А нафиг оно все надо

[latentbird]

Одна из лекций на конференции называлась Evolution of developmental gene expression programs (Эволюция экспрессии генов, отвечающих за развитие - совсем не уверена в правильности перевода :( ), читал Итай Янай ( описание проекта под заголовком Evo-Devo). Они сравнивали экспрессию генов в зародышах червей разных видов, имеющих, однако очень схожее строение. Оказалось, что картина у разных видов сильно отличается, то есть если посмотреть, как экспрессируется один и тот же ген в разных видах на разных стадиях развития зародыша, то картина получится разная, а результат одинаковый. Возникает вопрос, зачем это разнообразие на уровне экспрессии, если, в результате получается одинаковая морфология. Конечно, можно предположить, что это и есть та самая evolvability (тут я вообще не могу перевести), когда различия, вроде бы нейтральны, но дают возможность быстрого приспособления "если что"... С другой стороны, механизм пролиферации клеток кажется таким тонким, что то, что разные сочтания экспрессии генов дают одинаковый результат, кажется странным. С третьей стороны, и это то, что он говорил в перерыве, отвечая на вопросы, различия, конечно, есь, но они кажутся несущественными. Однако, мы не можем знать, какие различия важны, а какие - нет.

Comments

[tseytlin.livejournal.com]

А вот у меня вопрос. Обывательский.
Как можно посредством теории эволюции объяснить тот факт, что формы жизни постоянно усложняются?
Ведь это же противоречит законам природы.
Ведь если принять, что целью эволюции является оптимальное приспособление к меняющимся условиям, то тогда в самом выгодном положении оказываются простейшие!

[latentbird.livejournal.com]

Нет, не противоречит. Если взять один вид простейших, а для убедительности, бактерий, которые есть, вообще, везде, то он узко специализирован к той среде, в которой обитает, а к примеру, крыса, или таракан, могут жить, причем вполне комфортно, в широком спектре условий. Вообще, бактерии достигли своего эволюционного потолка именно в результате этой специализации к очень определенным условиям среды. Это, почему бактерии не есть лучший вариант развития.
Преимущества многоклеточности в специализации клеток (разделение труда, ага), когда каждая клетка "заточена" под определенную функцию, она ее выполняет гораздо лучше, чем универсальная клетка. Кроме того многоклеточность дает redundancy, если одна или несколько клеток, выполняющих определенную функцию погибают, то остальные дают "запас прочности", пока организм восстановит функцию. Понятно, что в одноклеточном организме, если клетка погибает, то погибает.
Сложность и специализация позволяют, также, некие излишества - нейтральные изменения строения и механизмов, позволяющие быстро приспособиться "если что"
Как-то так...

[tseytlin.livejournal.com]

Наконец-то я получил квалифицированный и понятный ответ!
А то обычно все эти разговоры заканчиваются на том, что собеседник не знает, что такое "энтропия" :)

[latentbird.livejournal.com]

Ну, я знаю, что такое энтропия :) И, если честно, первый вариант ответа был именно такой, но, мне кажется, что в этом случае это было бы отмазкой :) А в двух словх, ответ том, что усложнения - самый простой способ обеспечить высoкую приспособляемость к изменяющимся условиям.

[tseytlin.livejournal.com]

усложнения - самый простой способ обеспечить высoкую приспособляемость к изменяющимся условиям

Потрясающе. Мне эта простая мысль почему-то до сих пор не приходила в голову.
Буду теперь её думать :)

[latentbird.livejournal.com]

:)

энтропия

[bragilevsky.livejournal.com]

Это какой такой первый вариант ответа? :-)

Re: энтропия

[latentbird.livejournal.com]

Увеличение сложности системы с одной стороны ведет к увеличению ее структурированности (энтропия уменьшается), а с другой стороны, к увеличению числа и разнообразия компонентов, которые, для возможности реакции на большее количество сигналов, начинают использовать стохастические структуры (например, белки, третичная структура которых определяется только во время взаимодействия с партнером, а не на основе аминокислотной последовательности, как это принято в классической биохимии), т.о. энтропия возрастает, в сумме энтропия более сложных биологических систем растет.

Re: энтропия

[bragilevsky.livejournal.com]

О какой энтропии речь? :-)

Re: энтропия

[latentbird.livejournal.com]

Статья Энтропия в Википедии дает несколько подходящих к случаю определений:
Энтропия динамической системы — в теории динамических систем, мера хаотичности в поведении траекторий системы - строение белков с не строго заданной структурой.
Энтропия в биологической экологии — единица измерения биологической вариативности - ну, тут все понятно.
А есть еще вот такая статья (http://en.wikipedia.org/wiki/Entropy_and_life), в которой таки описывается решение нашего парадокса.
Ну, и дальше по ссылкам.

пролиферация клеток

[bragilevsky.livejournal.com]

"С другой стороны, механизм пролиферации клеток кажется таким тонким, что то, что разные сочтания экспрессии генов дают одинаковый результат, кажется странным." - вот, я давно жду у моря погоды, когда био-науки, наконец, вооружившись суперкомпьютерами и пограничными мозгами, способными к построению соответствующих алгоритмов, ответят, что такое форма :-)

Re: пролиферация клеток

[latentbird.livejournal.com]

В той монографии, cсылку на которую вы дали, есть теория креодов - русел, по которым может развиваться форма. Вполне, на мой взгляд, красивая модель.

Re: пролиферация клеток

[bragilevsky.livejournal.com]

До построения детального физико-химического алгоритма от теории ещё очень далеко :-) Нужно найти и вырастить пограничные мозги, и изобрести и построить достаточно мощный компьютер. Всё это требует бюджета CERN :-)))

Re: пролиферация клеток

[latentbird.livejournal.com]

Фундаментальная наука всегда требует денег без немедленной отдачи.