С точки зрения птиц, люди – дальтоники

логотип Epoch times

Долгое время вопрос о том, как в результате случайных изменений (мутаций) в геноме живых существ появляется новая информация, оставался открытым. Однако ученые все-таки смогли разгадать, как происходит расширение и пополнение генома. Один из самых важных механизмов получения новой информации – это процесс удвоения генов.

О нем рассказывает доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Палеонтологического института РАН Александр Марков.

– Как новые открытия в области генетики позволяют понять механизм появления новых генов и новых свойств в организме?

– Один из самых типичных аргументов людей, которые отрицают эволюцию, звучит примерно так: мы не можем себе представить, как в результате случайных мутаций в геноме может возникать новая информация. Многим интуитивно кажется, что случайные изменения, вносимые, например, в некоторый текст, не могут создать новую информацию. Они могут вносить только шум или хаос. Между тем науке на сегодня уже очень хорошо известно, каким образом в ходе эволюции возникает новая информация в геноме, новые гены, новые функции, новые признаки у организма и так далее. И один из самых важных механизмов возникновения новой генетической информации – это удвоение генов и последующее разделение функций между ними. Идея очень простая: был один ген, стало два в результате случайной мутации. Сначала гены одинаковые. А потом в результате накопления случайных мутаций в двух копиях этого гена они становятся немножко разными, и возникает шанс, что они разделят между собой функции.

– Приведите пример, возникновения нового гена.

– Сейчас появилось много хорошо изученных примеров. Вообще сама по себе эта идея достаточно старая, еще в 1930 годы великий биолог, генетик Джон Холдуин предположил, что дупликация, то есть удвоение генов играет важную роль в появлении эволюционных новшеств. А в последние годы в связи с развитием молекулярной генетики, прочтением геномов появилось очень много убедительных примеров, хороших иллюстраций того, как на самом деле это происходит. Один из самых ярких, связан с эволюцией цветного зрения у млекопитающих, точнее, даже шире можно сказать – у наземных позвоночных. Когда наземные позвоночные только появились, вышли на сушу в девонском периоде, у них было еще возникшее на уровне рыб так называемое тетрохроматическое зрение. Что это значит? Цветовое зрение определяется светочувствительными белками сетчатки – есть такие клетки-колбочки, которые отвечают за цветное зрение и в этих колбочках есть светочувствительные белки, они называются опсины. У рыб, от которых произошли позвоночные, и у первых наземных позвоночных было четыре таких опсина. Каждый опсин настроен на определенную длину волны.

– Можно ли сказать, что рыбы видят ровно четыре цвета?

– Это не значит, что данный опсин реагирует только на данную волну, это значит, что данная длина волны сильнее всего возбуждает этот опсин, а чем сильнее отличается длина волны, тем слабее он реагирует. Тетрахроматическая система цветного зрения – это очень хорошая система, она дает очень четкое различение оттенков всего спектра, и у многих современных позвоночных она так и сохранилась, например, у птиц. Птицы прекрасно различают оттенки, по-видимому, лучше, чем мы. Многие видят в ультрафиолетовом диапазоне, у некоторых видов есть ультрафиолетовые узоры на оперенье. И возможно птицам показалась бы крайней убогой система передачи цвета нашими телевизорами и мониторами. Потому что у нас используется трихроматическая система, смешение трех цветов – наше зрение устроено так же. У птицы четыре, а не три.

– То есть люди по сравнению с птицами видят мир примитивнее.

– С точки зрения птиц мы немножко дальтоники. У человека, как я уже сказал, трихроматическая система – три опсина, настроенные на три разных волны. Один на синий цвет, другой на зеленый и третий, сдвинут в сторону желтого. Но самое интересное заключается в том, что другие млекопитающие, кроме людей и обезьян, имеют дихроматическое зрение, у них только два опсина. У них нет третьего, который ближе всего к красному концу спектра, и они, поэтому, отличают синий от зеленого, но они не отличают зеленый от красного. Как же это получилось? Почему млекопитающие потеряли два опсина?

Известно, что у предков было четыре, а у млекопитающих осталось два опсина. По всей видимости, утрата двух опсинов была связана с тем, что млекопитающие перешли к ночному образу жизни, еще на заре своей истории. Почему они перешли к ночному образу жизни? Это было связано с перипетиями долгой конкурентной борьбы между двумя основными эволюционными линиями наземных позвоночных.

Естественный отбор не может заглядывать в будущее, он работает так: либо ты пользуешься геном, либо его теряешь. Если ген не нужен здесь и сейчас, то мутации, которые возникают и портят его, не отсеиваются отбором, и ген рано или поздно выходит из строя.

– Потеря генов, вероятно, направлена на сохранение любых сил в организме, на максимальную экономию, максимальную эффективность, то есть ничто не должно работать вхолостую в нашем организме.

– В принципе да, конечно, это экономия – лишний белок не синтезируется. Надо сказать, что вообще в организме синтезируется много лишних белков, которые стали ненужными, но еще не успели отмереть, это не так быстро происходит, но, в конце концов, происходит. Сначала думали, что оба опсиновых гена были утрачены предками млекопитающих или первыми млекопитающими очень быстро и одновременно практически. Сейчас в геноме утконоса – а это представитель самых примитивных млекопитающих, нашелся один из потерянных генов. То есть у утконоса еще три опсина, у более продвинутых млекопитающих только два. Гены терялись, таким образом, по очереди. Общий предок млекопитающих еще имел три опсина, а плацентарные и сумчатые, исключая яйцекладущих утконоса и ехидну, только два опсина.

Источник: Svobodanews.ru

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ -

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ!

Вас также может заинтересовать:

  • Большой адронный коллайдер отключен из-за аварии
  • Расположена ли память за пределами мозга?
  • В марсианской арктике появились пылевые смерчи
  • Детектор скрытых камер
  • Креветкам удалось выжить в космосе
  • Комментарии:
    Рекомендуем