Автор Тема: Эксперименты по искусственной эволюции (не компьютерные)?  (Прочитано 38658 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Alexy

  • Участник форума
  • Сообщений: 5652
Прочему же изоляцию нужно специально создавать?!

Насколько я понимаю она (репродуктивная без территориальной) возникает сама в пероцессе образования видов.

Посмотрите сколько в Африке возникло новых видов,живущих там ныне, и продвинувшихся на другие материки. А в ней нету особых геогр. барьеров!

А виды, возникшие на Галапагоских и других изолир. островах вымрут, как только эти острова соединятся с сушей через миллионы лет.

Оффлайн Basileus

  • Участник форума
  • Сообщений: 187
    • http://kop.nnov.ru/
Хм. Почему надо создавать изоляцию? Да вроде потому что без нее видообразования не выйдет. Так по крайней мере я понимаю один из основных результатов популяционной генетики в рамках СТЭ. Репродуктивная изоляция не может возникнуть градуально без изоляции. Ведь в условиях панмиксии перемешивание генетического материала носит тотальный характер (конечно, если не рассматривать дизруптивные факторы).
А в Африке изоляции более чем достаточно. Если не понимать изоляцию в смысле существования физических барьеров. Их может и не быть. Для изоляции расстоянием необходимо и достаточно, чтобы радиус репродуктивной активности особи был существенно меньше протяженности территории, населяемой популяцией (не уверен, уместно ли здесь применение термина ареал...)

DNAoidea

  • Гость
Да в том то дело, что нет - изоляция далеко не обязательное условие видообразования. Если в трубе мы их изолируем, то рискуем получить размножение определённого темпа в кажой её части (это относительно жара холод), глаза действительно могут исчезать - из-за накапливающихся мутаций, которые не будут отсеиваться. но в холодной части никаких изменений может и не происходить - набьются туда носители аллелей, придающих устойчивость к более низкой температуре - и на этом дело кончится. Ну и что что они будут давать поколение не раз в 10 дней, как обычнуые мухи, а раз в месяц? А вот если к ним будут прилетать другие мухи, которые не просто устойчивы, но ещё и размножаются не намного меделннее, то между ними будет конкуренция и в итоге останутся только те, кто обладает множественными признаками для устойчивости к холоду. Иными словами - выше миграция => выше конкуренция => быстрее эволюция.

Оффлайн Питер

  • Участник форума
  • Сообщений: 1989
Изоляция  -   фактор  очень важный.  Скажем,    для   дрозофилы   это  может  быть  локальный  поток  воздуха  -  не  перелетаемый.  И  периодически  отключаемый  -  для  случайного  обмена  между  пулами  А  и Б.  У  мышек -    водяной  поток с   течением. Тоже  иногда  мелеющий.  И т.д.  Главное   в  том, что  после  запуска  ничего   не  трогать.  То есть  самому  никаких    зверушек  не  перемещать   между   зонами.
Кстати. я  не думаю  что  просто  определить срок  перехода   от   зрячей  к  слепой  форме при видообразовании.
А  оно  вам  надо  ?

Оффлайн Alexy

  • Участник форума
  • Сообщений: 5652
Цитата: "Basileus"
Репродуктивная изоляция не может возникнуть градуально без изоляции.

А почему собственно не может? Возникла - и сразу перемешивание генетического материала перестает носить тотальный характер при любых радиусах репродуктивной активности особи
 
Цитата: "Basileus"
Для изоляции расстоянием необходимо и достаточно, чтобы радиус репродуктивной активности особи был существенно меньше протяженности территории, населяемой популяцией

В этом случаи перемешивание генов будет все равно происходить, и где-то за десяток поколений охватит весь ареал, если нет репродуктивной изоляции.

Nestor notabilis

  • Гость
Господа генетики, простите ради Бога, что влезаю в научный спор, но удержаться не могу. Все архиинтересно. - Но в контексте разговора у меня сложилось впечатление, что все разговоры о "широком поле образования вида Хомо сапиенс" протяженностью от юга африки до китая - это бред сумасшедшего. Единый Вид не мого образоваться из предковой формы (тем более не одинаковой) одновременно на такой огромной территории, это не возможно просто по законам генетики. Должна была быть зона, достаточно узкий очаг видообразования, где тип сапиенса возниек впервые и начал распространение вовне - сначала в окружающие районы Африки, затем далее. Причем по дороге гибридизация была маловероятна, т.к. иначе новоиспеченный вид был бы утрачен в процессе размыва его концентрированных признаков. - Так? Или неверно?

Оффлайн Alexy

  • Участник форума
  • Сообщений: 5652
Вопрос очевидно в том, что возникает сначала:

1) В относительно изолированной (по внешним причинам) популяции накапливаются генетические отличия, а потом возникает репродуктивная изоляция ее от остальных популяций
или
2) внутри одной популяции (изначально панмиксической) возникает репродуктивная изоляция, а потом накапливаются генетические отличия изолированных субпопуляций

Оффлайн Борис Лейкин

  • Участник форума
  • Сообщений: 4
Биоинженерия и эволюция
« Ответ #37 : Ноябрь 10, 2006, 20:00:32 »
:mrgreen:
Что нужно сделать, если я хочу, чтобы образовался новый вид: нужно, чтобы какие-то животные в группе перестали давать потомство с другими её членами и при этом могли бы скрещиваться друг с другом и передать эту особенность по наследству. А есть в природе такие виды, которые полностью одинаковы и внешне и генетически, но при этом не скрещиваются, не знаете? (Случайно вспомнил, что читал на сайте про один способ как это сделать: про вольбахию)
А если у животных нет полового размножения, то может образоваться новый вид? Просто у таких со временем накопятся мутации и проявятся фенотипически, и по этим внешним признакам будут различать виды? А если не проявятся фенотипически, то будут считаться одним видом, правильно?  :?

Короче, я понял: фиг с ним с видом, меня больше инетересует "направленное (или ненаправленное) лепление".
Почему червяк, как мне кажется, интереснее мухи: из червяка же можно сделать муху, а из мухи червяка уже нельзя?  (интересно можно ли сделать слона?  :?  :) )
Единственное, что я смог придумать (что мне кажется можно сделать на самом деле  :? ) - взять C.  elegansа, и вырастить у него ещё рецепторы для определния каких-нибудь других веществ? (Хотя, всё это так сложно наверное на самом деле)
А вот такие эксперименты по "леплению" проводятся или нет?
Кстати, я слышал про четырёхкрылых мух, они как себя чувствуют, нормально летают?

И ещё хотел спросить:
Можно ли остановить эволюцию искусственным способом? (Существует же механизм починки ДНК, я, правда, не понимаю как там это всё работает)
А что если поставить такую цель: создать организм способный приобретённые признаки передавать по наследству? (Не могу даже представить себе как это сделать, но и не вижу причин почему нельзя. Записывать информацию о приобретённых свойствах в ДНК, например, при помощи ферментов-мутагенов)

Оффлайн Basileus

  • Участник форума
  • Сообщений: 187
    • http://kop.nnov.ru/
К вопросу об изоляции. Согласно стандартной модели СТЭ новые аллели в популяции возникают путем мутагенеза. Распространяются они вследствие панмиксии и (i) либо отбора (если аллель адаптивный), (ii) либо дрейфа (если аллель нейтральный). Что такое репродкутивная изоляция? Вроде бы набор уклоняющихся от "стандарта" признаков, ведущий к невозможности скрещивания (с образованием плодовитого потомства разумеется) со "стандартными" особями. Вопрос: как может панмиктическая популяция разделиться на две, да еще с возникновением репродуктивной изоляции? По-моему никак. То есть существует конечно возможность того, что называют макромутацией, когда единомоментно возникает мутант с особыми свойствами, можно даже предположить что это будет фертильная самка, которая имеет возможность дать потомство от "стандартного" самца, а вот это гибридное потомство может скрещиваться только между собой, причем этого потомства достаточно для основания новой популяции... Только слишком много если в такой ситуации.

Оффлайн zK

  • Участник форума
  • Сообщений: 991
Цитата: "Basileus"
Хм. Почему надо создавать изоляцию? Да вроде потому что без нее видообразования не выйдет. Так по крайней мере я понимаю один из основных результатов популяционной генетики в рамках СТЭ. Репродуктивная изоляция не может возникнуть градуально без изоляции. Ведь в условиях панмиксии перемешивание генетического материала носит тотальный характер...

Вот именно эти два слова: "изоляция" и "панмиксия" - наиболее четко обозначают ту ловушку, в которую с самого начала попала (ПО МОЕМУ МНЕНИЮ) СТЭ в результате аналитической математизации, мощно начатой сэром Фишером и Ко. Я очень уважаю Фишера, и его главная кника вот всегда стоит у меня на полке на расстоянии вытянутой руки. И тем не менее он, великий, не мог не попасть в ту ловушку...

Поясню.
Тогда, в 30-е гг, численное моделирование (типа клеточных автоматов) было недоступно из-за отсутствия компьтеров. От этого Классики строили аналитические модели. А там - для гладкости функций - проще было начинать с допущений (!!!) панмиксии, гомогенности условий существования, равенства векторов отбора на протяжении всего ареала и т.п. Ничего этого никогда не бывает в природе. Понимающим это авторам аналитических моделей до некоторых пор удавалось все дальше уходить от этих диких загрублений при помощи несоразмерных в плане цена/качество усложнений аналитического аппарата.

В условиях того, что панмиксия была неизбежной исходной посылкой аналитического моделирования, возникла и идея необходимости внешней изоляции. Она - НЕ экспериментальный результат, а простое логическое следствие исходной панмиктической модели.
В этом отношении очень характерна следующая самонадеянная реплика нашего С.С. Четверикова (который наметил основы популяционной генетики даже раньше Фишера):
"Пожалуй, самая большая ошибка Дарвина, которую я знаю, это заглавие его книги... Ведь замечательная работа Дарвина фактически трактует не о происхождении видовых признаков и отличий, а о целесообразных приспособлениях организмов к окружающим их условиям существования, но ведь это вещи совершенно не равнозначные." (см. "Происхождение видов", 1991, изд. "Наука", стр. 501)

Это и стало девизом СТЭ: отбор занимается адаптацией, а видообразованием занимается изоляция. ВОТ И ВСЯ ЛОВУШКА.

Поэтому, DNAoidea, - да, я согласился с Вами - пусть имеют крылья и летают по коридору. Свобода возможностей даст мухам только скорее определиться и сегрегировать свои предпочтения, то есть проявить свои внутренние отклонения от панмиксии и равенства.

По этой же причине я тоже соглашусь, что в данном опыте лучше брать не чистую линию, а все-таки случайную выборку дикой популяции. Да - пусть там не будет равенства, как его не бывает в природе.

На этой почве, Nestor, я хочу заметить, что компактные центры видообразования - тоже скорее не факт, а умственный выводы из исходных допущений аналитических моделей. Вот представьте себе вид, который живет в мелко-дискретных условиях - типа огромной неведомой страны, где коттеджи чередуются с коммуналками. Там так же мелко-дискретно будут варьировать и вектора отбора. И в итоге вид сможет по всей площади сегрегироваться на коттеджщиков и коммунальщиков.

Зря Четвериков наехал на Дарвина. Тот знал, что писал - что изоляция это маркёр видообразования, а оно само - следствие экологической дивергенции в целях наиболее полной утилизации ресурсов.
Так что нам в экспериментальном коридоре скорее не перегородки надо городить, а подачу патоки уменьшать.

Что касается холодного конца коридора - да, я понимаю, что там скорость размножения снизится. Просто мне не удалось придумать более удобной для реализации альтернативы ночному концу коридора - чтобы и градиент легко организовать, и результат адаптации был прогнозируемым и узнаваемым.

DNAoidea

  • Гость
Борис Лейкин - экспериментов по "леплению" точно никто ещё не проводил - отдельные генноинженерные конструкции делали, конечно, но чтобы вот так, направленно один за другим пихать гены в организм (и убирать лишнее) - этого не делали. Думаю ни червяка изи мухи, ни мухи из червяка сделать нельзя - и к чему делать то, что и так есть? (да и что такое "червяк"? Элеганс? Дожевой? Планария? Это всё чудовищно различные организмы) Да и, и генетически, и морфологически одинаковых организмов относящихся к разным видам быть не может - как они отличат "своих" от "чужих"? Да и что остаётся для отличий? Только генетически - да случается, но не только морфологически или вообще не так и не так. У организмов, не имеющих полового размножения понятие вида - достаточно условно - но вобще и тут и на молбиоле было много дискуссий насчёт того как определять вид. (Не надо, не надо уходить в это болото!).
zK - согласен с вами, можно ещё изменять влажность. К сожалению, чтобы моделировать эволюцию, направленную на приспособление к биотическим условиям надо моделировать целую экосистему, а это несравненно сложнее, чем с дрозофилами.

Оффлайн Jan Metlevski

  • Участник форума
  • Сообщений: 93
Я думаю, что следовало бы учитывать особенности биологии группы к которой относится выбранный для эксперимента вид. Если это будет Drosophila , то возможно надо бы градиенты делать в первую очередь не по температуре и освещении, а по пищевой среде для личинок (как это сделать, это уже вопрос техники). Вообще то наличие каких либо градиентов само по себе вовсе не обязательно спровоцирует дивергенцию изначальной популяции. Может так получиться что будет одна популяция с довольно широкой нишей, а там где градиенты условий уж совсем невмоготу просто никто не будет жить. Поэтому, мне так кажется что имеет смысл начинать не с одним, а с 2-3 близкородственными видами. В этой ситуации каждый из изначальных видов почти наверняка займет определенный отрезок на градиенте условий. Наличие межвидовой конкуренции запустит процес сужения ниш (специализация) а это будет способствовать разделению одной из исходных популяций, или всех, на две или более. В одном из своих постов я привел пример ситуации, которая, как мне думается, перекликается с таким сценарием: http://www.paleo.ru/forum/viewtopic.php?t=1315
Jan

Оффлайн zK

  • Участник форума
  • Сообщений: 991
Да, Jan, насчет пищевой среды я тоже думал. Некоторый недостаток (как и у влажности) состоит в том, что не приходит в голову легко опознаваемых внешних адаптаций, которые можно было бы ожидать (типа безглазия в темноте и пушистости и более крупного размера в холоде).

Но было бы наверно эффективно - поместить одну пищевую среду в середину коридора с нормальной температурой/светом, другую пищу - в холодный конец, а третью - в темный. Это чтобы инициировать расхождение одновременно по нескольким параметрам. И это вполне реалистическая ситуация, что в природе при разной температуре и освещенности мухам и их личинкам доступнее разная пищевая база.

А вот несколько видов использовать никак нельзя. Дело в том, что при положительном течении видообразования (а ведь мы все тут и рассчитываем на успех эксперимента), скоро возникнет неприятнейшее осложнение - определить, какой новый вид от какого стартового произошел. Очень не хотелось бы превращаться в энтомологов-систематиков с ихними маленькими булавочками и коробочками и большими проблемами. Не хотелось бы также переводить данный эксперимент в плоскость геносистематики и заниматься секвенированием всех отловленных мух.

Оффлайн Basileus

  • Участник форума
  • Сообщений: 187
    • http://kop.nnov.ru/
zK, разумеется изоляция в смысле существования физических барьеров - это неизбежное следствие панмиктической модели. Однако от этого не следует неизбежного вывода, что изоляцию как фактор эволюции можно снимать с пьедестала.
Я не соглашусь насчет того, что базовая панмиктическая модель Харди-Вайнберга завела СТЭ в какую-то ловушку. Наоборот, это был своего рода прорыв. Прорыв редукционистского плана, конечно же, но он послужил отправным пунктом для развития популяционной генетики как таковой. Да, концепция панмиксии - это упрощение реальной ситуации, но в некоторых случаях она вполне адекватно описывает положение дел, например в случае банки с мухами. Если в обсуждаемом экспериментальном коридоре активность отдельной мухи будет простираться по всему коридору, то это будет соответствовать панмиксии и в расчленение тамошней популяции мне верится с трудом.
Далее, в послевоенные годы вроде бы появились и пространственные модели типа stepping-stone. Другое дело, что в классические учебники они не попали и неспециалисту сложно судить о положении дел в этой области. Я схожую тенденцию наблюдаю в области теоретической экологии. Там стартовой позицией является модель Лотки-Вольтерра, которая господствовала безраздельно до 70-х годов (а по большому счету продолжает господствовать и поныне, только уже не так безальтернативно), потом появилась модель метапопуляции, обобщенная чуть позже до метасообщества. Причем сначала метапопуляция полагалась как набор связанных патчей (субпопуляций), где каждый связан с каждым (implicit space modelling), затем появилась необходимость еще более конкретизировать пространство до решетки местообитаний (explicit space modelling). То есть прогресс идет, теория развивается. В учебники только это дело пока не успело попасть...

P.S. А о какой главной книге сэра Фишера вы говорили? Я почему-то думал, что на русском она до сих пор не издана...

Оффлайн zK

  • Участник форума
  • Сообщений: 991
Цитата: "Basileus"
P.S. А о какой главной книге сэра Фишера вы говорили? Я почему-то думал, что на русском она до сих пор не издана...

Ну да, у меня она на английском - "Genetical theory of natural selection".
А издавали ли ее на русском - я забыл.

А умалять заслуги аналитического моделирования микроэволюции я и в мыслях не имел. Я просто хотел сказать, что аналитикам со своего фланга атаки проблемы лучше виден фактор изоляции, и он даже заслоняет кое-что другое. И это преувеличенное отношение к изоляции уже всосалось нами с молоком матери. Отсюда, я думаю, проистекает и Ваше неверие в возможность видообразования в коридоре со свободно летающими мухами.

Но примите во внимание, что полёт вообще очень энергозатратная штука, и каждая муха будет стремиться утвердиться в той части градиента, который ей лично наиболее по душе. На это и расчет - полетают-полетают и самоопределятся. И так же будет с каждым мутантом.

Если даже не получатся репродуктивные барьеры в разных местах коридора, то шансы получить эффект кольцевого ареала по-моему вполне хорошие. Ведь вначале мы по моему замыслу между холодным и темным концами коридора ставим заглушку (см. страницей раньше).