Загадки эволюции

[Игорь Антонов]

Почему вы считаете, что возникают именно и только функциональные "новообразования"?..

Если роль поставщика материала для естественного отбора прннадлежит ненаправленной структурной изменчивости,  тогда помимо нефункциональных должно спонтанно возникать также множество функциональных, но пришедшихся не ко времени и не к месту "новообразований", и популяции неизбежно должны нести на своих особях следы соответствующего полиморфизма, в частности, всевозможных нейтральных по полезности структурных новообразований. Но на предложение отыскать в природе объективные признаки таких ненаправленных поисков новых структурных решений на примере человеческой популяции биолог Михаил Лобанов смог предложить мне только два потенциальных задела, которые должны были бы вывести многострадальное человечество под направляющим и облагораживающим давлением естественного отбора  к новым структурным решениям – хвостатого мальчика и родовые пятна. Я долго пытался себе представить, что всемогущий естественный отбор может выдавить из родовых пятен и куда направить безжизненный хвостовой отросток мальчика. Увы, так и не смог...
Нет в природе ненаправленных структурных поисков.
Нет по факту и не должно быть по смыслу – в силу абсолютной их бесперспективности.

Вот скажите, как по-вашему, появились копыта?..
...верно, если игнорировать промежуточные состояния, отвергать то, что структурные изменения вырастают из "параметрических", отвергать постепенность изменений. А отвергать не надо (как видно на примере копыта).

Юрич, вы опять предпочитаете искать не там, где потеряли, а там, где фонарь светит. Копыто могло гипотетически появиться и по модели параметрического дрейфа, а функциональные усложнения органов так появиться не могли, по причинам,  на которые я указывал неоднократно.

[olenellus]

Требование показать полиморфизм по нейтральным структурным усложнениям для одного вида (в том числе и для человека) мне кажется слишком жёстким. Интуитивно такие события представляются довольно редкими. Достаточно посмотреть, что и по эволюционной лестнице они не так уж часто и появляются.

А вот зато можно привести пример, когда нечто подобное происходит у отдельной группы организмов, довольно маленькой.

Вот ссылка на статью В. Иванова
http://www.rnajournal.org/cgi/reprint/7/12/1683.pdf
Статья 2001 года.

Статья касается механизма распознавания стоп-кодонов в митохондриальной рибосоме позвоночных. Показывается, что за распознавание ответственны две шпилки в большой субъединице рибосомы, похожие на тРНК и несущие стоп-антикодоны.

Обратите особое внимание на миссисипского аллигатора. У него ни с того ни с сего происходит переброс этой функции с одной шпильки на другую (которая до этого, в силу особенности генокода митохондрий, бездействовала), а первая же шпилька теряет какой-либо стоп-антикодон вообще. Более того, там с этим аллигатором ещё один интересный и непонятный казус - у одного (по крайней мере) гена семинуклеотидный (по крайней мере пяти-) стоп-"кодон".

Согласитесь, такие изменения довольно значительны - всё же затронут аппарат белкового синтеза, более того, один из важных его элементов - система терминации.

Такое извращение, прошу прощение за выражение, наблюдалось только у аллигатора (из исследованных позвоночных).

[Игорь Антонов]

Требование показать полиморфизм по нейтральным структурным усложнениям для одного вида (в том числе и для человека) мне кажется слишком жёстким. Интуитивно такие события представляются довольно редкими. Достаточно посмотреть, что и по эволюционной лестнице они не так уж часто и появляются.

Но если мы уповаем на случайность структурных усложнений, то как можно ожидать случайного появления адаптивных структурных усложнений в нужное время и в нужном месте вне широчайшего  и повсеместного наличия в популяциях  произвольных, бесполезных и неадаптивных структурных усложнений? Если существует в природе случайный ненаправленный поиск на структурном уровне, тогда он и его последствия должны наглядно наблюдаться внутри популяций.   Мы ведь наблюдаем вокруг себя мгновенный срез эволюции, эволюцию в действии. Откуда ей заведомо знать -  в какой именно момент должен будет естественный отбор подхватить и направить произвольную изменчивость в нужную для успешной адаптации к определённой нише сторону? Разнообразный материал для отбора должен наличествовать внутри популяций постоянно, иначе модель направляющей роли отбора в принципе не может работать.

[olenellus]

Ну... мы же говорим о нейтральных структурных перестройках. А как нас учит теория нейтральности, если в популяции появляется нейтральная мутация, то через некоторое время никакого полиморфизма не будет. Эта мутация либо потеряется вовсе, либо она закрепится с частотой 1. Только подождать надо подольше, и чем больше популяция, тем дольше ждать.

Кстати, а ведь и какие-то структурные перестройки тоже могут оказаться на деле параметрическим дрейфом. Скажем, если структура образуется путём той самой самоорганизации под управлением сетью взаимодействий каких-то управляющих реагентов, то небольшие изменения физико-химических характеристик этих реагентов могут привести к потере структуры.. или, наоборот, к внезапному её появлению (скажем, метамерия). Что-то меняем в начальном эмбриональном развитии, а потом клетки уже доделают своё. Вспомним хотя бы как сами растут сети нейронов или кровеносных сосудов.

Как мне кажется, хорошим примером будет раковая опухоль. Являясь просто сбоем контроля работы клеток, она, тем не менее, после небольшого разрастания обзаводится обилием кровеносных сосудов (во всяком случае, какие-то опухоли), которые её замечательно питают. Почему бы таким образом и какой-нибудь жабре не появиться: сначала образуется лишний отросток, а потом в него густо вплетаются кровеносные сосуды (так как клетки, образовавшие отросток, тоже как-то дифференциированы особо, либо аттрактант для растущих сосудов так пространственно распределился при эмбриогенезе).

[Юрич]

Если роль поставщика материала для естественного отбора прннадлежит ненаправленной структурной изменчивости,  тогда помимо нефункциональных должно спонтанно возникать также множество функциональных, но пришедшихся не ко времени и не к месту "новообразований", и популяции неизбежно должны нести на своих особях следы соответствующего полиморфизма, в частности, всевозможных нейтральных по полезности структурных новообразований.

С данным тезисом согласиться нельзя. Очень жаль, что уважаемый Михаил Лобанов "повелся" на вашу удочку, начав приводить курьезные примеры. И я тоже "ведусь", вслед за вами разделяя все изменения на параметрические и структурные. Но если уж так угодно – пусть. Роль поставщика материала для естественного отбора принадлежит ненаправленной _параметрической_ изменчивости, поэтому всевозможных нейтральных по полезности _структурных_ новообразований быть не должно или не обязано. Структурные изменения происходят из параметрических. О структурности мы говорим, сравнивая "самый начальный" и "самый конечный" результат, опуская промежуточные стадии. Например, пальцевая и копытная конечности несомненно отличаются структурой. Но пальцы не сразу "сложились" в копыто - было некоторое кол-во параметрических изменений, которые завершились структурным (сравнивая с началом). Т.е. каждое следующее ("единичное") изменение по отношению к предыдущему – всегда (или почти всегда) параметрично. Рассматривая вместо копыта ласту, мы уже можем наблюдать промежуточные ступени в виде растущих перепонок между пальцами. То же самое относится даже к глазу, как было показано в отдельной теме – там тоже ряд параметрических изменений завершился структурным нововведением. Так что не надо меня обвинять в предвзятости. Посмотрите, горбы у верблюдов – явная структурная особенность, не так ли?.. Но очевидно, что горбы возникли не на "пустой спине". Стеатопигию у бушменов ("избыток" жира на ягодицах) можно считать параметрической особенностью. Очевидно, что и верблюжьим горбам предшествовало что-то аналогичное. И так во всем.

На самом деле тот факт, что мы не наблюдаем поиска на структурном уровне, точно также говорит и не в вашу пользу, Игорь. Ведь если это действительно "всего лишь" интеллект, а не Абсолют (как вы сами меня поправили), мы должны наблюдать применение "метода проб и ошибок". Это неизбежно. Невозможно всего предвидеть заранее, если ты не господь бог: элемент "слепого тыка" присутствует всегда. И человек, при всей осознанности / направленности усилий, не сразу создает работающие аппараты, системы. Постоянно имеют место ошибки, промахи, неудачи, причем нередко принципиальные, – постоянно проводятся испытания, прежде чем что-то всерьез "запустить". Ничего аналогичного нами в природе не наблюдается - на структурном, опять-таки, уровне - о чем это говорит?.. О том, что "интеллект протоплазмы" временно отдыхает, балуется "параметрикой", или о том, что он вообще отсутствует в природе?.. На мой взгляд, именно о последнем.

Что касается хвостов и родовых пятен, - могу привести другой пример, правда, с вашей т. зр., скорее параметрический, но тем не менее, весьма иллюстративный. "Встречаются... люди, которым достаточно всего от одного до трех часов, чтобы выспаться. Они поступают на вторую или даже третью работу, бодрствуют ночью, в то время как их супруги валятся от усталости, и вообще ведут активную, наполненную и деловую жизнь. Прослеженные истории некоторых семей позволяют предполагать, что подобная особенность передается по наследству" (К. Саган "Драконы Эдема"). Почему же данное, несомненно выгодное (и прогрессивное!), свойство не закрепляется в человечестве? Казалось бы, есть уже успешные образцы, - "клеточному интеллекту" достаточно их применить в масштабах всего вида. Ан нет. Почему же "интеллект" бездействует, не делает следующий шаг?.. "Пути господни неисповедимы"? На мой взгляд, просто нет ни "господа", ни клеточного интеллекта, - "руководящего и направляющего". А не распространяется данное свойство потому, что не дает оно его носителям явных преимуществ в размножении. Вот если поместить человечество в такие условия, что возникло бы давление отбора по данному признаку, тогда другое дело – такие люди, вероятно, стали бы распространяться и постепенно вытеснили бы обычных людей-"засонь". А возникнуть данное свойство вполне могло случайно.

Нет в природе ненаправленных структурных поисков.

Потому как не нужны они (эволюция консервативна - так надежнее), да и статистически невозможны. И направленных, кстати, тоже нет (см. выше).

Кстати, Игорь, как вы вообще себе представляете нейтральное по полезности структурное новообразование? Именно нейтральное. Ведь структурное, значит, принципиальное, т.е. априори нечто такое весомое. Поэтому оно всегда будет либо мешать/вредить, либо быть полезным (причем первое, имхо, гораздо вероятнее). А нейтральным оно быть практически не может, это не пятнышко на попе. Так что еще и поэтому неправильно ожидать "структурного полиморфизма". Неправильно.

функциональные усложнения органов так появиться не могли, по причинам,  на которые я указывал неоднократно.

На мой взгляд дилетанта, неубедительно.

[Игорь Антонов]

Ну... мы же говорим о нейтральных структурных перестройках. А как нас учит теория нейтральности, если в популяции появляется нейтральная мутация, то через некоторое время никакого полиморфизма не будет. Эта мутация либо потеряется вовсе, либо она закрепится с частотой 1. Только подождать надо подольше, и чем больше популяция, тем дольше ждать.

Ну так между нулём и единицей – огромный путь, и в любой конкретный, произвольный  момент времени популяция не должна быть однородной и по нейтральным структурным мутациям и должна быть насыщена ими не менее, чем  насыщена она параметрическим полиморфизмом. Я повторюсь – на уровне элементарной, здравой  логики  – Необходимое условие существования какой-либо направляющей роли отбора, творческой роли отбора, давления отбора  - это постоянное существование в популяции разнообразного материала для отбора. Вы это понимаете?

Параметрическая адаптация под давлением отбора неизбежна и закономерна,  структурная – сверхпроблематична и противоестественна. И при этом как раз нет такого рода произвольной  изменчивости.  Всё сходится к одному – в структурных перестройках (в главных для эволюции !!!) отбор вообще не при чём. Ключевая фраза учения "происхождение видов путём ..." должна быть сдана в архив.

Кстати, а ведь и какие-то структурные перестройки тоже могут оказаться на деле параметрическим дрейфом. Скажем, если структура образуется путём той самой самоорганизации под управлением сетью взаимодействий каких-то управляющих реагентов, то небольшие изменения физико-химических характеристик этих реагентов могут привести к потере структуры.. или, наоборот, к внезапному её появлению (скажем, метамерия). Что-то меняем в начальном эмбриональном развитии, а потом клетки уже доделают своё. Вспомним хотя бы как сами растут сети нейронов или кровеносных сосудов.

Потеря или появление структуры, случайное или закономерное  – это в любом случае уже не параметрический дрейф.

Почему бы таким образом и какой-нибудь жабре не появиться: сначала образуется лишний отросток, а потом в него густо вплетаются кровеносные сосуды (так как клетки, образовавшие отросток, тоже как-то дифференциированы особо, либо аттрактант для растущих сосудов так пространственно распределился при эмбриогенезе).

Естественно, организм адаптируется и к любым аномальным, случайным трансформациями,  и лишний палец он обеспечивает кровеносными сосудами и даже лишнюю руку-ногу. Но такая реакция сама по себе не создаёт механизма и закономерности появления новой системности, новой функциональности, результативного конструктивного усложнения.
Когда я размышляю о возможности конструктивной стохастичности, то всегда прихожу к похожей на вашу схеме, но с одним уточнением – выводящее организма из равновесия возмущение, да, действительно,  может быть случайным, произвольным, хаотичным, но вот  реакция организма на него обязательно должна содержать некий конструктивный компонент, который  и является интеллектуальной составляющей структурной адаптации.

[Игорь Антонов]

Роль поставщика материала для естественного отбора принадлежит ненаправленной _параметрической_ изменчивости, поэтому всевозможных нейтральных по полезности _структурных_ новообразований быть не должно или не обязано. Структурные изменения происходят из параметрических...

Юрич, с вами можно согласиться  с одной  оговоркой – да, структурные изменения могут происходить из параметрических, при одном только условии – когда это структурная редукция, а не структурное усложнение. Проблема прогрессивной эволюции лежит в иной плоскости – это законы, причины, механизмы конструктивного эволюционного усложнения и перестройки функциональных систем организма. И здесь параметрический дрейф не при чём.

На самом деле тот факт, что мы не наблюдаем поиска на структурном уровне, точно также говорит и не в вашу пользу, Игорь. Ведь если это действительно "всего лишь" интеллект, а не Абсолют (как вы сами меня поправили), мы должны наблюдать применение "метода проб и ошибок". Это неизбежно. Невозможно всего предвидеть заранее, если ты не господь бог: элемент "слепого тыка" присутствует всегда. И человек, при всей осознанности / направленности усилий, не сразу создает работающие аппараты, системы. Постоянно имеют место ошибки, промахи, неудачи, причем нередко принципиальные, – постоянно проводятся испытания, прежде чем что-то всерьез "запустить".

У меня был аврал, когда новое изделие по обработке сигналов, включающее микропроцессор и аналого-цифровые цепи  пришлось запускать сразу в заводское производство, в изготовление готовой  печатной платы – без тестирования, макетирования, отладки. И у меня получилось! – Оно заработало сразу. Так что, эволюционный интеллект, ну он... вроде меня в молодости, только вот сфера приложения у него иная.

функциональные усложнения органов так появиться не могли, по причинам, на которые я указывал неоднократно.

На мой взгляд дилетанта, неубедительно.

Юрич, ну бросьте вы это кокетство – хватит постоянно кивать на свой дилетантизм!  Мы обсуждаем междисциплинарную и нерешённую проблему, в которой профессионалов нет по определению. Что касается убедительности моих доводов – я сам знаю, где я прав и почему я прав. Дискуссия на уровне "параметрические изменения приводят к структурным перестройкам" - она где-то в глубоких тылах этого знания. Что, конечно,  не даёт мне ответов на те вопросы, которые занимают меня самого. То, что я утверждаю по системным проблемам мне ясно также, как "небо – синее, вода – мокрая". Это не дискуссионные вопросы, это общесистемные банальности.  Если я вас не могу убедить в этих банальностях, мне грустно, но я не буду зацикливаться на этой беде, а буду дальше сам размышлять о занимающих меня проблемах и вопросах иных порядков.

[Питер]

Что касается убедительности моих доводов – я сам знаю, где я прав и почему я прав.

Строчка  выше  -  цитата   из  Игоря  Антонова. Ну   просто  прелесть  

А  по  сути  так  и  не  приведено  ни  одного  аргумента в  пользу  вашей, Игорь,  точки  зрения.  Аргумента  из  области    реальной  молекулярной  биологии\генетики,   а  не  из   ваших   личных  представлений  о  ТФС.   Если уж   идти  от  ТФС  -   то  приведите  молекулярные  аналоги    элементов  ТФС  в  нервной  системе.  

Да,  я  все  о  том  же  -  о  грубой  молекулярщине.  Из  которой вы  стремитесь в  философские эмпиреи.  Но  вспомните  о  том,  что  выводом  из  ваших  теоретических  построений  должен  стать  эксперимент  по   попытке выявления   этого  самого    клеточного  интеллекта. Где   искать  будем ?

[Игорь Антонов]

Строчка выше - цитата из Игоря Антонова. Ну просто прелесть...
А  по  сути  так  и  не  приведено  ни  одного  аргумента в  пользу  вашей, Игорь,  точки  зрения.  Аргумента  из  области    реальной  молекулярной  биологии\генетики,   а  не  из   ваших   личных  представлений  о  ТФС.   Если уж   идти  от  ТФС  -   то  приведите  молекулярные  аналоги    элементов  ТФС  в  нервной  системе.  

Питер, столь растрогавшая вас  строчка выше не относится к утверждениям о существовании "клеточного интеллекта" и конкретных молекулярных механизмов эволюции. Потому, что нет у меня таких утверждений. Я неоднократно  говорил и повторял вам уже много-много раз, что здесь мы пока располагаем лишь  общими соображениями в отсутствие конструктивных решений. Выделенная же вами моя фраза относится к моим утверждениям об общесистемных законах.

Да,  я  все  о  том  же  -  о  грубой  молекулярщине.  Из  которой вы  стремитесь в  философские эмпиреи.  

Генетика и грубая молекулярщина пока не дают никаких знаний о механизмах эволюции. И философские эмпиреи - всё, что нам остаётся.
Вот, кстати, мнение по этому вопросу главного  редактора журнала "Генетика"  академика  Г.П. Георгиева:

"Эволюционная теория и эволюционная генетика - это самые противоречивые разделы. Эволюция - это процесс, который не поддается простому причинно-следственному анализу. Есть дарвиновская теория, а есть противоречащая ей, которая говорит о том, что виды возникают скачкообразно, через крупные реорганизации генетического материала. Еще Морган говорил, что генетика может развиваться, не имея никакой связи с концепцией эволюции. Для генетики не нужны никакие эволюционные концепции. Но тот, кто занимается проблемами эволюции, не может обойтись без генетики. Не стоит привязывать генетику к эволюции. Теория эволюции - это больше биологическая или даже общефилософская проблема. Генетика все-таки точная наука."

Но  вспомните  о  том,  что  выводом  из  ваших  теоретических  построений  должен  стать  эксперимент  по   попытке выявления   этого  самого    клеточного  интеллекта. Где   искать  будем ?

Для начала - в клетках  мозга.

[Игорь Антонов]

Очень жаль, что уважаемый Михаил Лобанов "повелся" на вашу удочку, начав приводить курьезные примеры.

Кстати, Юрич, вы явно недооцениваете то место, которое занимает хвостатый мальчик в миросозерцании Михаила Лобанова, где он  олицетворяет собой эволюционные поиски природы. Михаил называет его "любимый хвостатый мальчик" и заявляет "Хвостатый мальчик — хороший пример образования новых органов".

[Питер]

Игорь,   а  напишите  письмо  в  редакцию Journal  of  Molecular  Evolution и   объясните  им,  что  они   все  там   фиг  знают  чем  занимаются ?  А  вовсе  не  молекулярными  механизмами  эволюции ?

Кстати,   идея     крупных  структурных  перестроек  генома  никак  не   противорпечит  ни  дарвинизму,   ни  СТЭ.  Ни  там.  ни  там  не  наложены  ограничения  на  тип  и  величину  мутаций  -   речь  идет  лишь  о  СЛУЧАЙНОМ  их   возникновении  и  последующем ОТБОРЕ  вариантов.

[Игорь Антонов]

Игорь,   а  напишите  письмо  в  редакцию Journal  of  Molecular  Evolution и   объясните  им,  что  они   все  там   фиг  знают  чем  занимаются ?  А  вовсе  не  молекулярными  механизмами  эволюции ?

Питер,
во-первых, существование журнала с каким бы то ни было  названием - это вообще не  аргумент.
во-вторых, вы должны быть в курсе, что эволюция молекул и эволюция организмов - это две большие разницы.

Кстати,   идея     крупных  структурных  перестроек  генома  никак  не   противорпечит  ни  дарвинизму,   ни  СТЭ.  Ни  там.  ни  там  не  наложены  ограничения  на  тип  и  величину  мутаций  -   речь  идет  лишь  о  СЛУЧАЙНОМ  их   возникновении  и  последующем ОТБОРЕ  вариантов.

Противоречит, Питер, противоречит. Не стоит отрицать факт, который  является общим местом всех изложений СТЭ. Гранта почитайте,  Иорданского и т.д.

Из основополагающих постулатов СТЭ по Н.Н.Воронцову:

1. Материалом для эволюции служат, как правило, очень мелкие, но дискретные изменения наследственности - мутации. Мутационная изменчивость - поставщик материала для естественного отбора - носит случайный характер.

2. Основным или даже единственным движущим фактором эволюции является естественный отбор, основанный на отборе (селекции) случайных и мелких мутаций.

[pavel]

Игорь
«Небольшое» замечание. Молекулярные механизмы эволюции (=на уровне генома) и эволюция молекул – тоже две большие разницы.  :roll:
А идея крупных перестроек генома действительно не противоречит ни дарвинизму, ни СТЭ. Могут быть мутации как на уровне одной хромосомы, так и нескольких, причем коррелированно.

[Игорь Антонов]

«Небольшое» замечание. Молекулярные механизмы эволюции (=на уровне генома) и эволюция молекул – тоже две большие разницы.

http://www.bionet.nsc.ru/chair/cib/lectures/2003_2_biol/lec1/img1.html

[pavel]

Игорь
Еще раз: молекулярные механизмы эволюции – механизмы изменения генома (я думаю Питер и имел это ввиду), под эволюцией молекул обычно подразумевают процесс возникновения жизни (так называемая химическая эволюция).  :evil: