Из блогов и интернета

Видообразование: Возможно ли появление новых видов?

Удивительная проблема термина "вид"

"Однажды Платон предложил определение, что человек - это двуногое животное без перьев. Говорят, на следующий день Диоген заглянул в Академию с ощипанным петухом."

Несколько веков назад никто не видел здесь проблемы: для установления, что такое "антилопа", следовало подстрелить достаточно симпатичный экземпляр и набить чучело. С этого момента всё, что выглядело как это чучело, называлось антилопой. А если кто-то подстрелил немного отличающуюся особь - что ж, ему просто попалась ущербная антилопа.

Но эта типология не работает для белокочанной, брюссельской и кудрявой капусты, которые прекрасно способны скрещиваться друг с другом. Они взаимно плодовиты (а также с цветной капустой и брокколи), потому что все выведены людьми из сорняка, ближайшего родственника горчицы.

Очевидно, нам нужно определение, основанное на способности давать потомство, а не внешности. Можно сказать: вид - это группа организмов, способных скрещиваться между собой. Но это не учитывает организмы, скрещивающиеся кое-как, скрещивающиеся в зависимости от макияжа или скрещивающиеся только в зоопарке.

Другое определение считает две группы организмов одним видом, если в дикой природе между их двумя генофондами наблюдается значительный перенос генов. Такая формулировка решает проблемы, отмеченные выше. Но покрывает ли она кольцевые виды? А о бактериях и вирусах лучше даже и не вспоминать.

Примеры капусты

Все эти растения - один и тот же вид. Они были выведены человеком сравнительно недавно от единого предка - дикой, или огородной капусты (Brassica oleracea). По часовой стрелке, начиная сверху: брюссельская капуста, кольраби, брюква, белокочанная капуста, цветная капуста и савойская капуста.

Организмы, которые почти что скрещиваются

Когда две особи пытаются получить потомство, многое может пойти не так. Например, яйцеклетка может не оплодотвориться, или эмбрион может быть отринут организмом матери, или, как пример наименьшей проблемы, потомство может выжить и вырасти, но оказаться стерильным.

Именно так происходит с лошадьми и ослами. Результат их скрещивания - мул, и мулы почти всегда стерильны.

Если бы мог существовать гибрид человека и шимпанзе, он точно так же был бы стерильным, как мул, и по той же причине. Генетическое различие между людьми и шимпанзе минимально, но включает пять инверсий и одну транслокацию. Каждая клетка мула содержит один набор хромосом лошади и один соответствующий ему набор хромосом осла. Яйцеклетки и сперматозоиды создаются через процесс, известный как мейоз. Во время мейоза каждая хромосома должна физически отыскать свою пару и выровняться с ней, чтобы гены сложились один к одному. Но если фрагмент хромосомы осла перевёрнут по сравнению с соответствующим фрагментом у лошади, то соотнесение генов невозможно без сложного скручивания и оборачивания. Шансы удачного деления клетки очень низки. Поэтому мул не может производить яйцеклетки и сперматозоиды.

Когда организм растёт, его клетки делятся по-другому - посредством митоза. Митоз не обязан всё соотносить, он просто делает копии. Поэтому инверсии и транслокации не мешают мулу вырасти во взрослое животное.

Я не уверен, как креационисты и сторонники разумного замысла объясняют это явление. (Я не знаю, какой замысел может быть в мутации инверсии.) Теория эволюции объясняет это тем, что лошади и ослы ещё совсем недавно были одним видом.

Организмы, которых можно убедить скрещиваться

Птицы различают самцов и самок своего вида по цвету и форме оперения. Это одна из причин богатого внешнего разнообразия птиц.

Есть две очень похожие друг на друга чайки: бургомистр (он же большая полярная чайка, Larus hyperboreus) и чайка Тэйера (Larus thayeri). Однако в природе они никогда не скрещиваются.

У бургомистра желтоватые перья вокруг глаза, а у чайки Тэйера - фиолетовые. Когда учёный покрасил окантовку глаз самцов Тэйера в жёлтый, самки бургомистров стали охотно принимать их ухаживания. Однако самцы Тэйера отказывались спариваться с самками бургомистров, пока учёный не покрасил окантовку глаз тех в фиолетовый.

Виды, существующие только в зоопарках

Львы и тигры раньше пересекались на огромной территории, но нет никаких свидетельств того, что они когда-либо скрещивались в дикой природе.

А вот в зоопарках это случается не так уж редко. Потомство называются тигоном или лигром, в зависимости от того, к которому виду относится мать. Похоже, причиной всему - скучающие животные.

Есть масса других примеров. Например, сиаманги скрещиваются с белорукими гиббонами, а домашняя лошадь - с лошадью Пржевальского. (Последнее - вопреки несовпадающему числу хромосом: 66 у лошади Пржевальского и 64 у домашней лошади.)

Кольцевые виды

Кольцевых видов существует несколько, но самый известный пример - серебристая чайка. На Британских островах у них белое оперение. Они скрещиваются с серебристыми чайками в восточной Америке, которые тоже белые. Американские серебристые чайки скрещиваются с аляскинскими, а аляскинские - с сибирскими. Но по мере движения к Аляске и Сибири серебристые чайки всё мельче, и у них начинают встречаться чёрные перья. Обогнув глобус и вернувшись на Британские острова, мы видим уже клуш, также известных как малые черноспинные чайки.

Итак, получается, что мир обёрнут кольцом из популяций чаек, каждая из которых скрещивается с соседними популяциями. Но на Британских островах, где кольцо смыкается, это два разных вида птиц. Популяции в точке смыкания кольца не скрещиваются: они считают друг друга разными видами.

Есть и другие примеры. Существует один вид птиц, обитающий по краям Тибетского плато. В северной точке плато, где смыкается кольцо данного вида, эти птицы не скрещиваются.

Наиболее изученный американский пример - это саламандра:

См. Moritz C., C.J. Schneider, and D.B. Wake. 1992. Evolutionary relationships within the Ensatina eschscholtzii complex confirm the ring species interpretation. Syst. Biol. 41(3):273-291.

Различают семь подвидов данной саламандры, составляющих кольцо вокруг центральной долины Калифорнии. На южной оконечности этого кольца береговые и континентальные популяции не скрещиваются.

Объяснение такого противоречия довольно очевидно: два вида считаются одним видом, если между существует ними "значительный" перенос генов. Но нет чёткой границы между "значительным" и "незначительным".

Видообразование: Возможно ли появление новых видов?

Теория эволюции утверждает, что появление новых видов возможно и что это случалось многократно. Некоторые направления креационизма считают, что новые библейские "роды" появиться не могут. О соответствии понятий биологического вида и библейского рода ведутся споры, так что новые виды - видообразование - не исключаются многими направлениями креационизма.

Чтобы говорить о видообразовании, сначала нужно осознать несостоятельность простого определения вида. Многие современные виды удивительней, чем кажется на первый взгляд.

После этого можно переходить к самому процессу видообразования. Что вызывает видообразование? Как выглядят промежуточные особи? Исчезает ли родительский вид? И сколько это требует времени? Ответы зависят от того или иного механизма видообразования. Например, это может быть генетическое "бутылочное горлышко", полиплодия, выборочное спаривание, прерывистое равновесие или даже классический сценарий.

Окаменелости часто выступают доказательством видообразования в прошлом. Однако исторические доказательства в целом неубедительны. Гораздо лучше - примеры за последний век.

В двух словах

Видообразование случалось и в лаборатории, и в дикой природе. Есть все основания полагать, что оно часто происходило в прошлом.

Видообразование через генетическое бутылочное горлышко

В двух словах

С кем скрещиваться мутанту? В конкретном случае, когда у мутанта есть гарем, зачастую он может преодолеть эту проблему. Результатом является готовый новый вид.

Подробнее

В роде лошадей (Equus) семь современных видов: две лошади, два осла и три зебры. В сущности они ведут себя и выглядят примерно одинаково, только покрашены по-разному. Таким образом, их генетическая информация должна почти совпадать. Но эта информация располагается на разном числе хромосом. У одной из зебр их всего 32, а у лошади Пржевальского - целых 66. Но также все эти виды следуют примерно одной схеме воспроизводства: гарем с близкородственным скрещиванием. Другими словами, они живут семьями, и целыми поколениями размножаются в рамках кровного родства.

Это делает крайне вероятным, что данные виды возникли в результате хромосомного видообразования. Вот как оно работает.

Допустим, при зачатии жеребёнка-мальчика произошла ровно одна мутация. Допустим, результатом этой мутации стало не изменение гена, не потеря гена, ничего такого - а просто перетасовка, где именно имеющаяся информация расположена на хромосомах данного жеребца. Возможно, это была мутация инверсии или мутация транслокации. Возможно, транслокация переместила кучу генов на совершенно новую хромосому, изменив количество последних.

Итак, для большинства самцов это создаёт проблему: не существует (пока что) самок с такой же мутацией. Значит, жеребца ждут огромные трудности с воспроизводством. К счастью, в качестве владельца гарема ему громадно повезло. Не важно, что он породит гораздо меньше жеребят - главное, чтобы среди них оказалась хотя бы одна самка, и тогда мутация преодолеет свой основной барьер.

Следующая проблема в том, что его потомство - гибриды. Иначе говоря, они унаследовали нормальные гены от мамы и мутировавшие - от отца. В обычном стадном или стайном биологическом виде такое потомство проиграло бы конкурентную борьбу с "нормальными" особями. Однако родовые группы закрыты для чужаков, и гибридам ничто не угрожает. Это увеличивает их шансы выжить.

Что приводит нас к моменту, когда потомство нашего жеребца начинает размножаться. Согласно законам Менделя, у каждого внука будет 50%-ный шанс унаследовать мутацию от матери и 50%-ный шанс унаследовать мутацию от отца. Таким образом, у четверти внуков будет две копии мутации. Опять же, плодовитость может быть мала. Но предположим, что родился один такой самец и одна такая самка.

Всё! Есть и самец, и самка с мутациями в обоих наборах генов. Они приносят совместное потомство без каких-либо проблем с плодовитостью и готовы множить себеподобных. Это новый вид. Их скрещиваемость с родительским видом примерно такая же, как у лошадей и ослов, только лучше, поскольку лошадей и ослов разделяет несколько мутаций.

Не слишком ли маловероятно?

Заметьте, сколько допущений мне пришлось сделать. Но учитывая общественное устройство лошадей, им просто нужно выработать мутацию, которая будет достаточно радикальной, но при этом не слишком. (Слишком радикально - и не появится потомства; недостаточно радикально - и потомство сможет нормально размножаться с остальными лошадьми, и мутация растворится в популяции.) Мы знаем, что подобные мутации возможны, при этом скорее всего без вреда для жизнеспособности нового вида. Кроме того, в результате мы получим ровно такие изменения хромосом, которые видим у соответствующих современных животных.

У меня нет доподлинных измерений, так что попробуем оценить общий механизм на допущениях. Внутриутробные пороки развития случаются примерно у одного из 100 новорожденных. Допустим, наша мутация случается гораздо реже: например, 1 раз из миллиона. Допустим, у мутации есть 1 шанс из 100 преодолеть барьер плодовитости. Затем - 1 шанс из 100, что новый вид благополучно распространится. Геологическое датирование показывает, что виды обычно существуют несколько миллионов лет. Предположим, что каждый год появляется новое поколение. Таким образом, простое перемножение покажет, что для одного нового вида за миллион лет понадобится популяция с 10 000 самцами. Это примерно совпадает с современной численностью карибу и гну.

Как выглядят промежуточные особи?

Обыкновенно. Чтобы преуспеть, подобная мутация не должна оказывать особого эффекта ни на что кроме плодовитости.

Вывод

Такой сценарий возможен, и это один из имеющихся механизмов видообразования.

Этот сценарий предполагает некоторые особые обстоятельства. Таким образом, скорее всего он сравнительно редок.

Видообразование через полиплодию

Полиплодией называют ситуацию, когда число хромосом удваивается. Это может случиться в результате мутации, которая просто производит две копии хромосом. Это также может случиться при смешивании хромосом двух разных видов.

Одно очевидное следствие - такому организму не с кем размножаться. Однако это не всегда является проблемой. Например, многие растения обоеполые, так что могут просто оплодотворять сами себя. Некоторые земляные черви тоже так могут.

Пример подобного - цветок под названием гилия, произрастающий в пустыне Мохаве в Калифорнии. Вид Gilia transmontana на проверку оказался гибридом Gilia minor и Gilia clokeyi. У него столько же хромосом, сколько в сумме у родительских видов, а цветы имеют промежуточный экстерьер. Поскольку хромосомы различаются по длине, то легко определить, которые хромосомы достались G. transmontana от которого предка.

Почему мы уверены, что это возможно?

Потому что мы воспроизвели это. Многие виды типичных садовых цветов - тюльпанов, шафрана, ириса, первоцвета... - были выведены искусственно именно таким образом. (Мы используем химикат, колхицин, способствующий данному процессу.)

Но даже показательней - мы сумели намеренно воспроизвести некоторые дикие растения. Первым был пикульник обыкновенный (Galeopsis tetrahit), искусственно созданный гибридизацией пикульника пушистого (G. pubescens) и пикульника красивого (G. speciosa). Искусственный гибрид полностью совпадал с диким растением и свободно с ним скрещивался.

Насколько распространено такое видообразование?

Примерно половина видов цветущих растений, по всей видимости, возникла именно так. Сравнительно мало видов животных образовались таким образом, поскольку не все животные могут самооплодотворяться или размножаться асексуально. Однако ракообразные артемии, куркулионоидные жуки, бабочки-мешочницы и мухи, по всей видимости, появились именно этим методом.

Видообразование через выборочное спаривание

Вполне бывает, что две группы организмов прекрасно способны размножаться друг с другом - но не хотят. Подобная ситуация нестабильна: со временем эти группы утратят генетическую идентичность благодаря естественному отбору или, возможно, генетическому дрейфу.

Если данная ситуация представляет собой последние стадии видообразования, то должны быть и менее крайние проявления: видообразование, которое в самом разгаре. Недавно опубликованное исследование бабочек-длиннокрылов Heliconius erato и Heliconius himera представило как раз такой пример.

H. himera обитает в кустарниковой степи подножий Анд. Она считается расой H. erato, а не отдельным видом. Эти две популяции географически разделены. Граница между ними - это граница между сухими и влажными зарослями.

В лаборатории эти две бабочки размножаются без каких-либо проблем. Но когда есть выбор, они предпочитают партнёра собственной расы в десять раз чаще.

Половой отбор

Это происходит, когда особь может выбирать себе партнёра из набора потенциальных партнёров.

Например, у самцов некоторых птиц гигантское хвостовое оперение. Экспериментально доказано, что их самки предпочитают самцов с самым большим хвостом. Таким образом, каждый из этих видов постепенно вырабатывал всё больший хвост под влиянием полового отбора.

Видообразование через прерывистое равновесие

В двух словах

Группа организмов оказывается изолирована от своего вида. Благодаря малочисленности они быстрее эволюционируют. Позже они расселяются и вытесняют родительский вид. Есть известные примеры.

Подробнее

Чарльз Дарвин написал в 1859:

Лишь небольшая часть мира геологически исследована. Только организмы определённых классов сохраняются в форме окаменелостей, по крайней мере в сколько-нибудь значительных количествах. Широко распространённые виды варьируются сильнее всего, и эти вариации обычно возникают локально - что лишь усложняет открытие промежуточных звеньев. Локальные вариации не распространятся в прочие, удалённые регионы, не претерпев существенных изменений и совершенствования; но если они всё же распространились и были найдены в геологической формации, то покажется, что их внезапно создали здесь же, и их классифицируют новым видом.

("Происхождение видов", глава 14, стр. 439)

В 1972 Найлз Элдредж и Стивен Гулд возродили эту идею как "прерывистое равновесие". Они согласились, что переходных окаменелостей множество и что иногда удаётся найти плавный переход, однако при этом заметили, что всё-таки их меньше, чем предсказывает теория. Вместо этого мы часто видим, как вид долгое время остаётся неизменным, а потом заменяется, без всякого перехода, новым видом, выглядящим как вариант предыдущего.

Их объяснение состоит в том, что группа организмов оказалась отрезана от остального вида. Поскольку эта группа, вероятно, жила на ограниченной, враждебной окраине ареала, та подвергается усиленному отбору. Благодаря малочисленности они быстро эволюционируют. Позже они расселяются и вытесняют исходный вид.

Теперь представьте геологическую летопись: на небольшом окраинном участке могла сохраниться полная история. Однако в обширном ареале мы увидим лишь исходный вид и затем внезапно - несколько отличающийся вид. Вполне вероятно, что нам никогда не посчастливится проводить раскопки на той окраине. Таким образом, наши шансы найти промежуточное звено малы.

Есть ли доказательства прерывистого равновесия?

Да. Известны несколько примеров именно такого сценария. В частности, есть морское микроископаемое, трилобит, брахиопод и некоторые динозавры (включая тираннозавра).

Как быстро это происходит?

Нет никакой теоретической причины полагать, что требуется больше сотни или тысячи лет. На деле даже 500 000 лет - миг в сравнении с хронологией динозавров.

Каким именно образом проходила эволюция?

Теория прерывистого равновесия не уточняет - да и не обязана. Есть ряд эволюционных механизмов, таких как эффект основателя, естественный отбор, генетический дрейф, половой отбор и так далее. Может быть, в будущем мы откроем и новые механизмы. Нет причин думать, что все случаи прерывистого равновесия использовали один и тот же механизм. Суть теории в том, что эволюция быстрее движется в малочисленных группах, изолированных от уравнивающего воздействия основной, большой популяции.

Что происходит с исходным видом?

Бывает по-разному. Если случилось массовое вымирание (или даже не массовое), то родительский вид мог исчезнуть, и потомки заполонили образовавшийся вакуум. Или, как показано в случае с динозаврами, родительский вид массово мигрировал. В истории с микроокаменелостью родительский вид до сих пор мирно сосуществует с новым видом. Или же новый вид может конкурировать с исходным. Всё зависит от причин происходящего и отличий нового вида.

Насколько это распространено и почему?

Похоже, это происходило часто. Например, недавно мы узнали, что уровень океана многократно поднимался и опускался. Каждый раз широко расселившиеся виды были разбиты на множество фрагментов, каждый в собственном географическом уголке. Позже, когда океан возвращался, фрагменты сливались в единую зону. Подобное и оставило бы картину "прерывистого равновесия" в геологической летописи.

Пример прерывистого равновесия: Морская микроокаменелость

Статья

Spencer-Cervato, C. and Thierstein, H.R., 1997. First appearance of Globorotalia truncatulinoides: cladogenesis and immigration. Marine Micropaleontology, v.30, p.267-291.

посвящена виду Globorotalia crassaformis. На юге Тихого океана есть место, где этот вид постепенно меняется до переходного вида, G. tosaensis, а затем до G. truncatulinoides. Эта плавная трансформация заняла 500 000 лет.

В Индийском и Атлантическом океанах, в несколько более свежих отложениях, мы обнаруживаем "внезапное" появление вида-потомка. Причиной внезапности, таким образом, является миграция, а не божественное сотворение.

Мы уверены, что это два разных вида (а не просто необычно выглядящие окаменелости одного вида), потому что оба вида по-прежнему существуют.

Спасибо доктору геологических наук Эндрю Макре за этот пример.

Пример прерывистого равновесия: Трилобит

Доктор Джеймс Экер написал следующее в ньюсгруппе talk.origins 25 ноября 1995:

Есть определённая группа трилобитов под названием Phacops, демонстрирующая именно эту картину. Постепенное изменение популяции обнаружено только в раскопках в Нью-Гэмпшире. Обычная же находка их окаменелостей показывает значительный скачок в линии Phacops.

Короче говоря, в большинстве мест их окаменелости возникают внезапно. Но на одном ограниченном участке мы видим, как этот вид трилобитов появился именно там, чтобы затем мигрировать в остальные места обитания.

Пример прерывистого равновесия: Брахиопод

В документе ньюсгруппы talk.origins "Введение в эволюционную биологию" есть упоминание брахиоподов юрского периода.

А именно, вида Kutchithyris acutiplicata, присутствующих в геологической летописи ниже K. euryptycha. Они настолько сильно отличаются, что некоторые предлагали классифицировать их в разные рода.

В одной местности есть слой отложений толщиной 1,25 метра с этим окаменелостями. В узкой полоске (10 см), разделяющей эти два вида, встречаются оба вида и переходные формы.

В других местах переходных форм нет, и виды вместе не встречаются. Эта "внезапная" трансформация объясняется миграцией из мест, где случился переход.

Пример прерывистого равновесия: Некоторые динозавры

В документе ньюсгруппы talk.origins "Переходные окаменелости позвоночных" советуют статью:

Horner, J.R., D.J. Varrichio, and M.B. Goodwin. 1992. Marine transgressions and the evolution of Cretaceous dinosaurs. Nature 358:59-61.

Она описывает некоторые новые окаменелости из Монтаны:

  • переходные цератопсиды между стиракозавром и пахиринозавром
  • 50 особей ламбеозавридов, переходные между ламбеозавром и гипакрозавром
  • переходный пахицефалозаврид между стегоцерасом и пахицефалозавром
  • переходный тираннозаврид между тираннозавром и дасплетозавром

До открытия переходных окаменелостей эти группы динозавров были известны только по формации Джудит-Ривер. В ней данные динозавры демонстрировали 5 миллионов лет постоянства, за которым последовало будто бы внезапное появление упомянутых выше новых форм.

Теперь мы знаем, что уровень моря повысился и затопил формацию Джудит-Ривер на 500 000 лет. Динозавры были вынуждены перебраться в небольшие соседние области, такие как то местечко в Монтане. Под давлением обстоятельств все эти виды начали быстро эволюционировать, как демонстрируют окаменелости в Монтане. Когда уровень моря упал, новые формы вернулись обратно в формацию Джудит-Ривер.

Таким образом новые формы "внезапно" появились в геологической летописи Джудит-Ривер.

Видообразование по классическому сценарию

Исходное предположение Чарльза Дарвина заключалось в том, что естественный отбор заставляет виды меняться, а потом меняться ещё, а потом меняться ещё и ещё.


Оно было высказано в 1859 году, а открытие ДНК состоялось только в 1948. Таким образом, Дарвин слабо представлял, что происходит "под капотом". Но он знал про искусственный отбор: он был осведомлён, как человечество вывело породы собак, а сам увлекался разведением голубей.

Итак, он обладал уверенными знаниями об экстерьере промежуточных особей. Допустим, мы начали с вида высотой 1 м. Возможно, особи варьируются от 75 до 125 см. Допустим, отбор оказывает давление в пользу высокого роста - например, они дальше видят из высокой травы.

Вид не становится выше в одночасье. В долговременной перспективе низкие особи в среднем оставляют меньше потомства. По прошествии времени средний рост составляет 125 см. Однометровые особи всё ещё существуют, но теперь считаются "низкими", а не "средними". Многие поколения спустя средний рост поднимается до 150 см, и особи в 125 см уже считаются "низкими". Но весь этот период потомство никогда не выглядело радикально иначе, чем родители. Средний рост полз вверх по полмиллиметра за поколение или даже медленней. Возможно, процесс оставался медленным, потому что отбор также поощрял низких особей. Вероятно, низкие особи лучше переживали засуху или жили дольше.

Происходит ли это сегодня?

Конечно. Почерневшая ночная бабочка - лишь простейший пример развития вида, но далеко не единственный. Почитайте книгу "The Beak of the Finch: A Story of Evolution in Our Time" (Клюв вьюрка. История об эволюции в наши дни), 1994, Джонатана Вайнера. Есть также свежий пример ящерицы, длина ног которой изменилась всего за десятилетие. Существует около 200 разновидностей рыб-цихлид. И так далее.

Но когда именно возникает новый вид?

На это Дарвин не знал ответа. Но он знал, что взаимноплодовитость двух скрещиваемых групп организмов не обязана быть полной. Он был уверен, что ответ существует и будет найден.

Сегодня мы знаем, что большинство видов, подобно собакам, заключают в себе удивительное разнообразие генетической информации. Это значит, что утрата взаимноплодовитости требует очень радикальных перемен. Таким образом, классический сценарий - скорее просто зачин перед одним из других механизмов видообразования. Возможно, две группы перестают пересекаться, потому что одни прячутся в норах, а другие - под упавшими деревьями. Возможно, осы начинают питаться на разных видах растений, и спаривание осуществляется только когда две особи совпадают по вкусовым предпочтениям. И так далее. Короче говоря, одного только дарвиновского сценария недостаточно.

Как выглядят промежуточные особи?

Обыкновенно.

Недавние примеры видообразования

Ряд видов возник в течение последнего века. В документе ньюсгруппы talk.origins имеется список. Он включает первоцвет, несколько других растений и несколько насекомых. Другой документ перечисляет больше растений, больше насекомых, рыбу, домовую мышь, землекопа, скалистую валлаби и комаролова.

Приложения

Генофонд

Генофонд - это просто совокупность генетической информации, составляющей вид.

Особи различаются между собой и, закономерно, различается их генетическая информация. Большая часть вариаций почти ни на что не влияет - дают ли что-нибудь светлые волосы по сравнению с рыжими?

Генетическая информация, как выясняется, хранится маленькими отрезками, называемыми генами. Некоторые вариации генов (аллели) довольно распространены, а другие - редки. Если взять всех особей и посчитать, сколько у них каких аллелей, то мы сможем измерить частотность аллелей в генофонде. Если частотность изменяется, то мы говорим, что генофонд изменился.

Конъюгация

Современные бактерии размножаются делением - другими словами, асексуально. Но при этом бактерия может временно соединиться с другой бактерией, чтобы обменяться генетическими фрагментами. Этот процесс коньюгации - причина, почему столь многие виды бактерий недавно стали резистентны к антибиотикам. Данный процесс позволяет бактериям составлять своего рода сообщество.

Инверсия в хромосомах человека и шимпанзе

Слева диаграмма человеческой хромосомы № 5 (из 23). Справа диаграмма соответствующей хромосомы шимпанзе.

Если внимательно сравнить, то можно убедиться, что всё совпадает. Однако в регионе от p14.I до q14.I перевёрнут порядок. Именно такой результат даёт мутация инверсии.

Теория эволюции объясняет это общим предком двух видов. Со времён существования общего предка один или другой вид претерпел мутацию на пятой хромосоме.

Я не уверен, как это объясняют креационисты. Поскольку оба варианта работают нормально, нельзя считать это продуктом разумного замысла или считать один из вариантов - утратой генетической информации другим. Утверждение, что люди и шимпанзе - разные "замыслы" или "библейские роды", неубедительно, потому что имеется совершенно ненужный масштаб сходства.

Всего между человеком и шимпанзе существует девять инверсий. (Есть также мутация транслокации и несколько других небольших отличий.)

Транслокация в хромосомах человека и шимпанзе

Слева диаграмма человеческой хромосомы № 2 (из 23). Справа диаграмма соответствующей хромосомы шимпанзе.

Если внимательно сравнить, то можно убедиться, что всё совпадает. Однако тут явно что-то стряслось: мутация транслокации изменила количество хромосом.

Теория эволюции объясняет это общим предком двух видов. Поскольку у шимпанзе, горилл, орангутанов и бонобо по 24 хромосомных пары, предполагается, что и у общего предка их было 24. Со времён существования общего предка человеческая линия претерпела мутацию слияния, превратившую 24 хромосомы в 23.

Я не уверен, как это объясняют креационисты. Поскольку оба варианта работают нормально, нельзя считать это продуктом разумного замысла или считать один из вариантов - утратой генетической информации другим. Утверждение, что люди и шимпанзе - разные "замыслы" или "библейские роды", неубедительно, потому что имеется совершенно ненужный масштаб сходства.

Другие существенные видимые отличия - это девять инверсий между геномами человека и шимпанзе.

Об изображениях хромосом

Использованные изображения инверсии и транслокации - диаграммы, но не схематические генные диаграммы. Это обработанные микрофотографии.

Изображения сосканированы из статьи

The Striking Resemblance of High Resolution G-Banded Chromosomes of Man and Chimpanzee, J.J. Yunis, J.R. Sawyer and K. Dunham, Science Vol. 208, pp. 1145-1148 (6 June 1980)

В статье представлены все 23 хромосомные пары, если хотите получить полное представления. Здесь также показаны сравнения с гориллами и орангутанами.

Суть методологии - найти делящуюся клетку и убить её в правильный момент; в данном случае - поздней профазе. (Заметьте, что речь идёт о простой клетке, а не оплодотворённой яйцеклетке, так что с нравственной точки зрения это всё равно что вырвать волос.)

Затем клетки обрабатывают химикатом, который заставляет некоторые её части поменять цвет, так называемым красителем. Сложнее всего подобрать правильный краситель. Упомянутая статья была написана потому, что открыли новый метод подкраски, проявивший больше деталей, чем когда-либо ранее.

Оригинал в свободном доступе.