Эволюция видов в сообществе идет не так, как в монокультуре

Пять видов подопытных бактерий

Рис. 1. Пять видов подопытных бактерий (A, B, C, D, E) образуют на искусственной среде колонии разного цвета и формы. Изображение из дополнительных материалов (docx, 521 Кб) к обсуждаемой статье в PLoS Biology

В ходе эволюции виды приспосабливаются не только к абиотическим факторам (таким, как климат), но и друг к другу. Однако эволюционные эксперименты до сих пор проводились в основном на изолированных видах. Британские исследователи сравнили эволюцию пяти видов бактерий в монокультурах и в смешанном сообществе и пришли к выводу, что эволюционные процессы в столь разных обстоятельствах радикально различаются. При раздельной эволюции виды лучше приспособились к абиотическим условиям, хотя в целом изменились меньше. При совместной эволюции у бактерий выработалось «разделение труда», они приобрели способность использовать продукты жизнедеятельности друг друга, а итоговая продуктивность экосистемы оказалась выше по сравнению с сообществом, составленным из бактерий, эволюционировавших поодиночке.

Экспериментальное изучение эволюции в последние десятилетия продвигается семимильными шагами. Однако в большинстве экспериментов изучается либо эволюция искусственных молекулярных систем (см. Скрытая изменчивость помогает приспосабливаться к новым условиям, «Элементы», 28.06.2011), либо изолированных видов (таких опытов поставлено больше всего; см., например: Подведены итоги эволюционного эксперимента длиной в 40 000 поколений, «Элементы», 02.11.2009), либо, самое большее, пары взаимосвязанных видов (например, паразита и хозяина; см.: Гонка вооружений — двигатель эволюции, «Элементы», 01.03.2010). Между тем практически все теоретики признают, что межвидовые взаимоотношения, коэволюция, адаптация видов друг к другу играют в развитии живого важнейшую роль, возможно, даже большую, чем адаптация к абиотическим факторам, таким как климат, освещенность, химический состав среды. Тем более что трудно придумать пример «чисто абиотического» фактора, на который не влияли бы (прямо или косвенно) живые организмы. Поэтому следовало ожидать, что эволюционисты-экспериментаторы рано или поздно начнут переходить от опытов с монокультурами к работе с многовидовыми сообществами.

Теоретически, присутствие других видов может повлиять на судьбу эволюционирующей популяции множеством разных способов. Например, из-за наличия конкурентов популяции может достаться меньше ресурсов, в результате чего ее численность будет ниже, поэтому придется дольше ждать появления редких полезных мутаций, и в целом адаптация будет идти медленнее. Или на первый план может выйти не индивидуальный, а межвидовой отбор: виды, лучше преадаптированные к среде, просто-напросто вытеснят конкурентов, причем серьезные изменения в генофондах популяций могут даже не успеть произойти. Или популяции будут искать компромисс между приспособлением к абиотическим факторам и друг к другу: в этом случае монокультуры, которым не нужно идти ни на какие компромиссы, должны лучше приспособиться к неживой среде, чем члены сообщества. Наконец, популяции могут научиться извлекать пользу из присутствия других видов и даже наладить с ними взаимовыгодное сотрудничество, что должно пойти на пользу сообществу как целому.

Британские биологи из Имперского колледжа Лондона предприняли одну из первых попыток экспериментально сравнить эволюцию микроорганизмов в монокультурах и смешанном сообществе. Авторы работали с пятью видами бактерий, совместно встречающихся в небольших лужах у корней буков и в дуплах. Эти бактерии на искусственных средах образуют колонии разного цвета и формы (рис. 1). Судя по нуклеотидным последовательностям гена 16S‑рРНК (этот ген чаще всего используют для классификации бактерий), подопытные микробы относятся к пяти разным семействам, хотя их точную видовую принадлежность авторы не установили и просто обозначили буквами: A, B, C, D и E. Все пять видов — аэробные гетеротрофы, то есть потребители готовой органики, разлагающие ее с использованием кислорода.

Бактерий из природных местообитаний выращивали в лаборатории либо по отдельности, в монокультурах, либо вместе, в смешанной культуре. Кормили микробов экстрактом буковых листьев, который авторы условно называют «буковым чаем». Понятно, что склянки с буковым чаем в лаборатории и естественные лужи в корнях буков — не одно и то же. Изменение условий при перемещении из естественной среды в искусственную должно было подстегнуть адаптивную эволюцию подопытных бактерий. Бактерии эволюционировали в буковом чае в течение 8 недель, что соответствует примерно 70 поколениям.

Эволюция в монокультурах привела к следующим результатам. Один из видов (E) не смог приспособиться к жизни в буковом чае, его численность в ходе эксперимента стала быстро снижаться, поэтому его исключили из анализа. Вид A размножался в чае в начале и конце эксперимента с одинаковой скоростью, то есть его приспособленность не изменилась. Виды B, C и D успешно адаптировались к искусственной среде и к концу эксперимента стали размножаться в чае достоверно быстрее, чем в начале.

Судьба микробов, эволюционировавших в смешанной культуре, оказалась иной. Виды A, B и C практически разучились жить в одиночку: к концу эксперимента они почти не могли размножаться в чистом буковом чае, не содержащем других бактерий. Их приспособленность к этой искусственной среде резко снизилась по сравнению с дикими предками. Этот результат соответствует предположению о «компромиссе» между адаптацией к биотической и абиотической среде. Впрочем, вид D, эволюционируя в смешанной культуре, отлично приспособился не только к совместному, но и к одиночному существованию — даже лучше, чем тот же вид, эволюционировавший в монокультуре.

Чтобы расшифровать экологические взаимоотношения между подопытными штаммами, авторы использовали такой прием: они выращивали в чае один штамм, затем фильтровали и стерилизовали чай, после чего пытались вырастить в том же чае других бактерий. Если второй штамм рос в неиспользованном чае лучше, чем в использованном, из этого делался вывод, что первый штамм изменил среду неблагоприятным для второго образом (скорее всего, использовал часть ресурсов, необходимых второму штамму). Если же второй штамм в использованном чае рос лучше, чем в свежем, это трактовалось как признак адаптации второго штамма к первому (возможно, второй штамм научился использовать какие-то продукты жизнедеятельности первого).

Взаимовлияние четырех видов бактерий

Рис. 2. Взаимовлияние четырех видов бактерий (A, B, C, D). Синие стрелки — отрицательное влияние (вид, на который указывает стрелка, лучше растет в неиспользованной среде, чем в той, где раньше жил другой вид), красные — положительное (вид, на который указывает стрелка, быстрее размножается в среде, где есть продукты жизнедеятельности другого вида). Чем толще стрелка, тем сильнее выражен эффект. Ancestral — предковые штаммы, взятые из природных местообитаний; Monoculture — штаммы, эволюционировавшие в монокультуре; Polyculture — штаммы, эволюционировавшие в смешанной культуре. Изображение из обсуждаемой статьи в PLoS Biology

Оказалось, что взаимоотношения между предковыми («дикими») штаммами в основном антагонистические — скорее всего, они конкурируют друг с другом за ресурсы (рис. 2: на левой верхней диаграмме преобладают синие стрелки, соответствующие негативному влиянию бактерий друг на друга). Один лишь вид D не страдает от присутствия других бактерий, хотя сам он угнетает их рост. Возможно, это значит, что вид D использует более широкий спектр ресурсов, чем остальные виды.

Эволюция в монокультурах усилила нетерпимость бактерий к присутствию других видов (рис. 2, правая верхняя диаграмма). Теперь уже и вид D стал расти хуже в использованном чае, чем в свежем. Очевидно, это значит, что в монокультурах бактерии эволюционировали конвергентно, их экологические предпочтения сблизились, то есть они стали в большей мере использовать одни и те же ресурсы.

Эволюция в смешанной культуре привела к противоположному результату: во взаимоотношениях бактерий стало меньше антагонизма и конкуренции. В большинстве случаев отрицательное влияние сменилось на положительное (рис. 2, нижняя диаграмма: многие стрелочки из синих стали красными). Более того, виды B и C стали достоверно быстрее размножаться в использованном чае, где раньше жил любой другой вид, чем в свежем. По-видимому, это означает, что микробы адаптировались к совместной жизни, научившись использовать продукты жизнедеятельности друг друга.

Авторы также проанализировали изменения химического состава среды, где жили разные штаммы микробов, при помощи ЯМР-спектроскопии. Анализ подтвердил, что эволюция в монокультурах привела к сближению спектров потребляемых ресурсов у подопытных бактерий, тогда как эволюция в смешанной культуре, напротив, способствовала расхождению этих спектров, то есть «развела» виды по разным нишам, что привело к ослаблению межвидовой конкуренции.

В смешанной культуре произошло в целом больше эволюционных изменений, затронувших обмен веществ, чем в монокультурах. В частности, бактерии вида A в смешанной культуре к концу эксперимента стали производить вдвое больше ацетата и выделять формиат вместо того, чтобы поглощать его, как делал предковый штамм данного вида. Вид B стал использовать почти вдвое больше холина, формиата и лактата, а также начал потреблять сукцинат вместо того, чтобы выделять его. Вид C, в диком состоянии выделявший ацетат, начал его поглощать. Вид D, исходно потреблявший лактат и выделявший ацетат, стал, наоборот, первое вещество выделять, а второе — поглощать. Можно заметить, что эти изменения согласуются с гипотезой о том, что бактерии в смешанных культурах научились использовать продукты жизнедеятельности друг друга: в ряде случаев то, что одни виды стали усиленно производить, другие стали усиленно потреблять. Этот вывод подтверждается также статистическим анализом концентраций органических веществ в средах до и после того, как там жили те или иные штаммы.

Напоследок авторы измерили продуктивность смешанных сообществ, составленных из четырех видов бактерий, эволюционировавших по отдельности или вместе. Во втором случае продуктивность сообщества оказалась существенно выше (ее определяли по скорости производства CO2). Таким образом, взаимное приспособление бактерий друг к другу дало положительный результат на уровне экосистемы: сообща они стали более эффективно разлагать органику, присутствующую в буковом настое (см. также: Экспериментально подтверждено влияние видообразования на свойства экосистем, «Элементы», 06.04.2009).

Полученные результаты показывают, что межвидовые взаимодействия сильно влияют на эволюцию организмов при изменении абиотических условий. Одно и то же изменение среды может привести один и тот же исходный вид к совершенно разным эволюционным результатам в зависимости от того, есть ли поблизости другие виды живых существ. Никто в этом, собственно, и не сомневался, но столь наглядно продемонстрировать этот эффект в эксперименте удалось впервые.

Кроме того, исследование показало, что межвидовые взаимодействия могут ускорять эволюцию: в смешанных культурах все подопытные виды изменились значительно сильнее, чем в монокультурах. В полном соответствии с теоретическими ожиданиями, жизнь в разнообразном сообществе способствует «разделению труда», то есть разводит виды по разным нишам — отбор поддерживает мутации, помогающие ослабить конкуренцию за ресурсы. Кроме того, виды начинают использовать вещества, выделяемые другими видами. Это соответствует представлениям о том, что эволюционирующие виды могут создавать новые ниши друг для друга (см.: Цепная реакция видообразования, «Элементы», 11.02.2009). Напротив, эволюция в условиях изоляции создает предпосылки для сближения экологических предпочтений: в отсутствие видов-конкурентов эволюционирующие штаммы могут попытаться занять одни и те же удобные места в «экологическом пространстве». Как тут не вспомнить многочисленные примеры параллельной эволюции на изолированных островах (см.: Видообразование на разных островах идет параллельными путями, «Элементы», 15.03.2007).

Разумеется, бактериальное сообщество, использованное в исследовании, намного проще природных микробных сообществ. В одном древесном дупле, скорее всего, живут тысячи видов микроорганизмов, и происходящие там эволюционные процессы могут быть гораздо сложнее воспроизведенных в эксперименте. И всё же, по сравнению с классическими эволюционными экспериментами на изолированных видах, данная работа представляет собой важный шаг к пониманию реальных эволюционных процессов в природных экосистемах.

Источник: D. Lawrence, F. Fiegna, V. Behrends, J. G. Bundy, A. B. Phillimore, et al. Species Interactions Alter Evolutionary Responses to a Novel Environment // PLoS Biology. 2012. V. 10(5). P. e1001330.

Александр Марков


21
Показать комментарии (21)
Свернуть комментарии (21)

  • Алексей Гиляров  | 21.05.2012 | 10:05 Ответить
    Очень важное исследование с неожиданным (для меня по крайней мере) результатом. Анализ сообществ деревьев тропического леса свидетельствует о том, что разные виды, занимая очень близкие ниши, могут сосуществовать, поскольку силы их конкурентного взаимодействия (отрицательного воздействия друг на друга) примерно равны. Хотя какую либо экспериментальную проверку этого трудно осуществить. Здесь же мы видим эволюцию, направленную на извлечение пользы от потенциальных конкурентов. В случае прокариот (бактерий) такой результат наверное легче достичь, чем в случае эукариот с их большей стабильностью, способностью противостоять изменениям. Эта работа очень бы понравилась Георгию Александровичу Заварзину, которого, увы, уже нет с нами...
    Ответить
    • Imperor > Алексей Гиляров | 21.05.2012 | 12:52 Ответить
      "...Эта работа очень бы понравилась Георгию Александровичу Заварзину..."

      Я не знаю, насколько понравилась бы Георгию Александровичу исходная работа британских исследователей, но вот в том, что ему понравилась бы заметка Александра Маркова - немного сомневаюсь.
      Автор заметки всё время говорит о какой-то эволюции. Такое ощущение, что он всё время спорит с кем-то, и этому "кому-то" всё время доказывает, что "эволюция - это факт", причем именно эволюция по механизму естественного отбора...

      Между тем, довольно странно "доказывать эволюцию" на примере бактерий - т.е. на примере самой одиозной (в этом отношении) группы живых организмов. Ведь известно, что по крайней мере, некоторые (известные нам) группы бактерий - не изменились вообще никак с самого их возникновения. Т.е. вообще никакой эволюции за 2 млрд. лет.

      Например, вот что говорил по этому поводу сам Г.А. Заварзин:
      http://vivovoco.rsl.ru/VV/JOURNAL/VRAN/ZAV.HTM
      "При разнообразии в деталях циано-бактериальные сообщества сохраняют свою архитектуру и состав на протяжении всей геологической летописи. Более того, микропалеонтологи утверждают, что микрофоссилии цианобактерии, возраст которых более 2 млрд. лет, можно классифицировать по современным определителям синезеленых водорослей. Не происходило ни изменений, ни эволюции, выходящей за рамки изменчивости, приуроченной к местообитаниям..."

      Весьма странно "доказывать эволюцию" (да еще и в течение 70 поколений!) на примере группы, которая вообще никак не эволюционировала (по факту) за последние 2 млрд. лет.
      По сути, всё "доказательство эволюции" идет на основе того фактического материала (наличия достаточно мощного потенциала адаптивной изменчивости у бактериальных колоний), который Г.А. Заварзин назвал "изменчивостью, приуроченной к местообитаниям".

      P.s. Вообще, весьма странно читать все эти "доказательства эволюции по механизму естественного отбора" в то время как биология уже накопила вполне достаточно фактических данных, чтобы сделать вывод, что если естественный отбор и приводит к каким-то эволюционным изменениям, то уж "основным двигателем макроэволюции" (и тем более, единственным) - он являться никак не может.
      Ответить
      • Алексей Гиляров > Imperor | 21.05.2012 | 13:12 Ответить
        Думаю, Вы все же неправы. Почитайте в высшей степени замечательные работы Ричарда Ленского. Многое найдете даже в открытом доступе. Эволюция у бактерий все время происходит, отбор все время идет... Другое дело, что он часто меняет направление (при изменившейся ситуации). Не следует ожидать появления в результате этой эволюции новых эукариот и превращения последних в новых многоклеточных. Такое крайне маловероятно. Эволюция бактерий с нашей точки зрения - оппортунистическая, сводящаяся к быстрым ответам на меняющуюся среду, но она конечно есть. Еще раз советую почитать работы Ленского.
        Ответить
        • Imperor > Алексей Гиляров | 21.05.2012 | 13:41 Ответить
          1. Так получилось, что я уже разбирался (с посторонней помощью, т.к. я не молекулярный биолог) с результатами работ Ленского. И к сожалению, при ближайшем рассмотрении выглядят они совсем не так "победно", как об этом принято говорить:

          а) Большинство мутаций там имели мелкий приспособительный характер, т.е. не выходили за рамки той самой "изменчивости, приуроченной к местообитаниям", о которой говорил Г.А. Заварзин. На мой взгляд, доказывать на основе подобной адаптивной изменчивости популяций - макроэволюцию - это экстраполяция недопустимого масштаба.
          Тем более, что мы просто знаем (см. выше цитату Заварзина), что такая изменчивость у цианобактерий вообще ни к чему серьезному не привела (в эволюционном смысле) по факту (!) за последние 2 млрд. лет.

          б) Вы объясняете этот удивительный факт "оппортунистическим характером эволюции у бактерий" и "изменением направлений отбора". Но это ведь, по сути, просто ad-hoc гипотеза, объясняющая, почему столь быстро эволюционирующие организмы вопреки теоретическим ожиданиям (!) вообще никак не эволюционировали (по факту).
          Более того, если теперь перенести Вашу гипотезу на каких-нибудь тигров (или на баобабы), то станет непонятно, каким образом эти тигры стали тиграми (а баобабы - баобабами), при их мизерной скорости размножения и ничтожной (по сравнению с бактериями) численности популяций.
          Ведь при их численности популяций, пока там у них (в этих популяциях) что-нибудь полезное случайно возникнет... и при мизерной скорости размножения - пока это "что-нибудь" у них отберётся... Как говорится, за это время "или визирь помрёт, или ишак сдохнет" (С) - т.е. условия среды поменяются много раз.

          в) Единственным примером "макроэволюционных" изменений в эксперименте Ленски было то, что кишечная палочка на каком-то там X-тысячном поколении вдруг "научилась есть цитрат". Но (как мне объяснили), реальность, на самом деле, такова, что кишечная палочка - всегда умела есть цитрат. Просто этот механизм у неё в определенных условиях блокируется (возможно, кислородом). И вот на каком-то поколении, у данных бактерий просто произошла мутация, которая поломала (!) этот блокирующий механизм. И вот таким образом кишечная палочка и "научилась" есть цитрат.
          Таким образом, эксперименты Ленского, скорее наоборот, показали всю "нищету" предлагаемого механизма (эволюции под действием естественного отбора). Если колониям кишечной палочки с их миллиардами (!) особей понабились десятки тысяч поколений, чтобы просто сломать (случайной мутацией) ненужный (в данных условиях) блокирующий механизм... то как можно говорить об эволюции по этому же механизму высших животных с их ничтожными (в сравнении с бактериями) численностью популяций и скоростью размножения с одной стороны, и огромным числом сложнейших морфологических признаков - с другой стороны?

          2. Однако лично я не микробиолог и не биохимик. Мне гораздо ближе "полевая биология". Поэтому для меня вообще такие (микробиологические) аргументы весят гораздо меньше, чем экологические данные.
          У теории естественного отбора есть один очень четкий критерий фальсификации - если в природе мы найдем такой организм, у которого имеются сложные (или громоздкие) признаки, которые вредны (!) для этого организма, то такой факт будет опровергающим для теории естественного отбора. Ибо эволюция в ходе "преимущественного выживания более приспособленных" не может порождать вредные признаки.
          И поскольку в живой природе такие виды (с вредными признаками) - довольно многочисленны, то это (для меня) и является прямым опровержением теории естественного отбора.
          Ответить
          • Александр Марков > Imperor | 21.05.2012 | 20:45 Ответить
            Вы же биолог вроде бы, так опубликуйте свои "прямые опровержения теории естественного отбора" в каком-нибудь рецензируемом журнале с приличным рейтингом. Или вот в PLoS Biology опровержение пошлите (в оригинальной статье термины "эволюция", "эволюционный" употреблены около 60 раз). Или вы считаете километровые каменты на научно-популярном сайте оптимальным методом научной полемики?
            Ответить
            • dasem > Александр Марков | 22.05.2012 | 07:23 Ответить
              Если Imperor считает, что надо разбираться с примерами прогрессивной эволюции (приводящей к ароморфозам или фульгирациям (по К.Лоренцу))--то есть появлением крупных изменений, то я могу его поддержать. В работе не сделано шагов к пониманию механизмов возникновения кооперативности. Можно и фасоль без бактерий симбионтов на гидропонике выращивать, а потом "открыть" что вместе с бактериями она немного другая, а значит эволюционирует.
              Чтобы не писать километр, как пример возникновения кооперативности предлагаю рассмотреть возникновение альтруизма (я оставлял коммент пару лет назад)
              То, что "термин" эволюция упомянут 60 раз--это стилистический минус, значит его повторяли как мантру (может, чтобы легче в журнал попасть). Минусом является и традиция биологов делать по 200 ссылок после каждой статьи--но это приводит к раздутому импакту биологических журналов и "закреплено отбором".
              Ответить
              • Бруней > dasem | 22.05.2012 | 07:41 Ответить
                Так работа о другом. О разнице между эволюцией видов "в вакууме" и сообществ.
                Термин "эволюция" таков, что его нельзя заменить синонимом, ибо нету.
                Нету никаких "200 ссылок" в биожурналах. Просто биологов вообще суммарно больше - и больше трансдисциплинарных исследований, чем, скажем, у физиков или геологов.
                Ответить
            • Бруней > Александр Марков | 22.05.2012 | 07:26 Ответить
              Вот-вот. Или хотя бы в Medical Hypothesis. Там по праздникам даже СПИД-диссидентов публикуют. Или вон Михаил Шерман смог опубликовать наукообразную гипотезу о сотворённом геноме.
              А пока - одна желчь и обида на жизнь.
              Ответить
          • dasem > Imperor | 22.05.2012 | 07:08 Ответить
            "кишечная палочка на каком-то там X-тысячном поколении вдруг "научилась есть цитрат". Но (как мне объяснили), реальность, на самом деле, такова, что кишечная палочка - всегда умела есть цитрат"
            Есть пример и поинтереснее--бактерии не едят фенол(эти условия за миллиарды лет нигде не возникали), а вот для очистки сточных вод вывели штамм, который использует фенол как основной источник углерода. Внедрено в Кемерово, на "Коксохиме".
            Ответить
            • Imperor > dasem | 22.05.2012 | 11:01 Ответить
              Это еще что. Мне рассказывали, что наша печень тоже успешно справляется с большим числом новых веществ, с которыми она (наша печень) тоже до этого никогда не сталкивалась за все "миллиарды лет эволюции" :)

              А вот здесь древние бактерии неожиданно оказались столь же устойчивы к современным антибиотикам (с которыми они никогда не сталкивались), что и современные бактерии: http://lenta.ru/news/2012/04/12/antibiotics/

              Причем здесь вообще всё, как хочет Александр - статья опубликована именно в PLoS ONE :)

              А вообще (я уже точно не помню), вроде бы, известны какие-то действительно доказанные отдельные случаи возникновения каких-то новых генов у бактерий.
              Но честно говоря, меня такие примеры не слишком интересуют.
              Я (еще раз повторюсь) - не могу понять, как можно "доказывать эволюцию" на примере таксона, который морфологически вообще никак не изменился за последние 2 млрд. лет, если нас, в первую очередь, теория эволюции интересует постольку, поскольку она призвана объяснять наличие в живой природе потрясающего разнообразия форм.
              Вот примеры именно изменения форм (под действием естественного отбора) - и надо в природе разыскивать и использовать их в качестве "доказательства эволюции". И даже этого еще недостаточно, потому что это может быть лишь частным случаем. Т.е. (допустим) на фоне массовой эволюции форм по каким-то еще неизвестным законам... в том числе, иногда и естественный отбор срабатывает.
              К сожалению (насколько мне известно), имеется просто поразительный дефицит строго установленных примеров изменения форм именно под действием естественного (и особенно полового) отбора.
              Ответить
              • Вячеслав Рогожин > Imperor | 22.05.2012 | 12:37 Ответить
                Насчет устойчивости к ряду "как бы новых" веществ - здесь, кстати, надо учесть обилие так называемой "мусорной" ДНК, которая хранит былые эволюционные наработки в метилированном или иными способами "отключенном" виде. Мы же не знаем, чем те же бактерии травили друг друга миллиарды лет назад! Нынешние антибиотики - возможно, один из стандартных ядов, когда-то использованных одними формами жизни, против которых нашли защиту другие - а когда защита стала не нужна, соответствующие гены были "отключены", возможно, повреждены. НО НЕ ИСЧЕЗЛИ. Теперь они "включаются" вновь...
                Ответить
      • Вячеслав Рогожин > Imperor | 22.05.2012 | 12:26 Ответить
        Во-первых, с чего Вы взяли, что ВСЕ разновидности бактерий не изменились за 2 млрд. лет?:) Крайне медленно изменяются те, что УЖЕ замечательно приспособились к текущим условиям обитания - и даже незначительным их изменениям. Здесь механизмы приспособления, которые, в частности, обеспечивают эволюцию, обеспечивают как раз УСТОЙЧИВОСТЬ достигнутого результата. Во-вторых, где Вы видите эту замечательную приспособленность здесь? А раз ее нет - именно эти механизмы и обеспечивают эволюцию... Никакого противоречия, сударь. Ровно никакого!
        Ну и, наконец, о микро- и макроэволюционных изменениях. Макроэволюционные изменения как раз складываются из множества "микро" - в плане генофонда, конечно. Так что то, что мы наблюдаем ряд мелких - это как раз свидетельство "накопления" крупных изменений. Кроме того, существенные изменения уже на уровне организации как правило происходят за счет трансформации уже имеющихся органов под новые функции. Причем на уровне трансформации ДНК изменения, как правило, несущественные - зато органическая их реализация может оказаться оч-чень серьезной...
        Ответить
        • Imperor > Вячеслав Рогожин | 22.05.2012 | 13:38 Ответить
          ...Во-первых, с чего Вы взяли, что ВСЕ разновидности бактерий не изменились за 2 млрд. лет?..

          Я говорил не о всех разновидностях бактерий, а только о тех случаях, которые нам известны (ископаемые цианобактерии). И вот в этом (известном нам) случае, данные бактерии морфологически не изменились вообще никак за 2 млрд. лет. Они остались неизменными настолько, что их можно определять по современным определителям (см. выше приведенную цитату Заварзина).

          А вот дальше уже можно теоретически представлять себе некие НЕизвестные нам группы древних бактерий, которых изменения окружающей среды так замучили (то тепло, то холодно, то кисло, то щелочно), что им пришлось (в конечном итоге) эволюционировать в бабочек, китов, колибри и орангутангов... в то время, как у известных нам групп древних бактерий - те же самые изменения окружающей среды вообще не смогли сдвинуть их морфологию с мертвой точки хотя бы в сколько-нибудь заметной степени (и это у бактерий, для которых локальные изменения среды обитания случаются в миллионы раз чаще, чем у высших организмов).

          Но к сожалению, такое рассуждение (о неизвестных нам эволюционировавших группах), может оказаться просто теоретической спекуляцией, призванной объяснить, почему наши теоретические ожидания (эволюция за 2 млрд. лет) не сошлись с реальностью (неизменность бактерий в известных нам случаях). Как можно проверить подобные спекуляции фактами?
          Такие же спекуляции - и в отношении перехода "микро-" в "макро-". К сожалению, рассуждений (о такой возможности) много, а строго установленных биологических фактов - мало (точнее, поразительно мало).

          P.s. Вообще, лично я уже мало надеюсь во всём этом разобраться. Потому что:
          1. Имеются отдельные (к сожалению, очень малочисленные) факты, что эволюция идет - медленными темпами по механизму естественного отбора более приспособленных.
          2. Имеются отдельные противоположные факты, указывающие на то, что эволюции вообще не было.
          3. Имеется ряд фактов, указывающих на то, что эволюция идет, причем идет сверхбыстрыми темпами, явно не по дарвиновскому механизму.
          Как можно совместить столь противоположные факты, лично я пока не представляю.
          Ответить
          • Вячеслав Рогожин > Imperor | 22.05.2012 | 19:59 Ответить
            Так Imperor, вот Вам и конкретные факты, продемонстрированные в данной статье: эволюция бактерий ИДЕТ. И одновременно факт: ряд бактерий за миллиарды лет изменились МАЛО (согласитесь - данные насчет того что НЕ ИЗМЕНИЛИСЬ ВООБЩЕ попросту отсутствуют - у нас НЕТ штаммов именно древних бактерий - есть те, которые мы ИДЕНТИФИЦИРУЕМ, как близкие к имевшим место быть когда-то...). И я Вам как раз указывал на то, что и в основе быстрых, зафиксированных в эксперименте, изменениях, и в крайне медленной изменчивости (в пределах ошибки измерений, конечно - в том числе и интерпретации "древности", указанной ранее) могут лежать одни и те же причины: природа "от балды" не изменяется. Если изменения вредны в данной ситуации - они отметаются эволюцией. И если цианобактерии, к примеру, хорошо приспособлены к своей экологической нише - сколь бы то ни было крупных изменений ждать трудно. К тому же есть откровенная ложь, навязываемая ныне через СМИ: будто образование нового вида "с точки зрения эволюции" должно вести к уничтожению прежнего. Ничего подобного - за исключением т. н. "бутылочного горлышка" и некоторых подобных случаев новый вид просто занимает новую же экологическую нишу, а старый... Продолжает существовать! Так что новые-то виды действительно могли преобразоваться хоть в слона, хоть в человека в итоге. Но цианобактерии как жили, так и живут... Никаких противоречий! А насчет чрезвычайно быстрого приспособления - собственно, это опять же может быть как "пробуждение старого", отметенных ранее уже излишних признаков, вдруг ставших нужными вновь (если они зафиксированы в заметилированных или иным способом запертых генах), ну и, конечно же, открываемые ныне механизмы обратной связи - когда генофонд за счет гормонального ли состава находящегося в состоянии эволюционного стресса вида, или иного маркера, частично дестабилизируется, порождая ряд мутаций в определенных участках ДНК, изначально приспособленных для подобных вариаций (тех, что, в частности, не содержат информацию о признаках, вариация коих с огромной вероятностью ведет к гибели - что, впрочем, не исключает и в корне случайных мутаций). Собственно, даже последний случай ничуть не противоречит эволюционной теории - всего лишь очередной способ приспособления, выживания в критической ситуации - и сохранения устойчивости в мало меняющейся обстановке. Кстати, деятельность человека является одним из дестабилизирующих факторов - короче, ждем-с усиленного мутагенеза:)))
            Ответить
            • Imperor > Вячеслав Рогожин | 23.05.2012 | 18:08 Ответить
              ...вот Вам и конкретные факты, продемонстрированные в данной статье: эволюция бактерий ИДЕТ...

              Понимаете, всё зависит от того, что мы будем понимать под термином "эволюция". Можно вообще не мучить микробов, а посчитать "доказательством эволюции" наличие у родителей детей, которые не идентичны их родителям (следовательно, эволюция налицо).
              В отношении "эволюции, идущей у бактерий" - мне кажется, я уже всё сказал и добавить мне нечего. Я не понимаю, как можно считать, что эволюция у бактерий "идет", если мы знаем по факту, что эта "эволюция" не изменила морфологию бактерий вообще никак за последние 2 млрд. лет. На мой взгляд, такая "эволюция" примерно столь же интересна, как и "эволюция детей из их родителей" (см. выше).
              Ответить
              • Paka Shume > Imperor | 31.05.2012 | 01:23 Ответить
                >Можно вообще не мучить микробов, а посчитать "доказательством эволюции" наличие у родителей детей...

                Понимаешь, исследователи ни разу не собирались доказывать, что эволюция есть, потому что им, в отличие от всяких недоучившихся идиотов, это и так понятно. Их интересовал конкретный аспект того, КАК она происходит.

                >Понимаете, всё зависит от того, что мы будем понимать под термином "эволюция".

                Все вообще-то под эволюцией понимают процесс происхождения одних форм существ из других, приведший к возникновению всего биологического разнообразия этой планеты, если ты еще не в курсе.

                >... посчитать "доказательством эволюции" наличие у родителей детей, которые не идентичны их родителям

                Вообще-то ДА. Из двух простых фактов - изменчивости и наследственности абсолютно очевидно следует эволюция под действием естественного отбора. ЕЕ НЕ МОЖЕТ НЕ БЫТЬ. Если существуют изменения, существуют и положительные изменения. Их обладатели будут оставлять больше потомства. Если существует наследственность, то изменения будут передаваться — с большим количеством новые формы вытеснят старые.

                Если ты отрицаешь эволюцию и естественный отбор, ты отрицаешь, что дети похожи на родителей и при этом не идентичны им.
                Ответить
      • olegov > Imperor | 25.05.2012 | 20:38 Ответить
        Опять известный креационист Имперор пытается опровергнуть эволюцию...
        Ответить
        • Imperor > olegov | 26.05.2012 | 10:42 Ответить
          Опять неизвестный гражданин olegov отмахивается от проблемных фактов путем навешивания ярлыков.
          Ответить
          • Paka Shume > Imperor | 31.05.2012 | 01:52 Ответить
            Опиши свою теорию происхождения видов, мы с удовольствием поговорим о ее проблемных фактах.
            Ответить
    • iiinnn > Алексей Гиляров | 24.05.2012 | 03:26 Ответить
      "Здесь же мы видим эволюцию, направленную на извлечение пользы от потенциальных конкурентов."
      Возможно, только такая эволюция приводит к усложнению систем, т.е. является эволюцией в полном смысле этого слова. Если действительно эукариоты возникли из вирусов и прокариот (первоначально вирусы вроде бы использовали бактерий как условную "жертву", затем стали симбионтами, затем единым организмом), тогда все укладывается в рамки данного исследования. Таких примеров достаточно много - лишайники возникли из грибов и водорослей, многоклеточные - из колоний клеток.
      Иными словами, в живых системах противоречия (конкуренция) является движущей силой изменений, но сами изменения приводят к усложнению, когда антагонисты начинают "сотрудничать".
      Ответить
  • hovakimzakaryan  | 08.06.2012 | 01:50 Ответить
    Imperor, все ваше суждение основано на незнание. Почитайте хотя бы это
    'The origin of multicellularity in cyanobacteria'
    http://www.biomedcentral.com/1471-2148/11/45
    Ответить
Написать комментарий


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»