старые записи о дарвинизме

[avva]

Прошёлся по архивам и нашёл все (надеюсь) записи в своём дневнике о дарвинизме и эволюции. Пусть лежат здесь для удобства. Ко всем этим темам хотелось бы вернуться как-нибудь.

• Статья Коди
  
• аргумент от биохимической сложности Бехе
  
• о методологической сути открытия Дарвина
  

Особенно к статье Коди хотелось бы вернуться; я так и не увидел убедительных опровержений его главного тезиса.

Как обычно, все комментарии приветствуются, особенно те, которые объясняют мне, в чём я неправ.

Update: Выложил статью Коди (PDF, 112kb). Не со всем я в ней согласен; наиболее интересующий меня аргумент (с примером про кита) появляется в третьей части статьи, но в любом случае принимаются с благодарностью комментарии любого рода по этой части или о статье вообще.

Comments

Re:

[avva.livejournal.com]

Я не вижу здесь опровержения. По сравнению с разницей между китом и коровой разница между шпицем и волком абсолютно тривиальна.

[p-k.livejournal.com]

Анатолий, Вы про морфогены слышали? Как с помощью нелинейного дифура описывают поцесс формирования сегментов брюшка дрозофилы? И еще как решая обратную задачу, определяют, в какой момент нужно выровнять концентрацию морфогенов со стороны головы и хвоста, чтобы вышло две головы. И, решив, прокалывают яйцо в нужный момент, после чего таки получают двухголовую "муху".

Никакое рассуждение про эволюцию многоклеточных не может быть серьезным, пока оно не рассматривает эволюцию механизма морфогенеза. Потому что ключ к проблеме астрономического числа модификаций, которые должны быть "перебраны" при эволюции тут и лежит. Морфогенов реально мало, и пространство состояний, которое надо обследовать вовсе не столь многомерно.

Re:

[avva.livejournal.com]

Морфогены - это то же, что по-английски называется homeobox genes? Если да, то слышал; Коди в своей статье рассматривает эту проблему (я выложил статью, см. ссылку в записи, если интересно).

Небольшое изменение в генах, которые управляют порядком "подключения" других генов, может привести к серьёзным изменениям, типа второй головы или ног вместо глаз. Но изменение фундаментального строения органа требует мутации не только в управляющем гене, "составляющем" орган из частей, но и в генах, описывающий строение этих частей, не так ли? -- при этом эти мутации обязаны быть независимыми друг от друга, что опять же резко увеличивает кол-во возможных переборов.

[p-k.livejournal.com]

Морфогены - это то же, что по-английски называется homeobox genes?

Я про морфогены читал в стать в Успехах Физических Наук лет 15 назад. Похоже, это не совсем то - как я понимаю, homeobox genes - это таки гены и есть. В УФН писали про другое - морфогены - это полу-гипотетические агенты низкого молекулярного веса, распределение которых в многоклеточном организме подчиняется уравнениям реакции-диффузии. Даже очень простые уравнения такого типа могут приводить к очень сложным пространственным распределениям.

Собственно, идея состоит в том, что все многообразие анатомии многоклеточных определяется несколькими десятками уравнений и примерно тем же количеством параметров. А это уже не так страшно.

[shvarz.livejournal.com]

И идея homeobox genes, как генов единолично отвечающих за развитие одного конкретного органа, и идея морфогенов сейчас отвергнуты. Формирование органа (любого) - очень сложный процесс, являющийся результатом пространственного и временного включения и выключения групп генов, которые постоянно "общаются" между собой и корректируют этот процесс.

[p-k.livejournal.com]

Не могли бы Вы привести ссылки, а то кроме той стать в УФН я ничего не читал по этому поводу? Кстати, не очень понятно, почему уравнения реакции-диффузии не могут описывать тот самый сложный процесс, являющийся результатом пространственного и временного включения и выключения групп генов, которые постоянно "общаются" между собой. С химической точки зрения все эти включения-выключения есть просто реакция, с довольно причудливой кинетикой. Ну а система нелинейных дифуров, описывающая подобную реакцию, может давать весьма сложные решения.

Собственно та статья в УФН рассматривала вопрос, возникающий у физика - каким образом изначально почти сферически симметричная яйцеклетка порождает несимметричный многоклеточный организм. Такая классическая задача о спонтанном нарушении симметрии. Модельные дифуры, приведенные в той статье, конечно, весьма условны - однако на их основании удавалось сделать кое-какие проверяемые предсказания. После таких результатов слова "формирование органа - очень сложный процесс" как-то не очень смотрятся. Хотелось бы чего-нибудь поглубже.

[shvarz.livejournal.com]

Я не знаю достаточно про дифуры, чтобы судить, могут ли они описывать такие сложные системы. Наверное, могут, если модель будет достаточно сложной, чтобы отражать действительность. Я говорил о том, что идея о морфогене, как каком-то одном низкомолекулярном веществе, секретируемом одной клеткой (или группой клеток) и определяющим строение какого-либо органа, не подтвердилась. Таких веществ должно быть достаточно много, к тому же многие из них не низкомолекулярные и не диффундируют свободно от места секреции сквозь окружающие ткани. Передача сигналов может осуществляться и от клетки к клетке через вставленные в мембраны рецепторы. К тому же, чисто физические факторы (сдавленность клеток, концентрация кислорода, и т.д.) могут влиять на дифференциацию. С литературой я сильно детально не знаком, возьмите любой недавний обзор в журнале о развитии.

А яйцеклетка симметрична разве что с точки зрения физика. На самом деле (как и все клетки) она достаточно гетерогенна внутри, там есть органеллы, там есть места, где скоплена совершенно определенная РНК и т.д. К тому же, если и есть какая-никакя симметрия в яйцеклетке, то проникновение сперматозоида ее нарушит.

[p-k.livejournal.com]

Конечно, уравнения реакции-диффузии, претендующие на роль в морфогенезе, должны включать не один компонент. При этом одни компоненты могут служить катализатором реакции образования других и наоборот - сложность задачи совершенно зверская, даже если реагентов всего несколько штук.

Я понимаю, конечно, что одним лишь механизмом типа реакции-диффузии всего не опишешь (например, роли иннервации в развитии органа).

Про органеллы знаю, но разве они имеют отношение к структуре взрослого многоклеточного? То есть, конечно, когда-то считалось, что внутри сперматозоида сидит человечек с ручками и ножками, на каждой руке по пять пальцев с ногтями и т.д. - но мы, вроде бы, не о том :). В этом смысле органеллы могут играть роль начального диссимметризующего фактора, но не более того.

[dr-tambowsky.livejournal.com]

Очень маловероятно, что органеллы могут играть такую роль. Уж то что не основную - наверняка. Тем более речь же не идёт о том, что клетка "в одну сторону расти начинает", не правда ли? Клетка делится, причём на первой стадии деления все клетки идентичны, затем появляются выделенные направления и дифференциация. Я бы всё-таки предположил, что такое "спонтанное нарушение симметрии" связано с (флуктуационным?) градиентом каких-нибудь низкомолекулярных(? - не факт, может быть, наоборот, сигналы какие-нибудь, факторы роста) соединений. Очень даже может быть, что самими этими клетками и секретируемых, так что будет Вам взаимодействие генетики и химии и разговор генов друг с дружкой ;) А уж на концентрацию даже безмозглая бактериальная клетка переключением метаболизма реагировать умеет, а тут всё-таки - венец творения :)

[shvarz.livejournal.com]

Насколько я помню из прослушанных когда-то давно лекций, яйцеклетка содержит огромное количество mRNA, которая готова к транскрипции. Это связано с тем, что после оплодотворения ей надо много и быстро делиться, а транскрипция мешает репликации ДНК. Многие mRNA (включая РНК регуляторных белков) направляются в совершенно конкретные места в клетке. Таким образом при делении дочернии клетки могут получить больше РНК одного типа и меньше другого, что (возможно, тут я на 100% не уверен) может привести к поляризации эмбриона.

Про органеллы, это я загнул конечно... Хотя... Может одна клетка получит больше митохондрий и постепенно превратится в сердце, а другая - жировых включений и станет жировой тканью... ;)

[dr-tambowsky.livejournal.com]

Интересная теория, никогда не слышал. Впрочем, я вообще мало что слышал. Однако, не говоря уж о том, что первые несколько делений идут совершенно изотропно, из общих физических соображений мне кажется, что удержать поляризацию при таком механизме будет весьма нетривиально: ну, допустим, клетка А поделилась на А1 и А2, и А1 получила чего-то больше, скажем mRNA. Далее обе должны делиться, с сохранением того же вектора градиента... Не знаю, все может быть, но внешний градиент мне как-то больше импонирует. И стабилизируется положительной обратной связью легко - где этого вещества/фактора больше, там его и секретируется больше, таких механизмов, вроде, полно.

[vshalisko.livejournal.com]

Полностью согласен с Вами.

[ex-ilyavinar899.livejournal.com]

Ну, так общий предок кита и коровы жил около 60 миллионов лет назад, а общий предок шпица и волка - 5000 лет назад. Раздели 60 миллионов лет на 12000 интервалов по 5000 лет - различия между популяциями начала и конца каждого интервала будут, уверен, меньшие, чем различия между шпицами и волками.

Re:

[avva.livejournal.com]

Твоя уверенность в этом - форма begging the question.

[ex-ilyavinar899.livejournal.com]

Ну, у нас есть куски скелета ископаемых прото-китов, и различия между прото-китами на каждой стадии эволюции и прото-китами на предыдущей стадии меньше, чем между современными китами и коровами. Например, у ранних китов были задние лапы, и изотопный анализ показывает, что они жили в пресной воде, а не в соленой. Но число известных стадий - меньше 12000. И мягких тканей у нас не сохранилось. А если бы мягкие ткани сохранились, и у нас было по скелету прото-кита каждые 5000 лет до 60000000 лет назад - тебя бы это убедило?

Re:

[avva.livejournal.com]

По-моему, ты принимаешь меня за кого-то, кто отрицает эволюцию, что совершенно не соответствует истине.

[ex-ilyavinar899.livejournal.com]

По сравнению с разницей между китом и коровой разница между шпицем и волком абсолютно тривиальна.

Дорога в тысячу ли начинается с одного шага. © Лао-цзы.