Czy to możliwe, aby przewidzieć ewolucję?

Dwa rodzaje nicieni, których drogi rozeszły się 20 milionów lat temu, po 50 latach życia w laboratorium stracił te same geny, pomimo milionów lat niezależnej ewolucji.

Wideo: Czy można przewidzieć przyszłość?

Nicienia Caenorhabditis elegans dorosłych i larwy wylęgają się z jaj (fot Sinclair jąka).

Co się dzieje, jeśli ponowne uruchomienie ewolucję od początku: czy te same rodzaje okaże się, że teraz, czy nie? Pytanie, które pozornie mogą mieć tylko odpowiedzi teoretycznej, większość badaczy uważa, że ​​ewolucja jest zbyt zależna od zdarzeń losowych, więc to może być do przewidzenia, plan i grać.

Wideo: nauka, religia, o ewolucji, o wszechświecie, o jedzeniu

Niemniej, wyniki prac naukowców z Rockefeller University (USA), do pewnego stopnia sprzeczne ten pogląd.

Naukowcy badali Caenorhabditis elegans nicienia ponad pół wieku, który jest jednym z najbardziej popularnych obiektów modelu w biologii molekularnej i komórkowej. Cykl życia nicieni odbywa się na dwa sposoby. Albo larwa dojrzewa w ciągu trzech dni, po konwersji do dorosłego mnoży i dwa tygodnie później umiera naturalnie lub robak rozwój jest hamowany, a ona wpada w „larwy uśpione”. W tym stanie, nicienie mogą przetrwać bez jedzenia przez kilka miesięcy, czekając na niekorzystnych warunkach, takich jak zmiany temperatury lub wyczerpywanie się zasobów żywności. Te ostatnie mogą występować, na przykład, z powodu zagęszczenia, i w C. elegans mają szczególne receptorów wykrywania feromony, które samo w sobie jest ślimak i świateł. Jeżeli ilość feromonów wokół rolki, rozwój przełącza się na dłuższej drodze przez etap „larwy uśpionej.”

Film: Co będzie świat w przyszłej wersji Google

Kilka lat temu naukowcy zauważyli, że laboratorium C. elegans prawie utracił zdolność do pobłażać w larwalnym hibernacji. Nawet w obliczu przeludnienia nicienia nadal pojawiają się robaki dorosłych w ciągu trzech dni. Oczywiście, w laboratorium, nawet bardzo duża liczba nicieni, to nie ma sensu martwić się o jedzenie. Dlatego też, w 50 lat wygodnie „naukowy” pogląd na życie zapomniał hibernacji, spowodowane przez przeludnienie.

Naukowcy byli w stanie znaleźć dwa geny, które były związane z receptorem feromonów osławionego: mutacje w nich doprowadziły do ​​awarii w larw robaków zasnąć. Dla porównania, inny szczep genów analizowano C. elegans, które jest przygotowane do lotu w przestrzeni, szczególnie w rozwijającej się kultury do wysokiej gęstości jednostek. Przez cztery lata cherv- „astronauta” Straciłem sceny alternatywnej „larwy uśpione” - ze względu na mutację w tym samym genie jako szczep brata.

Film: Jak poznać przyszłość | odpowiedź w ciągu

Następnie badacze nie miała inny szczep C. elegans i inne gatunki nicieni - C. briggsae. Jest również stosowany w eksperymentach laboratoryjnych, ale od standardowych C. elegans jest oddzielony przez miliony lat ewolucji (niezależny drodze dwa typy rozeszły 20 mln lat temu). Można przypuszczać, że ich geny powinny mieć czas na całkiem dużo zmian. Ale okazało się, że C. briggsae larwy uśpione etap wyłączyć o tej samej mutacji, jako że od innego gatunku. Receptor feromony pod jego sterowania jest bardzo podobne geny, ale nie identyczne z C. elegans.

Innymi słowy, w ciągu 20 milionów lat, dwa gatunki ewoluowały zupełnie podobnie, a zmiany można przewidzieć zmiany, które stało - czy będzie się zdarzyć - w pokrewną. Etap „uśpione larwy” w nicieni kontrolować setki genu teoretycznie wyłączenie któregokolwiek z nich może doprowadzić do jej zaniku. Ale wiele z tych genów wpływają na wiele procesów biochemicznych i fizjologicznych, podczas gdy geny receptora feromonów w zasadzie nic więcej nie jest zajęty i może być bezpiecznie wyłączone.

Naukowcy nazywają to ogólna zasada ewolucji: mniejsze funkcje w genie, tym bardziej prawdopodobne, że zniknął z genomu. Są przekonani, że zasada ta może zostać rozszerzona na wszystkie organizmy żywe, chociaż, aby przekonać o słuszności społeczności naukowej będą musieli zrobić dużo więcej eksperymentów.