакцией на мутацию.
 
Повторю: за поведение организма (да и вообще, за любые реакции организма) отвечает структура организма. Именно структура организма непосредственно формирует ответную реакцию организма на воздействия среды обитания. А геном на средовые воздействия может реагировать только строительством и/или перестройкой структуры организма.
 
Поэтому искать в геноме «записи» каких-то поведенческих программ организма бесперспективно – их там нет. Мало того, в геноме нет, не только «записи» готового плана структуры клетки, в нём нет даже «записи» плана строительства структуры клетки. В геноме есть только наборы «кнопок команд» на запуск тех или иных химических реакций в зависимости от тех или иных средовых воздействий.
 
Ну, а с многоклеточными организмами всё ещё сложнее. Там за поведение (и ответную реакцию вообще) многоклеточного организма отвечает структура самого многоклеточного организма. А эта структура многоклеточного организма формируется в результате взаимодействия клеток между собой и взаимодействия клеток с окружающей средой (клетки выделяют вещества, указывающие, кому, куда и как расти и/или перемещаться).
 
Кроме того, в уже сформированном многоклеточном организме при каких-то средовых воздействиях могут оказаться «нажатыми» «кнопки включения» функции настройки/перестройки структуры клеток, которые своими реакциями запустят настройку/перестройку уже многоклеточного организма.
 
Вдумайтесь: если даже в геноме клетки нет «записей» ни готового плана, ни плана строительства, то откуда там (в геноме) взяться «записям» какого-то там плана строения многоклеточного организма или плана строительства такового организма, а тем более «записям» каких-то поведенческих программ многоклеточного организма?
 
Многие люди, когда говорят о чём-то врождённом (особенно в отношении многоклеточных организмов (и особенно в отношении поведения)), то почему-то полагают, что это врождённое «записано» в геноме. Это ложные представления.
 
Вдогонку. Любая химическая реакция скоординирована (законами физики и химии), а продукты этой реакции оказываются согласованными (опять-таки, в соответствии с законами физики и химии) с условиями среды. Думаю, для умного человека этого достаточно, чтобы суметь экстраполировать это дело и на более сложные ситуации.

[Игорь Антонов]

Это к вопросу, почему геном клетки может отвечать комплексной скоординированной и согласованной с условиями среды реакцией на мутацию.

Когда в экспериментах группы Брауна в колонии клеток дрожжей, являющихся генетическими клонами, в ответ на размещение в среду, где они не могут питаться, половина клеток погибает, а вторая половина без мутаций комплексно и по-разному перестраивает работу генов в поисках компенсирующего решения, то как это соотносится с «руководящей и направляющей» ролью генома, который у всех одинаков?

[АrefievPV]

Это к вопросу, почему геном клетки может отвечать комплексной скоординированной и согласованной с условиями среды реакцией на мутацию.

Когда в экспериментах группы Брауна в колонии клеток дрожжей, являющихся генетическими клонами, в ответ на размещение в среду, где они не могут питаться, половина клеток погибает, а вторая половина без мутаций комплексно и по-разному перестраивает работу генов в поисках компенсирующего решения, то как это соотносится с «руководящей и направляющей» ролью генома, который у всех одинаков?

Даже если геномы одинаковы (хотя абсолютно одинаковыми они быть не могут), то организмы, формирующиеся в результате взаимодействия этих геномов и среды, получаются немного разными.

Грубо говоря, структура формирующегося организма возникает в процессе взаимодействия структуры генома (которая может немного меняться в процессе строительства организма) и структуры среды обитания (которая тоже может меняться уже сильнее, пока организм формируется).

Этих различий (как в структуре клетки, так и в структуре генома) может оказаться вполне достаточно для разных реакций организмов на, внешне кажущимися одинаковыми, условия.

Я ведь подробно пояснил в своём сообщении, что на всё (на процесс репликации, на структуру формирующегося и сформировавшегося организма, на «включение/отключение» через «кнопки» функций и т.д.) влияют воздействия среды обитания.

Пояснил, например, что:

Понятно, что в действительности даже одноклеточные организмы и среда их обитания (с кучей сложных комплексных воздействий) имеют очень сложную структуру. В геномах этих организмов «записаны» ещё  и дополнительные функции (что и как должно перестраиваться при определённом воздействии), настраивающие/перестраивающие конфигурацию структуры организма под условия среды. (замечание в скобках: то, что они оказались настраивающие/перестраивающие под условия среды – есть результат ЕО, а изначально они просто запускали изменение структуры организма как попало)
...
Кстати, в геноме «кнопки включения» этих функций могут «нажиматься» воздействиями среды даже напрямую (например, при повреждении/отключении какого-то гена в результате воздействия), но чаще они «нажимаются» опосредованно через структуры организма.

Перечитайте моё сообщение вдумчиво.

И ещё. Неразличимость чего-либо (хоть условий, хоть организмов, хоть геномов) не означает их абсолютную одинаковость.

Скажу страшное – во Вселенной даже двух абсолютно одинаковых электронов нет (неразличимых – сколько угодно, двух абсолютно одинаковых – нет) – у них, как минимум, координата и импульс в глобальной системе отсчёта всей Вселенной, разная. А частицы с разным импульсом и/или разной координатой – это разные частицы, которые по своим свойствам неодинаковы.

как это соотносится с «руководящей и направляющей» ролью генома, который у всех одинаков?

Вот, что я написал:

Можно сказать, что организм (его структура, его конструкция, его устройство) возникает в результате (и как результат) взаимодействия генома и окружающей его среды (вообще-то, аналогично возникают и продукты любых химических реакций).

Я этот момент озвучил на форуме уже, наверное, раз сто. Вы эту фразу прочитали? Вы кому свой вопрос адресуете?

[Игорь Антонов]

Можно сказать, что организм (его структура, его конструкция, его устройство) возникает в результате (и как результат) взаимодействия генома и окружающей его среды (вообще-то, аналогично возникают и продукты любых химических реакций).

Я этот момент озвучил на форуме уже, наверное, раз сто. Вы эту фразу прочитали? Вы кому свой вопрос адресуете?

Фразу прочитал, вопрос адресую Вам, содержательного ответа на него не получил.

В колониях клеток дрожжей, о которых идёт речь, геном одинаковый и среда одинаковая, но исход реакции на общую проблему отличается, и, что самое главное - отличаются конструктивные решения, которые найдены для реализации альтернативных метаболических путей.

Вопрос - если одинаковый геном и одинаковая среда порождают разные конструктивные решения (или их отсутствие) в ответ на одну и ту же проблему, то чем обусловлена сама возможность создавать альтернативные функциональные решения в такой ситуации (условия выше)?

Если в качестве причины многообразия исходов в этой ситуации остаются случайные индивидуальные вариации молекулярного состава отдельных особей,  тогда потенциальная возможность синтеза конструктивных решений, перестраивающих работу генома - это общее родовое свойство этих особей, модулируемое случайными факторами?

И тогда источник новых решений, изменяющих функционирование генома - поисковая активность клеток,  характер результатов которой не предопределен однозначно ни одинаковым геномом, ни одинаковой средой?

[kostik]

Игорь Антонов, вы невнимательно читаете сообщения Арефьева. Если не хотите прилагать усилия в прочтении, то не вступайте с ним диалог.