Digital October

Микроб настроения. Миф или реальность? Лекция Микроб настроения. Миф или реальность? рамках проекта Science Mondays

AR/VR Gamedev Moscow Конференция AR/VR Gamedev Moscow

конференция-выставка по использованию технологий дополненной

Большой Разговор Школы Великих Книг Лекция Большой Разговор Школы Великих Книг

Большой Разговор по книге Эдварда Люттвака

Евгений Кунин. Эволюция, которой мы не знали

Important
31 октября 2013, 19:00 лекция

трансляция мероприятия

31 октября известный эволюционный биолог, ведущий сотрудник NCBI (США) и самый цитируемый ученый с постсоветского пространства прочел лекцию в рамках бесплатного просветительского проекта Knowledge Stream от центра Digital October.

«Мне кажется, что учение об эволюции – именно тот раздел, который нам вскоре потребуется переписать в учебниках по биологии.

Можно сказать, что в этой области сегодня действует закон Мура – каждые два года число изученных геномов удваивается. С конца 1990-х, когда мы получили возможность сравнивать любые геномы, а также начали исследовать геном человека, мы получаем все больше и больше интересных данных, не вписывающихся в привычные рамки.

Давайте посмотрим, какие из известных постулатов мы можем пересмотреть

в сторону того, что я называю постмодернистской версией эволюции. Все ли они актуальны сегодня? Некоторые из утверждений, о которых я буду говорить, принадлежат еще Дарвину, некоторые появились значительно позже, но все они входят в так называемую синтетическую теорию эволюции.

Еще Дарвин учил, что эволюция происходит за счет сохранения случайных мутаций. Так, да не совсем. Сегодня мы видим, что многие значимые вариации, наоборот, имеют направленный характер. Они скорее ламарковские. И это сигнал к тому, что новая теория эволюции – она где-то рядом, за углом, и уже требует от нас принятия того же детерменизма.

Теория Дарвина при этом не будет выброшена на свалку истории,

несмотря на всю критику. Однако, как я покажу, она – лишь кирпичик в фундаменте нашего знания о развитии жизни.

Мои коллеги доказали широкое распространение явлений, о которых писал Ламарк, когда нашли у бактерий и архей систему адаптивного иммунитета. Заметьте, насколько фантастически она устроена: распознав образцы чужеродной ДНК (вируса), она вырезает небольшой, но существенный ее кусочек, и врезает в хромосому бактерии. А дальше этот участок цепи перезаписывается и становится наследуемым.

CRISPR/Cas – так она называется, на мой взгляд, служит доказательством правоты Ламарка. Здесь важно понимать, что ни один эволюционный режим никогда не работает на 100% предсказуемо: не все клетки, столкнувшиеся с бактериофагом, будут выживать; но в масштабах популяции это работает.

Попрощаемся с идеей случайности мутаций.

Открытие этого механизма привлекло внимание ученых к ряду других явлений, встречающихся на разных уровнях. Например, тому, как закрепляются мутации. Во многих учебниках до сих по приводится утверждение Дарвина, что изменения происходят и закрепляются ничтожно маленькими шагами. Оно неверно. Сегодня мы знаем случаи дублирования всего генома или изменения значительного его участка, которые ну никак не описываются этим постулатом.

Мы знаем, что на любом уровне «вселенной генов» можно выделить как ряд ключевых, так множество тех генов, которые можно без ущерба и сожаления потерять в процессе мутации.

И я хотел бы поделиться свежими, еще даже не опубликованными результатами

исследований, которыми занимается моя группа. Проведенное нами математическое моделирование показывает, что суммарные размеры всего набора генов, отличных до степени несмешения, довольно мала – около миллиона протеинов.

Но вернемся к закреплению изменений. Долгое время считалось, что оно и только оно служит двигателем эволюции. Это процесс важный, но мы должны признать, что есть масса других, не менее важных – и не связанных с естественным отбором.

Эволюционная траектория популяции в принципе может спускаться вниз, но после этого также может подняться на более высокий уровень. Это явление, получившее название эволюционного дрейфа, до сих пор плохо укладывается в существующие теории. Уже в этом веке Майкл Линч показал, что изменения, отвечающие за выработку более сложных форм жизни, возникли под воздействием генетического дрейфа.

Еще одна популярная идея – эволюционные процессы не менялись за все время, что жизнь развивается на Земле.

Но посмотрите! Большинство клеточных – и мы с вами – имеют митохондрии. Некоторые эукариоты их не имеют, и поэтому долго считалось, что они и есть самые древние формы жизни. Однако недавно выяснилось, что все эти простейшие клеточные на самом деле несут митрохондриальные гены. А, значит, адаптивные процессы, которые мы не наблюдаем в повседневном режиме, очевидно, могли сыграть важную роль на каких-то ограниченных по времени этапах их эволюции.

И тут мы доходим до известного утверждения, что эволюция ведет к появлению все более и более сложных организмов. Но ничто сегодня не поддерживает мнение о том, что прогресс обязательно ведет к усложнению. Реконструируя эволюцию архей, мы наблюдаем, что с годами из генома, наоборот, удаляется ненужный материал. В большинстве случаев и с эукариотами мы можем говорить о потере генетического материала.

К сожалению, и Древо жизни – миф,

который нужно развенчать. Опираясь на статистически методы, мы можем говорить уже о некоем количестве таких вот Деревьев – то есть это уже целый лес эволюционной жизни получается. Но в чем у нас пока не пока оснований сомневаться – так это в некоем нашем общем предке».

Бесплатное участие в лекции стало возможным благодаря генеральному партнеру проекта Knowledge Stream – компании «Ростелеком».

Презентация Евгения Кунина для Knowledge Stream:

генеральный партнер проекта

Ростелеком

образовательный партнер

Биотехнологии будущего

контакты

119072, Москва, Берсеневская набережная, 6, стр.3

+7 (499) 963–31–10
+7 (985) 766–19–25
do@digitaloctober.com