Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Процесс расообразования




Читайте также:
  1. B) это составная часть общественного воспроизводства, отражающая те же стадии (фазы) процесса воспроизводства, но только со стороны движения инвестиционного капитала;
  2. B. C. Соловьёв о праве, государстве и историческом процессе.
  3. I. Повышение управляемости организации при внедрении процессного подхода.
  4. I. Процессуальные характеристики мышления.
  5. I. Состав строительного (монтажного, ремонтно-строительного) процесса
  6. II. 1. Системный подход к построению воспитательного процесса
  7. II. Начало процесса исторического развития общества.
  8. III. Технологическое проектирование строительных процессов.
  9. III.1.1) Формы уголовного процесса.
  10. IV.3.2) Виды легисакционного процесса.

Расообразование vs. Эволюция

 

Статья переведена и публикуется с любезного разрешения автора.

Автор: Мачей Гиертих[1], BA, MA - Оксфорд, PhD – Торонто, Dr. Habil. – Познань

 

 

Вступление

 

С тех пор как палеонтологи признали стазис( неизменное состояние ископаемого, независимо от нахождения в палеонтологической летописи) характерной чертой всех ископаемых[2], «общий предок» перестал быть центром внимания («недостающего звена» по-прежнему недостает). Главным предметом эволюционных дебатов стал сам эволюционный процесс. Наблюдаемый и воспроизводимый процесс расообразования, известный как микроэволюция, употребляют (точнее, злоупотребляют) в качестве примера небольшого эволюционного шага.[3][4]

 

Интересно, что в школьных учебниках, где обсуждается эволюция, основные аргументы теперь взяты не из области палеонтологии, а из популяционной генетики. Они сфокусированы на расообразовании. Разумеется, этот процесс хорошо известен, детально изучен и подтвержден для множества групп организмов. Также он подкреплен практикой селекционеров, которые постоянно выводят искусственные сорта и породы многих растений и животных для различных нужд человека. Как утверждается, совокупность такого знания о биологических расах поддерживает теорию эволюции. Я оспариваю такие выводы, и собираюсь объяснить почему.

 

Другой популярный постулат в школьных учебниках гласит, что новая генетическая информация создается путем мутаций, и что иногда происходят полезные мутации, которые можно считать ступенями эволюции. За неимением лучших примеров некоторые утверждают, что развитие устойчивости к искусственным химикатам свидетельствует о положительных мутациях, полезных для эволюционного процесса. Это заявление я также оспариваю, и в этой статье хочу показать, что такого рода адаптация к искусственным химикатам – не что иное как защитный механизм, сравнимый с лечением или иммунизацией, призванный защитить имеющиеся функции, а не создать новые.

 

Процесс расообразования

 

Вместо того чтобы начать обсуждение с предполагаемого «общего предка», я начну с того, что все мы можем наблюдать – с изменчивости популяций. Что бы мы ни увидели, оглянувшись вокруг – будь-то голубей на крыше или близлежащий еловый лес – мы наблюдаем разнообразие. Изменчивость – это биологический факт. Чуть позднее я рассмотрю источник этой изменчивости, а сейчас давайте обсудим, как из существующего разнообразия образуются подвиды. При этом совсем неважно, о каких организмах мы говорим – процесс одинаков для всех.



 

Роль изоляции. Возьмем гипотетическую популяцию (Рис. 1), вариабельную по гену А. Используемые символы показывают разнообразие внутри данной популяции. Пары аллелей означают диплоидные геномы. Числовые индексы обозначают 10 разных аллелей, где A0 – летальная аллель, так что вариант A0A0 в популяции не существует – особь умирает, не достигнув репродуктивного возраста. Другие особи либо гомозиготные (от каждого родителя унаследованы одинаковые аллели), либо гетерозиготные (от родителей унаследованы разные аллели). Общее число аллелей A0 в гетерозиготных особях представляет собой генетический груз – количество летальных генов в популяции.

 

Рис. 1 Разнообразная популяция вида.

 

Теперь представим, что по какой-то причине части этой популяции становятся изолированными.



 

Рис. 2 Изоляция частей популяции.

 

Изолированные популяции разнятся. Также изоляция подразумевает немногочисленность популяций – в каких-то поколениях больше, в других меньше, но в любом случае гораздо малочисленнее той, из которой они выделились. Вариабельность каждой из них меньше, чем у исходной популяции, и друг от друга они отличаются набором аллелей. В примере, показанном на Рис. 2, каждый фрагмент содержит лишь 5 аллелей - A1,A2,A3,A8,A9 и A2,A3,A4,A5,A7 - при этом только две общих аллели - A2 и A3. Во время минимальной численности популяции сокращение разнообразия будет максимальным. Из-за такого сокращения еще некоторые аллели могут исчезнуть, еще больше обедняя изолированную популяцию.

 

Рис. 3 Сокращение численности приводит к утрате разнообразия.

 

В малочисленной изолированной популяции всегда в какой-то мере случается инбридинг – близкородственное размножение. Это ведет к гомозиготизации – дальнейшему сокращению разнообразия. Так через несколько поколений будут утрачены еще несколько вариантов (аллелей). Это явление называется дрейф генов. Его можно сравнить с сокращением количества фамилий в изолированных человеческих популяциях – такое часто случается среди островитян, например в Карибском бассейне.

 

Рис. 4 Влияние инбридинга.

 

Именно такие процессы породили разнообразие вьюрков, которое наблюдал Дарвин на разных островах. Чрезвычайные бури могут перебрасывать птиц на дальние расстояния, куда они обычно не долетают. Если в результате этого птицы оказываются изолированными на различных островах, они дают начало популяциям, разнящимся от острова к острову. Дарвин видел такие отличия, в том числе разную форму клюва, и понял, что эта разница сохраняется за счет изоляции островных птиц.



 

Рис. 5 Вьюрки Дарвина.

Роль естественного отбора. Когда изолированные популяции оказываются в различной среде, они подвергаются разному селективному давлению. Никто не спорит, что именно Дарвину принадлежит честь за открытие роли естественного отбора в возникновении отличий. Можно усомниться в том, что вариации в форме клювов вьюрков объясняются исключительно разными условиями на Галапагосских островах (изоляция – уже достаточное объяснение), однако нет сомнений, что давление естественного отбора действует, создавая расовые отличия. Давайте снова рассмотрим это на примере наших гипотетических популяций:

 

Рис. 6 Действие естественного отбора.

 

Если в различной среде некоторые разновидности неспособны к выживанию, мы получим дальнейшее сокращение разнообразия в каждой популяции, и пропасть между ними будет расти. Отбор против одного гомозиготного диплоидного варианта в каждой популяции привел к тому, что между двумя условными популяциями осталось совсем мало общих аллелей.

 

Пяденица Biston betularia L.зачастую приводится в учебниках как пример естественного отбора. Пяденица обитает на березовой коре, которая обычно имеет серовато-белый цвет. Слишком темные пяденицы легко заметны для птиц, которые ими питаются, поэтому действует естественный отбор против особей с темной пигментацией. Светлые особи преобладают. Но в промышленных районах, где стволы берез были покрыты копотью, преобладать стали темные пяденицы, так как в этой среде они были менее уязвимы для птиц. Когда промышленность стала более чистой и бережной к экологии, кора берез снова стала белой, и светлые пяденицы снова стали доминировать. Очевидно, естественный отбор определяет, какой подвид будет преобладать в той или иной среде.

 

 

Рис. 7 Подвиды пяденицы березовой.

 

Пяденицы не были надежно изолированы, и как только изменялись условия среды, изменялась и популяция пядениц. Прекращение изоляции между дочерней и основной популяциями того или иного вида приводит к исчезновению специфичности изолированной популяции.

 

Другой пример, на который часто ссылаются учебники – способность растений приспосабливаться к промышленным отходам. Свежие отходы обычно неплодородны из-за содержания тяжелых металлов, губительных для растений. Однако через некоторое время отходы покрываются растительностью. Растения адаптируются к неблагоприятной почве. Это провозгласили эволюцией в действии. Но уже в течение более полувека мы знаем, что такая адаптация не является улучшением эволюционного масштаба. Например, у травы Festuca ovina L., колонизировавшей богатые свинцом отходы, переносимость этого металла стала доминантным признаком. Но на чистой почве существует очень сильный отбор против такой переносимости. Так, в нормальных условиях эта адаптация быстро утратилась благодаря естественному отбору – поэтому она едва ли может служить аргументом в пользу эволюции.

 

Недавно на конференции Папской академии наук, посвященной вопросам эволюции, профессор Луиджи Л. Кавалли-Сфорза[5] описал интересные результаты изучения отличий в группах крови и ДНК между изолированными популяциями людей (на Корсике, Оркнейских о-вах, в Басконии и т. д.). Он показал, что изоляция, дрейф генов, отбор и скрещивание оказывают важное влияние на формирование человеческих рас. Он предостерег, что стремление к чистоте расы контрпродуктивно с точки зрения биологии, так как порождает популяции с бедным генофондом. Так он предоставил свидетельство против эволюции человека. Несмотря на это, его труд был озаглавлен: «Эволюция человека как исторический процесс и ее движущие силы».

 

Следует сделать ударение на том, что расообразование не может служить примером небольшого шага на пути эволюции, и всякий, кто утверждает это – вводит в заблуждение.

Также слияние нескольких дочерних популяций - в случае исчезновения причины изоляции между ними - более или менее восстанавливает исходную популяцию.

 

Рис. 8 Восстановление разнообразия внутри популяции, следующее за прекращением изоляции.

 

Этот рост вариабельности в результате смешения изолированных групп также иногда постулируют как пример эволюции в действии.

 

Все, о чем говорилось выше, общеизвестно для популяционных генетиков. Очевидно, что природное расообразование – это следствие уменьшения генетической информации, а следовательно, является процессом, обратным эволюции. Рост разнообразия после смешения рас также обусловлен уже существующей вариабельностью, и при этом не создается новая генетическая информация.

_______________________________________________________________

"Естественный отбор уменьшает количество генетической информации - мы знаем это благодаря опытам" -

Мачей Гиертих, Expelled. No Intelligence Allowed

_______________________________________________________________

 

 

Селекция. Знание всего вышеперечисленного дает нам возможность выводить искусственные породы и сорта для нужд человека. Применяя искусственный отбор в процессе улучшения подвида, мы оказываем куда более сильное селективное давление, чем это когда-либо происходило в природе. Мы ВЫБИРАЕМ тот или иной признак, а не ОТСЕКАЕМ его, как это делает неблагоприятная среда. Такое видоизменение более существенно и достигается быстрее. Вернемся к нашему условному примеру, начав с двух природных подвидов:

 

Рис. 9 Результат искусственного отбора.

 

Как будут выглядеть выведенные породы, зависит от признака, по которому ведется отбор.

Как мы хорошо знаем, выведенные породы генетически беднее, и обычно не в состоянии выжить без помощи человека. Они будут оставаться «чистыми» лишь до тех пор, пока мы держим их в изоляции. Стоит нам забыть об этом – и получим дворняг.

 

Другое исследование, представленное на упомянутом заседании Папской академии наук в Ватикане профессором Инго Потрикусом[6], озаглавленное «Селекция растений как пример управляемой эволюции», уже своим названием показывает, что опыт селекции якобы свидетельствует в пользу эволюции. Но даже сам автор говорит, что селекционеры используют только ту генетическую информацию, которая уже появилась в процессе эволюции. Они не создают ничего нового, а лишь перетасовывают существующие гены.

 

Чему нас учит селекция. Работа селекционеров преподает нам несколько важных уроков.

· Во-первых, мы знаем, что существует предел улучшения породы в любом выбранном направлении. Содержание информации в генофонде ограничено. Для селекции мы можем использовать только то, что доступно, и не более.

· Во-вторых, нам известно, что улучшенные породы должны быть в изоляции ради сохранения таких улучшений. Без изоляции они одичают, скрестятся с дикими разновидностями, и так утратят специфичность.

· В-третьих, мы знаем, что слишком чистые, улучшенные подвиды биологически слабее, чем дикие сорта и породы.

 

Мы научились на собственных ошибках, что для селекции абсолютно необходимы дикие разновидности. У нас должен быть богатый банк генов в дикой природе, чтобы было из чего отбирать и включать желательные признаки в выводимые разновидности, когда формулируются новые цели в программах селекции.

 

Подытожим: мы должны учиться распоряжаться ресурсами генетической информации, доступной в природе, потому что они ограничены и могут быть безвозвратно утеряны.

 


Дата добавления: 2015-04-16; просмотров: 28; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.017 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты