Интересуюсь палеонтологией, особенно систематикой животных, особенно хордовых, особенно тетрапод... Не имею никакого образования связанного с темой – так что с биологией, геологией и палеонтологией знаком по большей части по научно-популярным книгам и статьям. Поэтому сразу прошу прощения за возможные неточности в формулировках, либо за явные ошибки.
Отмечу, что моё знание систематики по большей части ограничено архивом Mikko Haaramo и с чем-то помимо кладистики я знаком слабо. Сайт «Проблемы эволюции» открыл для себя только вчера, чем и породил для себя некоторое количество вопросов. Особенно озадачила возможность горизонтального переноса генов...
Вот, допустим, такой пример. Появились в раннем эоцене такие хищники, как нимравиды. Жили-были, процветали, но в миоцене появились настоящие кошки, которые позже вытеснили нимравид. Семейства родственные, но почему-то нимравиды как две капли воды похожи на саблезубых кошек, причём похожи так, что раньше их считали одним подсемейством кошачьих. А теперь считается, что ложные саблезубые кошки отстоят от настоящих даже дальше, чем мангусты. Возникает вопрос: каким образом возникла такая поразительная схожесть у довольно дальних родственников?
По идее, у этих семейств общая генетическая база, то есть кошки просто повторили эволюцию нимравид за счёт того, что в их генах уже были заложены все эти приспособления вроде характерной формы черепа, скелета и верхних клыков в частности. И, как я понимаю, теоретически возможна эволюция очень похожих на каких-нибудь смилодонов животных из той же фоссы, которая так же далека от нимравид, как и кошки, но кошкой не является.
Первый вопрос: Если это возможно, то почему параллелизм расходится с дарвиновской теорией?
Предположу, что я всё-таки неправ и признаки в зачаточном состоянии передаются редко либо вообще не передаются. Кошки и нимравиды существовали параллельно, а значит, мог иметь место горизонтальный перенос генов посредством какого-либо вируса. При высокой схожести генома это должно быть вполне реально – новые молекулы ДНК могут оказаться вполне «жизнеспособными».
Второй вопрос: Но если это реально, то почему горизонтальный перенос не считается одной из важнейших видообразующих сил, а считается чем-то маловероятным и редко встречающимся?
интересный пост!
мне тоже любопытно прочитать ответ специалистов будет :с)
(в принципе, аналоги могут иногда формироваться и без переноса генов, просто сходные ниши: тилацин и шакал, тилакосмил и мегантереон. хотя, конечно, на общей базе или с переносом все быстрее)
Цитата: "diletant"Первый вопрос: Если это возможно, то почему параллелизм расходится с дарвиновской теорией?
IMHO, не расходится. Конвергенция, параллелизмы... Всё это имеет место и никакого расхождения с теорией эволюции в этом нет.
Параллелизмы и их эволюционное значение (http://macroevolution.narod.ru/tatparal.htm)
Вот и мне кажется, что никакого расхождения с теорией эволюции тут нет, но чем тогда в этом плане ученых не устраивает синтетическая теория? Зачем нужно придумывать что-то ещё, если противоречий нет?
Спасибо за ссылку, интересно было почитать, хотя ответов на свои вопросы я там не нашёл.
Возник ещё вопрос, созвучный с предыдущими. На сайте я несколько раз встречал критику Александра Маркова в адрес кладистики. В качестве примера приводится происхождение млекопитающих. Суть такова, что млекопитающие произошли не от одного вида рептилий, а от нескольких родственных, и, по правилам кладистики, их нужно разбить на несколько классов, несмотря на то, что они очень схожи морфологически. Не могу понять, а почему бы их и не разбить на парочку классов? Какие препятствия? То, что они молоком детёнышей кормят, и поэтому называются млекопитающими? Но ведь разделение групп млекопитающих произошло задолго до того, как они стали представителями нового класса. Тогда нужно либо объединить зверозубых рептилий с млекопитающими в один таксон, либо разделить зверей на несколько классов. Зачем нужны «сборные» таксоны вроде того же отряда дневных хищных птиц, где далеко не родственные виды долгое время были объединены в одну кучу? По-моему, это вносит большую путаницу в систематику.
Насколько я понимаю, наследование генов от прямого предка играет гораздо более важную роль, чем возможный горизонтальный перенос, а поэтому кладистика вполне правильно отображает эволюционный процесс.
Собственно вопрос: зачем пытаться переделать существующую ныне (и довольно строгую) систему, где у каждого таксона может быть только один предок, и превращать эволюционное «дерево» в «сеть», если горизонтальный перенос не так уж явно воздействует на эволюционное развитие?
Цитата: "diletant"Вот и мне кажется, что никакого расхождения с теорией эволюции тут нет, но чем тогда в этом плане ученых не устраивает синтетическая теория? Зачем нужно придумывать что-то ещё, если противоречий нет?
По-моему, ученых она вполне устраивает. Вот именно, что незачем.
Цитата: "diletant"Но ведь разделение групп млекопитающих произошло задолго до того, как они стали представителями нового класса.
Как это?..
Цитироватьразделение групп млекопитающих произошло задолго до того, как они стали представителями нового класса.
Ну да. Вы имеете в виду, что процессы маммализации зверозубых "парарептилий" шли одновременно широким фронтом в самых разных группых этих палеозойских существ? - Примерно, как параллельная орнитизация многих линий динозавров позднее. Или попытка выбраться на сушу - среди многих групп кистеперых рыб ранее.
Вроде бы, именно так и было, и более того - современные подклассы млекопитающих действительно произошли от разных зверозубых ящеров, а не просто "остановились на разном уровне развития". - Т.е. яйцекладущие млеки, сумчатые и плацентарные - не просто разные стадии процесса маммализации, а вообще разные ветви и друг другу прямо не родствены. Это альтернативные варианты, а не последоваттельные. - Насколько я понимаю.
Вообще интересная темматика. Затронут и горизонтальный перенос генов и проблемы кладизма.
По поводу параллелизма посмотрите в библиотеке сайта работы Мейена:
Беседа А.Ю.Розанова и С.В.Мейеном о роли факторов среды в эволюции (Знание-Сила, 1968. №2).
С.В.Мейен. Дальновидная амблистома, или шаг назад, два шага вперед. Об эволюционной роли неотении (отбрасывание взрослой стадии, переход к размножению на стадии личинки). (Знание-Сила, 1968. №1).
С.В.Мейен. Где ты был, Адам? О выходе растений на сушу. (Знание-Сила, 1968. №11).
С.В.Мейен. Корова и сено. К общему предку. Поиск общего предка растений и животных. (Знание-Сила, 1970. №2).
С.В.Мейен. Путь к новому синтезу, или куда ведут гомологические ряды? О роли закона гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И.Вавилова в построении новой системной теории эволюции. (Знание-Сила, 1972. №8).
Сейчас, правда зашел на сайт - сноски не открываются, надеюсь это временная проблема. Мейекен как раз один ин тех, кого в СТЭ, насколько я понимаю, не все устраивало.
О кладизме. Тут
http://www.palaeoentomolog.ru/Publ/Rasn/methodology.html
статья А.П. Расницина
ПРОЦЕСС ЭВОЛЮЦИИ И МЕТОДОЛОГИЯ СИСТЕМАТИКИ
Думаю, Вам будет интересно ее прочитать. Как я понимаю, на самом деле все не так просто. В конце концов кладистика не учитывает никак степень изменения разошедшихся таксонов.
В классическом кладизме многих не устраивают, прежде всего, следующие вещи:
1) Использование принципа парсимонии (максимальной экономии) при построении филогенетических реконструкций. При этом "экономятся" изо всех сил в первую очередь параллелизмы. Но никто не доказал, что эволюция всегда стремится делать свое дело наиболее "экономным" путем. Никто не доказал, что древо с минимумом параллелизмов - самое вероятное. Похоже, как раз наоборот, параллелизмы - это правило, а не исключение.
2) Попытки отменить "парафилетические" таксоны. Значит, если птицы произошли от архозавров, то архозавры уже не таксон! Или надо включить в них и птиц, тогда они снова станут таксоном. И кому нужны такие таксоны? Это, конечно, дело формальное, но уж очень неудобно с такими кладистическими таксонами дело иметь.
3) Убежденность, что "хорошая" реконструкция непременно должна включать только дихотомии. А если из одной точки сразу три или четыре ветви - плохо, "неразрешенная" кладограмма, нужно дорабатывать. Между тем вполне возможно, что эволюция иногда именно так и идет - от одной предковой популяции сразу (или с очень небольшими промежутками) отделяется несколько ветвей. Особенно в начале становления крупных таксонов, во время адаптивной радиации.
Что касается горизонтального переноса, то он, похоже, все-таки иногда (очень редко) происходит у животных. Но зато - кто знает - может быть "редко да метко". В последнее время что-то слишком часто, когда генетики докапываются до какого-нибудь гена, связанного с крупным ароморфозом, то происхождение этого гена оказывается связано с мобильными элементами - транспозонами и ретротранспозонами. А по крайней мере для некоторых ретротранспозонов показана возможность эпизодического горизонтального переноса (т.е. иногда они могут вести себя подобно обычным вирусам). Три примера - в новости, которую я только что написал и послал на elementy.ru, должны скоро вывесить. Это гены теломеразы (бывший ретротранспозон), RAG-гены (бывшие транспозазы) и вот теперь еще - нашли ген, который, возможно, сыграл важную роль в развитии плацентарности. Тоже ретротранспозонного происхождения.
Ну, и еще межвидовая гибридизация. По-видимому, эпизодический обмен генами между видами в пределах рода - не исключение, а правило. Есть примеры и межродового обмена. С этим тоже связаны большие трудности в последовательном применении принципа строгой монофилии.
Александр, а можно ли договориться о терминах ?
То есть об определении горизонтального переноса. Если под этим понимать использование организмом в своих целях последовательностей вирусов (то есть ретровирусные блоки в геномах) - то таки да, он есть.
Но если пож этим понимать перенос гена от вида А к виду В с использованием какого-то транспорта (вируса, бактерии, демона Максвела) - то скорее нет чем да.
Кстати, два слова в сторону. Про АРОЕ из элементов - очень древняя новость. Например, вот это из 1998 года - PMID 9508061. Про плохой 4 аллель уже и наши врачи выучили и требуют его массово тестировать.
Цитата: "Питер"Александр, а можно ли договориться о терминах ?
То есть об определении горизонтального переноса. Если под этим понимать использование организмом в своих целях последовательностей вирусов (то есть ретровирусные блоки в геномах) - то таки да, он есть.
Но если пож этим понимать перенос гена от вида А к виду В с использованием какого-то транспорта (вируса, бактерии, демона Максвела) - то скорее нет чем да.
Кстати, два слова в сторону. Про АРОЕ из элементов - очень древняя новость. Например, вот это из 1998 года - PMID 9508061. Про плохой 4 аллель уже и наши врачи выучили и требуют его массово тестировать.
"Скорее нет, чем да" - верно, сейчас пока такая картина, но, может быть, просто еще не найдены эти случаи. Ведь их не так-то просто идентифицировать.
Я в данном случае имел в виду самое широкое понимание горизонтального переноса - то есть передача генов от одного организма другому в том случае, когда реципиент не является прямым потомком донора и/или они относятся к разным видам. Хотелось бы включить сюда и возможные случаи притока генов от близкородственных видов в результате эпизодической гибридизации.
Что касается новости про APOE - да, конечно, связь этого гена с болезнью Альцгеймера давно известна. "Новостной повод" в данном случае состоял всего лишь в том, что был сделан доклад об этом. Это дает формальное право рассказать в ленте новостей о чем-то интересненьком. В докладе рассказывалось о результатах конкретного исследования (которое, впрочем, по-видимому, тоже не слишком новое - в статье 2002 г. все эти результаты уже описаны). Но я не думаю, что более 1% читателей что-либо слышали об этих исследованиях или о гене АРОЕ, так что для них это будет новость.
По этой логике и образование митохондрий - пример горизонтального переноса генов. Все-таки определение оно и есть определение ..
В принципе найти такие события будет вполне возможно - когда будет секвенировано больше геномов. Признаки такой перенесенной последовательности достаточно очевидны - фланкирование повторами, относительно короткие последовательности, скорее всего не содержащие интронов, гомологичные ДНК отдаленных видов. Главная проблема на пути переноса - ни одна природная система не умеет такскать на себе большие блоки ДНК. Да, все сказанное - про эукариот, у про - совсем другая история.