Embedded Files
Представим, что Чарльз Дарвин на самом деле был человеком, подобно герою фильма «Человек с Земли». Никто не знает, что он живет уже много тысяч лет и имя Чарльза Дарвина было одним из множеств его воплощений. И вот, в 21 веке, он уже под другим именем, участвует в передаче, в которой обсуждают некогда написанную им книгу, «Происхождение видов путем естественного отбора». Собственно, я бы хотел рассмотреть небольшой отрывок из такой передачи, в котором обсуждается ⅩⅣ глава вышеуказанной книги. Далее В – ведущий, э – эксперт, которым и является Чарльз Дарвин.
В: - И так, дорогие зрители, мы уже в конце нашего пути. Теперь мы перейдем к последней, ⅩⅣ главе в книге: «Взаимное сродство организмов; Морфология; Эмбриология; Рудиментарные органы». Как и в случае с предыдущими главами, мы будем спрашивать приглашенного эксперта, который поможет нам лучше разобраться в них с точки зрения современной науки. Что же, думаю стоит начать, как и у автора, с обсуждения классификации. На сколько Чарльз Дарвин был прав и какими методами пользуется современная наука. Слово нашему эксперту.
Э: - И снова здравствуйте, дорогие зрители. Думаю, можно уверенно сказать, что мистер Дарвин был абсолютно прав, ведь в основе классификации и в данный момент должен лежать принцип общности происхождения. В своей книге он пишет, что для целей классификации это имеет важнейшее значение, ведь нельзя просто имея внешнее сходство говорить о родстве видов. В его время, такие великие натуралисты как Мильн Эдвардс и Агассиц отстаивали мнение, что эмбриональные признаки наиболее важны при классификации, хотя сам многоуважаемый мистер Дарвин говорил, что значение данных признаков иногда весьма преувеличивали. Собственно, нужно разделять истинное сходство, и сходство по аналогичным признакам, которые могли возникнуть в результате приспособления вида. Мистер Ламарк можно сказать первым обратил внимание на приспособительные сходства. Собственно, систематика, созданная Карлом Линнеем, была весьма хороша и позволила биологии в свое время стать наукой, но к сожалению, из-за того, что он опирался и на внешнее сходство в том числе, ошибки у него встречались – к примеру, он принял из-за этого насекомое из семейства Homoptera за моль. После того, как мистер Дарвин написал в своей книге, что в основе систематики все-таки должна лежать общность происхождения это привело к появлению, по сути, новой эпохи в систематике. Мой последователь, простите, последователь Чарльза Дарвина, известный биолог Эрнст Геккель создал «генеалогическое дерево», в которое он включил все крупные и известные виды на тот момент, а также предположил, расположении многих гипотетических групп, часть которых теперь нам известна, благодаря современным методам филогении и палеонтологии. В основании дерева, он мечтал поместить один организм, сейчас он имеет название last common ancestor. Так же в его дереве на данный момент имеются и тупиковые ветви развития.
В: - Ну а каким именно образом современная наука устанавливает общность происхождения?
Э: - Переходя непосредственно к современным методам классификации, хотелось бы рассказать про филогенетику, а именно про молекулярную филогенетику. Ее создателем по праву является Карл Везе, он впервые показал, что 16S рРНК является консервативной для абсолютно всех известных форм жизни, и на основании ее анализа смог построить трехдоменное древо жизни, что безусловно являлось огромным прорывом в эволюционной теории. Также Карл Везе выделил новый, до этого не известный домен – археи. Изначально он работал с 5S рРНК, но вскоре понял, что из–за своих малых размеров он не сильно информативна, после чего он начал работать с 16S рРНК, и уже на ее основе создал универсальное филогенетическое дерево. На данный момент его концепции развиваются все большим количеством ученых.
В: - Спасибо огромное за рассказ, один из зрителей задает вопрос: «Что такое молекулярные часы и имеют ли они какое-то отношение к современной классификации?»
Э: - Отличный вопрос. Молекулярные часы, это такая модель, которая позволяет датировать филогенетические события. Он основывается на том, что эволюционно значимые мутации происходят с почти постоянной скоростью. Конечно, данный метод дает лишь приблизительные результаты, но на данный момент он используется учеными для оценки давности расхождения видов.
В: - Спасибо за ответ, у нас есть еще один вопрос от зрителя: «Скажите, а что на счет мимикрии, что это вообще такое??»
Э: - Спасибо за вопрос. В своей книге мистер Дарвин рассказывал про открытие английского естествоиспытателя Генри Бэйтса. Описанное им наблюдение за бабочками на Амазонке сейчас являются классическим примером мимикрии. Это так же появление схожего внешнего вида у отличающихся друг от друга видов, но не из - за условий, в которых они находятся, а как средство защиты. На данный момент известно много видов, которые используют данный механизм. Но четко можно проследить то, что подражатели и те, которым подражают всегда живут в одной области. Подражание может быть в абсолютно разных формах. Иногда, виды начинают подражать хищникам, что просто потрясает! Так, к примеру, бабочка Brenthia hexaselena из семейства Riodinidae подражают паукам Phiale formosa – тропические прыгающие пауки, известные на территории Коста – Рики хищники. Этот вид бабочек, не только просто копирует внешний вид пауков, но и что потрясающе – они пытаются копировать прыгающие движения пауков, с помощью похожего на эти движения полета. В статье, ученые провели эксперименты, взяв бабочек, про которых я говорил и пауков и посадили их в банку. И в 6% случаев, бабочки смогли убедить пауков, в том, что они их сородичи и даже начинали пугать хищников! Конечно, такой способ мимикрии встречается довольно редко, но все же это довольно яркий пример. Не менее интересный случай из себя представляет мимикрия у кукушек, а именно когда они подкладывают яйца в гнезда других птиц, они невероятно похожи на яйца тех птиц, к которым кукушка их подбросила. Можно сказать, это механизм выживания и у птиц происходить просто настоящая гонка вооружений. Одни с каждым разом все лучше учатся подделывать форму, цвет яиц, а вторые все лучше учатся распознавать подмену! Проведенные исследования эволюционного механизма этой мимикрии свидетельствуют о наличии корреляции между появлением яиц C. canorus и яйцами их хозяев в разных типах мест обитания и свидетельствуют о том, что мимика поддерживается строгими предпочтениями хозяев у каждой самки C. canorus при укладке.
В: - Это просто невероятно! А известно, за счет чего вообще происходит мимикрия?
Э: - Если говорить уже про молекулярные механизмы – то еще много чего неясно. В конкретных случах, уже многое известно - механизм работы мимикрии у самок бабочек рода Papilio polytes изучался, и было показано, что у них за этот процесс отвечает 1 ген – doublelesex. Подробно молекулярный механизм еще, к сожалению, остается не выясненным. Также ученые предположили, что данный полиморфизм у самок поддерживается за счет хромосомных инверсий. Этот полиморфизм контролируется одним аутосомным локусом H, а мимикриующий фенотип (генотип HH или Hh) является доминирующим. На данный момент есть две модели лежащего в основе гена, закодированного в локусе H: концептуальный «гиперген», состоящий из ряда соседних генов, тесно связанных друг с другом, или регуляторного гена, контролирующего несвязанные вниз гены, которые влияют на раскраску. Было показано, что суперген создается и фиксируется хромосомными перегруппировками в Heliconius numata, разновидности, проявляющие Мюллировскую мимикрию. Исследования, проведенные же для вышеупомянутого Papilio polytes позволяют предположить, что инверсия хромосомы Н-типа влияет на регуляцию соседних генов, даже для тех, кто находится за пределами инвертированной области.
В: - Что же, я думаю мы достаточно подробно постарались разобрать данный вопрос. У нас еще осталось несколько не менее важных тем для обсуждения, но времени, к сожалению, не так много.
Э: - Да, конечно, думаю стоит перейти к следующей теме.
В: - И так, если идти далее по главе, то мы плавно перейдем к морфологии. Меня всегда поражало, что ласты дельфинов и крылья летучих мышей имеют одинаковые кости и располагаются почти на тех же местах.
Э: - Да, собственно примеров гомологичных органов достаточно много. Как писал сам мистер Дарвин, на мой взгляд, эта фраза довольно хорошо характеризует, что же такое морфология – «Морфология представляет из себя один из самых интересных отделов естественной истории и, почти можно сказать, составляет ее подлинную душу». Морфология включает в себя невероятное количество интереснейших вещей. Весьма решительно предшественник Дарвина, французский зоолог Жоффруа Сент Илер отстаивал важность положения или соотношения гомологичных органов для морфологии. Передние и задние конечности у всех высших млекопитающих могут служить таким примером. Понятие гомологии в анатомии впервые было введено Р. Оуэном. Также он ввел понятие аналогичный органы. На данный момент появилось больше понятий, которые характеризуют степень эволюционной общности сравниваемых конструкций, т.е. разное соотношение в их эволюции двух отрезков проделанного ими исторического пути: отрезка, пройденного совместно, и отрезка, пройденного ими независимо друг от друга.
В: - А что на счет рудиментарных органов?
Э: - Что же, это довольно распространенное явление. В книге у мистера Дарвина приводится множество примеров. Рудиментарными органами по праву можно считать лишь те, которые совершенно или почти бесполезны для организма. Собственно, такими являются крылья у страусов, которые выполняют лишь роль паруса. Рудиментарные органы часто отличаются в степени своего развития или редукции, даже у особей одного вида. В книге мистера Дарвина это иллюстрируется на примере состояния крыльев у самок разноусых бабочек. В современном мире рудиментарные органы также изучаются. Я бы хотел, как пример привести исследования крыльев у птиц Эму. Было выявлено, что они сократили скелет крыла до 1 функциональной единицы, а в последующем ученые выяснили и остеологические, и миологические изменения, связанные с этим. Они получили довольно обширные данные, о том, какие вариации происходят с верхней частью коракоида, они получили данные об уменьшении количества мышц, связанных с крылом, что может служить доказательством того, что рудиментарные органы со временем удаляются с организмом, о чем мистер Дарвин также упоминал в своей книге. И в целом, анализ Чарльзом Дарвином рудиментарных органов и частей организма, в последствии сыграл важную роль в доказательстве происхождения человека от других представителей животного мира. Он говорил: «Невозможно назвать какое-либо из высших животных, у которого та или другая часть не была бы в рудиментарном состоянии». Не менее интересное исследование было проведено на растении «цветок Пенстемона», семейства подорожниковые, где изучали стаминодии - абортированные или стерильные тычинки. Ученые сравнили опыление цветков со стаминодиями и без них. Стаминодий действует по-разному у двух видов опыляемых пчелами : P. ellipticus, который представляет собой основную линию Penstemon, стаминодий препятствует доступу опылителя к нектару, что увеличивает продолжительность посещения и контакт опылителя с половыми органами, тем самым увеличивая прием пыльцы стигмами и контролируя удаление пыльцы из пыльников. Напротив, у P. palmeri стаминодий действует как рычаг, который усиливает контакт стигмы с опылителем, так что его удаление уменьшает прием пыльцы, но не влияет на привлечение опылителя, продолжительность посещения или удаление пыльцы. В результате оказалось, что потеря функций может быть и временной, т.к. в некоторых случаях стаминодии участвовали в процессе опыления. Также можно сделать вывод, что потеря функций, облегчает эволюцию новых ролей.
В: - Да, это невероятно увлекательно! Но к сожалению наше эфирное время подходит к концу, поэтому мы прощаемся с Вами, дорогие наши зрители, до новых встреч!
Э: - Да, до свидания дорогие зрители, закончить нашу программу хотелось бы словами великого ученого, Чарльза Роберта Дарвина -: «...Я не могу вспомнить ни единой первоначально составленной мною гипотезы, которая не была бы через некоторое время отвергнута или изменена мною. Порядочная доля скептицизма полезна представителям науки, поскольку позволяет избежать большей потери времени…». Помните, что в наше время постоянно появляются новые открытия, интересные вещи которыми хочется занимать, но не забывайте ставить дурацкие эксперименты, я и сам их любил ставить …
Список используемой литературы:
2. Osteology and myology of the wing of the Emu (Dromaius novaehollandiae), and its bearing on the evolution of vestigial structures Authors Erin E. Maxwell,Hans C.E. Larsson // Journal of morphology, Volume 268, Issue 5, May 2007 ,Pages 423–441.
3. Predator Mimicry: Metalmark Moths Mimic Their Jumping Spider Predators// Jadranka Rota ,David L. Wagner // PLoS ONE, Published: December 20, 2006.
4. A genetic mechanism for female-limited Batesian mimicry in Papilio butterfly// Hideki Nishikawa, Takuro Iijima, Rei Kajitani, Junichi Yamaguchi, Toshiya Ando, Yutaka Suzuki, Sumio Sugano, Asao Fujiyama, Shunichi Kosugi, Hideki Hirakawa, Satoshi Tabata,Katsuhisa Ozaki, Hiroya Morimoto, Kunio Ihara, Madoka Obara, Hiroshi Hori, Takehiko Itoh& Haruhiko Fujiwara// NATURE GENETICS 47, 405–409 // P1ublished online 09 March 2015
5. Jennifer Walker-Larsen and Lawrence D. Harder // VESTIGIAL ORGANS AS OPPORTUNITIES FOR FUNCTIONAL INNOVATION: THE EXAMPLE OF THE PENSTEMON STAMINODE // EVOLUTION 55(3):477-487. 2001
6. Чарльз Дарвин – «Происхождение видов путем естественного отбора», Издательсво «Просвещение», 1986, с. 297 – с. 336.
7. http://www.bbc.com/ Russian/ science // 24 марта 2011 г.
8. Stoddard, M. C., and M. Stevens. 2011. Avian vision and the evolution of egg color mimicry in the common cuckoo. Evolution 65: 2004-2013.
Google Sites
Report abuse