Могла ли эволюция создать "биологические часы"?

[Роман Джиров]

про человека не знаю (думаю нет) но у кого-то есть кусок y-хромосомы, гомологичный Х

И работает? Чет я сомневаюсь. А у кого он есть, этот кусок, не подскажете, почитать хочу как это работает.

[DNAoidea]

да в том-то и дело, что слышал это когда на лекции по генетики, уже не помню детали...
но по большому счёту - не важно как там раскиданы по геному гаплоидные куски, суть в том, что они есть

[augustina]

Рассмотрим, например, программу для игры в шахматы....... 
Так вот:  мне трудно понять возникновение механизма принудительной самоликвидации в рамках эволюции во имя дальнейшего развития. Предлагаю не обсуждать здесь «зачем» - КАК Природа пришла к этому? 

"Природа" никуда и не приходила...
Для самовоспроизводства клеток индивида нужна точная (не искажающаяся) информация. А где такая информация может хранится? Нигде, кроме как в самой же клетке...Но в процессе самообновления организма накапливаются мутационные ошибки, которые "перетаскиваются" в потомственные клетки. Информационные искажения растут как снежный ком и при превышении некого порога наступает такая ситуация, когда организм (как целое) уже не может самообновиться. Функция какого то органа(нов) перестаёт выполняться, и организм гибнет.
Половые клетки не участвуют в процессе самообновления организма, а потому передаются потомству с минимумом информационных искажений.

Кстати, есть и другие механизмы, не позволяющие существовать ненужным индивидам. У пчел, например, трутней уничтожает сам социум. Трутни могли бы жить столько же, сколько и рабочие пчёлы, но после оплодотворения матки "скрипач не нужен", так как пользы уже не приносит, а ресурсы улья потребляет.

[Макроассемблер]

Кстати у социальных насекомых невоспроизводящиеся рабочие умирают от старости гораздо быстрее, чем плодящиеся матки, что как-то совсем не вписывается в гипотезу Вейсмана.

[augustina]

Кстати у социальных насекомых невоспроизводящиеся рабочие умирают от старости гораздо быстрее, чем плодящиеся матки, что как-то совсем не вписывается в гипотезу Вейсмана.

Не вписываются потому, что акцент сделан не на ТО.

Естественная смерть возникла у Metazoa (многоклеточных животных) из-за дифференциации двух категорий элементов: клеток размножения, или зародышевых (яйцеклетки, спермин), потенциально бессмертных, предназначенных для увековечения вида, и клеток сомы, или тела, по существу обреченных на смерть не только случайно, но и в силу непреложных законов. Эта неизбежная смерть берет свое начало от разделения труда, вызвавшего клеточную дифференциацию, приспособленную к органической деятельности (нервные клетки, мышечные и железистые элементы и т. д.), и влечет за собой утрату зародышевой, или наследственной, плазмы, локализованной исключительно, как мы говорили, в яйцеклетке и спермин.

В этой фразе он говорит, по сути, о том же. Только информационную составляющую обновляющейся клетки называет "зародышевой, или наследственной, плазмой"...
"Непреложным законом" смерти здесь является неустранимость накопления информационных ошибок при самовоспроизведении.
И ещё: зародышевые (яйцеклетки, спермин), которые он считает потенциально бессмертными - так же подвергаются воздействиям, вызывающим информационные ошибки. Это, собственно, и есть мутагенез.

[Роман Джиров]

Кстати у социальных насекомых невоспроизводящиеся рабочие умирают от старости гораздо быстрее, чем плодящиеся матки, что как-то совсем не вписывается в гипотезу Вейсмана.

Никак нет, меньшая продолжительность жизни рабочих никак не противоречит гипотезе. У социальных насекомых, как минимум у пчел, о которых я могу говорить совершенно уверенно, смерть рабочих особей абсолютно соответствует гипотезе Вейсмана.
Более того- смерть особей определенного возраста может "отодвигаться" или "приближаться" в зависимости от потребностей колонии. И умирают они всегда, когда их более "невыгодно" поддерживать в живых.

[Макроассемблер]

Почему? Вы хотите сказать что рабочие особи умирают, когда матка переходит на производство потомства с запаса спермы следующего самца?

[Роман Джиров]

При переходе матки на запас спермы от другого самца ничего не меняется.

Нет. Рабочие пчелы могут самостоятельно изменять продолжительность своей жизни, удлинять ее, изменяя свой рацион, переходя с углеводистой пищи на белковую. В результате такого регулирования рабочая пчела может жить от примерно 25-30 дней минимум(это обычная продолжительность жизни в активный период) до примерно года а то и полутора максимум, если создать специфические условия, когда нет пополнения колонии молодыми особями. Т.е., продолжительность жизни может изменятся примерно в 12-20 раз!
А умирают они фактически от истощения организма, уморив себя голодом, от неупотребления белковой пищи, потому что нужно потратить больше пищи для продления жизни старой особи чем для того, чтоб вырастить молодую рабочую особь и поддержание жизни старых становится невыгодным.

Смысл всех этих умираний в том, что путем манипулирования численностью колонии в разные периоды года достигается адаптация под условия среды, в "бескормные" периоды мало "едоков" и запас меда не расходуется, а в благоприятный период семья может резко увеличить численность, гораздо более интенсивно, чем можно ожидать от прироста яйцекладки матки, за счет сокращения смертности и этот "демографический взрыв" в благоприятный период сезона позволяет размножится или собрать значительные запасы меда на неблагоприятный период. Как в экономике действует товар-деньги-товар, так здесь работает мед-пчелы-мед. 
Численность особей в колонии пчел в норме варьируется от примерно 10 000 особей до 150 000 особей, и изменятся их количество может очень резко, в течение буквально недели-другой количество особей может уменьшится в разы при хорошем медосборе, когда они буквально работают до полного изнеможения, до смерти, но при этом сильная семья может собрать запас меда достаточный примерно на год а то и более за этот короткий период.
А если семья готовится к размножению, роению, то также за неделю-другую она может примерно в 2 раза резко наростить численность особей без всякого изменения в количестве выведения молодых пчел, за счет почти полного исключения смертности взрослых особей. Они начинают хорошо питаться и мало работают, наращивается масса мышц и жирового тела в организме, и физиологически они становятся идентичны молодым, только что выведенным пчелам. Только по износу крыльев и потере волосков (ибо хитиновые части не регенерируют) можно отличить такую пчелу от молодой.

Естественно- это инстинктивная программа, а не сознательная жертва для блага колонии.
Смерть- как приспособление, позволяющее адаптироваться к среде, вполне получается в духе гипотезы Вейсмана.

[augustina]

Смерть- как приспособление, позволяющее адаптироваться к среде, вполне получается в духе гипотезы Вейсмана.

Скажите пожалуйста, а изучены ли механизмы регулирования продолжительности жизни? Понятно, что он действует из за регулирования скорости метаболизма, но как включается/выключается у пчел чувство голода? Ведь по идее, когда пчела "настроилась" на "суицид", это не должно вызывать в её нервной системе чувство дискомфорта от нехватки пищи...

[Роман Джиров]

изучены ли механизмы регулирования продолжительности жизни

Детально, если Вы о механизмах включения-выключения такого поведения- не изучены, насколько то мне известно.
В общих чертах все более-менее изучено, регуляция эта гормональная, гормоны вырабатываются маткой, самими пчелами и личинками, выработка гормонов есть реакция зависящая от возраста особи, ее физиологического состояния, от давления факторов внешней среды, температуры там, длинны светового дня, уровня медосбора и т.п., от воздействия феромонов, которые вырабатываются в ответ на влияние факторов среды. Передаются гормоны между особями семьи при актах взаимного кормления в основном, и изменения в уровне содержания тех или иных гормонов и регулирует поведение отдельных особей и колонии, как одного целого.   Но поскольку факторов действующих очень много, участников регуляции тоже много - все особи улья, то система получается такая сложная, что там черт ногу сломит. Докапываться до истины там будет нелегко. А поскольку глубокие исследования в этой области не сулят хоть сколько нибудь значительной финансовой отдачи, да и само пчеловодство не занимает заметного места в экономике, то и никто этим толком не занимается, такими тонкостями.

[Роман Джиров]

когда пчела "настроилась" на "суицид", это не должно вызывать в её нервной системе чувство дискомфорта от нехватки пищи

Когда за ними понаблюдаешь, то кажется что отдельные пчелы просто биороботы, с совершенно четкой и тупо заданной программой поведения. Безмозглые совершенно, вряд ли приходится говорить о "чувстве дискомфорта" у них. Слово "чувства" по моему мнению совершенно неприменимо к пчелам, насекомым вообще, даже в том смысле, что "чувство голода". Слово "чувство" как-то ассоциируется с разумностью, умственной деятельностью. То есть что-то такое у них есть, у насекомых, но оно как мне кажется насколько непохоже на аналогичное "чувство голода" у млекопитающих, например, у какой-нибудь мыши к примеру... Наверное только слово "рефлекс" правильно употреблять.
А вот семья как целое- уже проявляет некую разумность коллективную, даже удивительную разумность по сравнению с безмозглостью отдельных особей. Но это очень специфическая такая разумность, коллективная, поэтому и там никакими чувствами и не пахнет. Хотя на бытовом уровне массово гуляют всякие байки о пчелах, привязавшихся к своему пчеловоду, о том как они грустят в случае его смерти и тому подобный бред.

[Макроассемблер]

Т.е., продолжительность жизни может изменятся примерно в 12-20 раз!

Да хоть в миллион раз, эта величина не имеет никакого значения. Плодящаяся матка все равно живет в несколько раз дольше. Я, кстати не нашел сведений о том что рабочие пчелы могут жить до полутора лет.

Смерть- как приспособление, позволяющее адаптироваться к среде, вполне получается в духе гипотезы Вейсмана.

А гипотеза Вейсмана разве о том? Она же о том, что старение особей ускоряет эволюцию. А то, что Вы написали - это антагонистическая плейотропия.

[Роман Джиров]

До полутора лет- это в особых условиях. В семьях где погибла матка и нет приплода нового поколения, соответственно. В таких условиях и наблюдается подобное, у рабочих пчел, они продлевают свою жизнь так долго, как могут, потребляя много белка и мало работая, но это ненормальные, исключительные условия, и только в теплом климате такое возможно, и при условии если человек удаляет из семьи яйца маток-трутовок, чтобы пчелы не изнашивались выкармливая расплод, а в умеренном климате- пчелы выведенные осенью и потерявшие зимой матку могут дожить до следующей зимы, которую уже не могут пережить из-за слишком малой численности колонии. Т.е. в умеренном климате максимум это год с небольшим жизни, пчелы осеннего вывода доживут до следующей зимы. Речь именно о предельном сроке жизни, о абсолютном максимуме для рабочей пчелы в особых условиях, а не о нормальной продолжительности.

Некоторые рабочие пчелы могут в таких условиях, когда семья потеряла матку и не может вывести новую, превращаться в т.н. "маток-трутовок", у них развиваются яичники и они начинают откладывать неоплодотворенные яйца, из которых выводятся трутни, так такие пчелы, "матки-трутовки", если поддерживать семью от вымирания исскуственно, добавляя в нее молодых пчел, чтобы за ними было кому ухаживать и кормить специальным кормом для маток- т.н. "маточкиным молочком", которое вырабатывается специальными железами рабочих пчел, могут и несколько лет прожить, совершено как настоящие матки. Все зависит от питания.

А в обычных, нормальных условиях- рабочие пчелы живут максимум до 8-9 месяцев, это зимующее поколение в условиях умеренного климата.

А гипотеза Вейсмана разве о том? Она же о том, что старение особей ускоряет эволюцию.

Разве Вейсман говорил что либо о ускорении эволюции? Значит я ошибался, я такого не знал.

А разве его гипотеза не о том, что:

" смерть есть эволюционно возникшая адаптация для исключения старых изношенных особей с целью освобождения жизненного пространства и ресурсов молодым поколениям"
http://ru.wikipedia.org/wiki/Феноптоз

? Но спорить не буду, я не знаю достаточно.

Вот мы и видим у пчел- есть новые поколения то старые вымирают, нет новых поколений- старые живут в десятки раз дольше. Смерть, как адаптация к окружающей среде. Я думал это и есть то, о чем гипотеза Вейсмана.

P.S.
Вот, кстати, прочитал по теме интересную статью: "Феноптоз, или Запрограммированная смерть организма", академик В. П. Скулачев
http://elementy.ru/lib/25551
так там есть цитата из Вейсмана:

Мысль о том, что старение как завершающий этап индивидуального развития организма может быть запрограммировано, высказал Август Вейсман в своей знаменитой лекции 1881 года. Вот отрывок из нее: «Я рассматриваю смерть не как первичную необходимость, а как нечто, приобретенное вторично в процессе адаптации. Я полагаю, что жизнь имеет фиксированную продолжительность не потому, что по природе своей не может быть неограниченной, а потому, что неограниченное существование индивидуумов было бы роскошью без какой-либо проистекающей из нее выгоды... Изношенные индивидуумы не только бесполезны для вида, но даже вредны, поскольку они занимают место тех, кто здоров».

[augustina]

изучены ли механизмы регулирования продолжительности жизни

Детально, если Вы о механизмах включения-выключения такого поведения- не изучены, насколько то мне известно.
В общих чертах все более-менее изучено, регуляция эта гормональная, гормоны вырабатываются маткой, самими пчелами и личинками, выработка гормонов есть реакция зависящая от возраста особи...

Спасибо, я так и предполагала, Вы лишь подтвердили мои догадки.
У человека тоже наблюдается нечто подобное: если человек потребляет калорий больше, чем расходует, то начинается ожирение, но если голодает, то сбой гормонального баланса угнетает чувство голода настолько, что наступает анорексия, и человек может погибнуть от дистрофии.

[augustina]

Изношенные индивидуумы не только бесполезны для вида, но даже вредны, поскольку они занимают место тех, кто здоров

Вполне логично.
А механизмы, видимо, всевозможные и разные. Не исключено, что у людей есть механизм, "намеренно" (генетически обусловлено) вносящий информационные искажения в самовоспроизводящиеся соматические клетки, таким образом ограничивая продолжительность жизни индивида.
Но я не думаю, что даже найдя эти механизмы, можно было бы сделать человека бессмертным.
Естественные (не намеренные) информационные искажения все равно будут происходить. А вот продление в 2-3 раза существующей продолжительности - вполне реально.