И ещё немного эволюционной биологии

[Lekteris]

elementy.ru/news?newsid=432280

Предсказуемый рост приспособленности достигается непредсказуемыми путями

«Американские биологи провели эволюционный эксперимент, в ходе которого 640 линий дрожжей, происходящих от 64 генетически различающихся клеток-основателей, приспосабливались к одним и тем же условиям в течение 500 поколений. Рост приспособленности в подопытных линиях шел тем быстрее, чем ниже была исходная приспособленность основателя. В результате к концу эксперимента различия по приспособленности сгладились. Наборы полезных мутаций, закрепившиеся в разных линиях, не зависели от исходного генотипа и оказались разными на нуклеотидном уровне, хотя многие из них затронули одни и те же гены. Исследование не выявило специфических взаимодействий между мутациями, но показало, что полезность одной и той же мутации убывает с ростом общей приспособленности генотипа.»

(На «Элементах» (ссылка дана выше) наличествует очень хорошая обзорная статья с разбором исследования, очень рекомендую прочесть - это позволит лучше понять англоязычную статью.)

Epistatic interactions between mutations can make evolutionary trajectories contingent on the chance occurrence of initial mutations. We used experimental evolution in Saccharomyces cerevisiae to quantify this contingency, finding differences in adaptability among 64 closely related genotypes. Despite these differences, sequencing of 104 evolved clones showed that initial genotype did not constrain future mutational trajectories. Instead, reconstructed combinations of mutations revealed a pattern of diminishing-returns epistasis: Beneficial mutations have consistently smaller effects in fitter backgrounds. Taken together, these results show that beneficial mutations affecting a variety of biological processes are globally coupled; they interact strongly, but only through their combined effect on fitness. As a consequence, fitness evolution follows a predictable trajectory even though sequence-level adaptation is stochastic.


Оригинал исследования на английском

@темы: Генетика, Биология

Comments

[Mallari]

Любопытно)

[Spiky]

кто-нибудь мог переиначить фразу "

полезность одной и той же мутации убывает с ростом общей приспособленности генотипа

", что это значит?

[Lekteris]

Что печально - в отличие от PNAS, ScienceMag требует платную подписку, и доступа к полной версии статьи нет - лишь abstract...

[Lekteris]

полезность одной и той же мутации убывает с ростом общей приспособленности генотипа

Попробуем так: по мере того, как увеличивается приспособленность генов организма к окружающей среде, полезность мутаций, которые происходят в этом организме, снижается (т.к. потребность в ней, судя по всему, уменьшается).

Но, быть может, сообщество читают профессиональные биологи и они разъяснят ситуацию точнее - я в этом деле не являюсь экспертом, к сожалению.

[Spiky]

Lekteris, спасибо, чуть более понятнее)

[Mallari]

Допустим есть рыба которая хорошо умеет прятаться, с возникновением хвоста и плавников которые помогают развивать большую скорость значение мутации позволяющей хорошо прятаться снижается).
Где-то так)

[Spiky]

Mallari, оооо))

[Mallari]

Spiky,

[Mallari]

Кстати, интересное следствие у этого примера есть), обьясняющее, почему общая приспособленость, в итоге, оказалась примерно равной)

[Spiky]

обьясняющее, почему общая приспособленость, в итоге, оказалась примерно равной)

мне опять непонятно)) биолог во мне умер, видимо, в зародыше)

[Mallari]

Spiky,
Я не биолог), так что не знаю, насколько моя догадка может быть близка к истине)
Мысль состоит и двух частей).
Прекрасной иллюстрацией к первой части является сам человек), приспособление организма к внешней среде, с моей точки зрения можно разделить на два аспекта первый - то как организм приспосабливается сам (та же маскировочная окраска у рыб) и второй - как он приспособливает/меняет внешнюю среду под себя (строительство нор, гнезд, использование неживой природы для маскировки, как у некоторых крабов-декораторов, если брать проявления не разумной деятельности).

отвлеченное)

Задаюсь вопросом, почему же рыбы при наличии практически неограниченного времени для эволющии вызванной естественным отбором не выстроили себе панцырь (ведь такой прецедент в истории нашей планеты уже был, а значит биологически возможен) или что нить ещё, после чего необходимость в гнезде бы отпала?
Почему человек не отрастил шерсть погуще вместо геноцида мамонтов и крупных рогатых?) / резкое изменение экологической обстановки человека оправдывает), но не сильно, не ему одному приходилось переживать трудные времена / кстати, в связи с этим рекомендую очень интересный сборник фильмов ВВС "Армагеддон животных")

Я к чему веду), видимо есть какой-то порог энергозатрат/сложности нового признака после которого проще выучить каждую отдельную собаку мяукать, чем вывести породу мяукающих собак).

Часть вторая мысли состоит в том, что действительно устойчивых внешних сред, которые одновременно допускаяют существование жизни в своих пределах почти нет) или нет вообще, так как даже существование бактерий в достаточном количестве приводит к существенному изменению химического состава вод и почв.
Следствием этого можно считать, что чем больше проходит времени тем больше изменяется среда, таким образом гипер приспособленность организма к какой либо составляющей внешней среды (и как следствие зависимость от неё), становится слабостью
В этих условиях лучший рецепт выживания - придерживаться золотой середины. Если ты достаточно быстр чтобы уплыть, тебе ненадо дальше развивать маскировку, если ты достаточно незаметен чтобы спрятаться, тебе не нужна более аэродинамическая форма тела).
Совершенствуются больше те кто ущемлен), достигнув относительно благополучного вида эволющия замедляется настолько что мы уже можем не замечать ее проявлеий)