2020

Любовь Вадимовна Абдулкаюмова

Feb 7

Самое страшное свидетельство эволюции. В чем заключен смысл этой фразы? Вероятно, в том, что в эволюции имеет место нечто пугающее и отталкивающее, но вместе с тем подтверждающее её существование. Это действительно верно, и примеров тому огромное множество: инфантицид у львов и лангуров; убийство трутней рабочими пчелами после выполнения ими своего предназначения; съедение гусеницы заживо личинками наездников. Однако я хотела бы остановиться на следующем примере. В тропиках и субтропиках произрастает пизония – дерево, ставшее смертельной ловушкой для птиц. Семенные стручки пизонии покрыты плотной слизью и мелкими крючками. В клейкой массе застревают насекомые - легкая добыча для пернатых. Всё бы хорошо: этакий шведский стол с готовыми блюдами, если бы не одно существенное но – в итоге жертвами становятся сами птицы. Липкие и острые семена цепляются за их перья, мешая полёту и обрекая бедняг на страшную смерть. Птицы падают на землю или остаются среди ветвей, умирая от голода или когтей беспощадных хищников. Для чего пизония выработала столь ужасающую способность? Ведь многие растения распространяют свои семена при помощи других животных, при этом обходясь без жертв. Неужели на первый взгляд безобидные кустарники и деревья были изначально созданы такими кровожадными? И если это сделал Творец, то разве не должен был он создавать «по образу и подобию Своему»? Если не Господь, то некое злое начало, ведь это логично. Но приспособления, которые мы считаем «добрыми», и адаптации, которые ужасны и страшны, не принципиально различны ни в сложности, ни в изобретательности, да и границы между ними подчас эфемерны. В природе благодаря эволюции смешались понятия «добро» и «зло», и потому нелепо в современной науке пытаться приписать явлению или организму ту или иную сторону. Пытаясь разобраться, зачем растение-птицелов эволюционно выработало такой механизм, ученые предположили, что разлагающиеся тела птиц под деревом удобряют почву, способствуя его росту. Однако Алан Бюргер, исследователь из Викторианского университета (Канада), пришел к выводу, что семена прорастали одинаково – что рядом с трупом, что вдали от него. Кроме того, вокруг деревьев, где птицы остаются живыми, скапливается много помета, и удобрением является скорее он, чем трупы, которые еще и могут быть съедены падальщиками. Существует предположение, что в прошлом некая популяция птиц губила пизонию, и одним из адаптационных механизмов вымирающего растения стало их убийство. На сегодня нет ни одного вида птиц, причиняющих ей существенный вред, что может свидетельствовать о победе растения в эволюционной схватке. Это загадочное явление до сих пор волнует пытливые умы учёных и доказывает, что свидетельства эволюции могут быть как восхищающими, так и леденящими кровь, а иногда – и теми, и другими одновременно.

https://yandex.ru/video/touch/search/?_=1581071432622&filmId=16235011495717453982&reqid=1581071502045496-555613864977496312174484-vla1-2363-V-TCH&suggest_reqid=917198208157502799214324320006978&text=this%20tress%20super%20sticky%20seeds%20are%20killing%20birds&ts=1581071815608&source=share

Тимур Илхамович Алиев

Feb 10

Сейчас я хочу рассказать об одном, как мне кажется, очень убедительном свидетельстве эволюции, которое относится к палеонтологическим доказательствам эволюции птиц. Речь пойдёт про ископаемые археоптерикса, которые впервые были обнаружены ещё в 1860-е годы в Германии. Реконструкция первого экземпляра археоптерикса показала, что он занимает промежуточное положение между птицами и рептилиями. На то, что такие переходные формы должны существовать, указывал Чарльз Дарвин. А так как эволюция не может сразу сделать из рептилии птицу, то есть она не даёт резких изменений, то переходная форма имеет признаки, свойственные двум группам. Было проведено сравнение строения скелета археоптерикса с современными птицами и дейнонихозаврами (это тероподные динозавры. Они являются, по мнению большинства палеонтологов, ближайшими родственниками птиц). Действительно, челюстные, предчелюстные и зубные кости археоптерикса имели на себе зубы. При этом зубы были коническими, и как оказалось очень сильно подобны по морфологии зубам крокодилов. Если продолжить рассмотрение черепа, то можно заметить, что рамфотеки, как у птиц, археоптерикс не имел. Шейные позвонки археоптерикса являются двояковогнутыми, как у дейнонихозавров, в то время как у нынешних птиц шейные позвонки гетероцельные, то есть имеют седловидные суставные поверхности. Крестцовые позвонки археоптерикса не срастались друг с другом и состояли из 5 позвонков, что сопоставимо числу крестцовых позвонков дейнонихозавров, у которых их тоже 5. А вот крестцовый отдел позвоночника современных птиц имеет 1 позвонок, входящий в состав сложного крестца. Что касается хвостового отдела, то здесь 21 (по разным данным 22 или даже 23) несросшихся хвостовых позвонка археоптерикса образовывали длинный костистый хвост. У современных птиц, хвостовые позвонки срастаются в единую кость, которая называется пигостиль, служащую опорой для рулевых перьев. Если мы рассмотрим плечевой пояс, то заметим, что ключица у археоптерикса срасталась в вилочку, что характерно для современных птиц и дейнонихозавров. Рёбра археоптерикса были лишены крючковидных отростков, которые у современных птиц обеспечивают прочность грудной клетки, скрепляя рёбра. При этом в скелете археоптерикса присутствовали вентральные ребра, что типично для многих пресмыкающихся, включая дейнонихозавров, но это не встречается у современных птиц. Киль, характерный для птиц, отсутствует. Длинные передние конечности археоптерикса имели три хорошо развитых пальца. Три пальца археоптерикса образованы двумя, тремя и четырьмя фалангами, соответственно. Та же фаланговая формула (2-3-4) типична для дейнонихозавров. Однако у современных птиц эти пальцы сильно редуцированы. Имея уже несколько экземпляров, ещё в конце 19, начале 20 века был сделан вывод, что большой палец задней конечности археоптерикса был противопоставлен другим пальцам, что характерно для современных птиц. Впрочем, эта версия оспаривалась. Главной особенностью, которая позволила отнести археоптерикса к птицам, было наличие оперения. Оперение археоптерикса в основном соответствует оперению современных птиц. Он имел маховые, рулевые и контурные перья. Маховые перья археоптерикса имеют асимметрию опахал, что характерно для современных птиц, способных к полёту. Всё это указывает на то, что археоптерикс был аэродинамически адаптирован к полёту. Но стоит отметить, был ли этот полёт машущим или только планирующим, ответить сложно. Общей точки зрения на этот вопрос ещё нет.

Что касается происхождения полёта, существует несколько точек зрения. Согласно первой, археоптериксы были древесными обитателями, и полёт, пусть даже планирующий, помогал перемещаться с одного дерева на другое достаточно быстро. По другой версии полёт мог возникнуть в горной местности, где можно планировать со склонов, пролетая различные препятствия. Такой способ передвижения в данных условиях был бы очень выгодным. По третьей версии, полёт появился у форм, живущих рядом с морем, где всегда есть воздушные потоки, благодаря которым можно легко набирать высоту, прыгая с обрыва, и планировать.

Открытие археоптерикса на заре становления эволюционной биологии (первый экземпляр был обнаружен в 1861 году, а это всего два года спустя после издания «Происхождения видов» Дарвина) и реконструкция его скелета сделали археоптерикса очень известным примером существа, анатомия которого позволяет проследить происхождение одного таксона от другого.

Светлана Дмитриевна Афонникова

Feb 10

Самое блаженное свидетельство эволюции

Одним из свидетельств в пользу теории эволюции является наличие эндемичных видов, тех, которые распространены на определенной географической области. Ведь какой смысл в том, чтобы не поместить вид во все имеющиеся на Земле похожие условия? Вот и камень в огород креационистов. Потому что смысла никакого. В таком случае, наличие эндемиков может объяснить эволюция.

Географическое распределение видов соответствует филогенетическому дереву. Виды, относительно недавно образовавшиеся от одной популяции, как правило обитают рядом с ареалом популяции, от которой возникли, и, следовательно, недалеко друг от друга.

Как известно, виды обитают в наиболее благоприятных для них условиях. На Земле существует множество подходящих условий для какого-либо вида. Однако в некоторых из них представитель вида отсутствуют. Это можно объяснить существованием географических барьеров (океан, горные цепи), не позволяющих виду распространяться по всей планете. С этим связана своеобразная природа многих океанических островов, на которых почти не встречаются крупные млекопитающие, свойственные материкам.

Капибары—эндемики из рода водосвинок, заселяющие берега водоемов Южной и частично Центральной Америки. Это самые крупные ныне существующие грызуны. Это животное, на мой взгляд, является олицетворением спокойствия, блаженства. Когда наблюдаешь за стадом капибар, уютно греющихся на берегу, складывается впечатление, что эти грызуны живут по принципу сабай-сабай, который означает состояние комфорта, легкости, счастья, удобства физического тела. Состояние, когда ты сыт и здоров, полностью всем удовлетворен. Их голова является удобным местом для расположения разнообразных птиц, чистящих их шерсть, цветов и фруктов, плавающих в воде, и даже для маленьких козлят (см. фото). Возможно, это одни из самых невозмутимых животных, проживающих на нашей планете.

На территории Южной Америки были обнаружены два вымерших видов водосвинок (Hydrochoerus ballesterensis, Rusconi, 1954 и Hydrochoerus gaylordi, MacPhee, Singer & Diamond, 2000). В связи с анатомией этих животных, пересечение ими барьера в виде океана было маловероятно. Поэтому они и встречаются исключительно на одном материке, где и появились их предки.

Фото:

https://i.pinimg.com/474x/d0/e8/2d/d0e82dacf61522a960832942eda0445b.jpg

Ссылка на приложение с фото. Там можно посмотреть на больше капибар:

https://www.pinterest.ru/pin/104075441374735008/sent/?invite_code=68981c34b61149379ddc34bf399ef833&sender=670121756962377537&sfo=1

Эржена Лопсоновна Базарова

Feb 12

Самое глазастое доказательство эволюции.

Наша планета была свидетелем целого сонма самых невероятных и причудливых форм жизни, и ныне существующие организмы, в том числе и мы с вами, лишь капля этого многообразия. Достоверными доказательствами существования множества видов, живших задолго до появления человека, служат ископаемые останки древних организмов, сохранившиеся в каменной породе. Каждый год палеонтологическая летопись пополняется новыми видами, и с каждой новой находкой мы оказываемся на шаг ближе к разгадке путей эволюции.

Больше всего вызывают интерес ископаемые организмы с переходными чертами, благодаря которым можно проследить ход эволюции. Так останки древнейших тетрапод, которые могут пролить свет на знаменательное событие – выход на сушу. В 2009-2012 годах были проведены раскопки на территории республики Коми, результатом которых стали 106 костей, принадлежащие, по меньшей мере, 11 особям нового вида тетрапод, живших около 300 млн лет назад.

Parmastega aelidae, так назван новый вид, является одним из древнейших тетрапод и сочетает в себе как характерные признаки рыб, так и четвероногих. Большая часть, сохранившихся костей, относятся к черепу и грудному поясу, скорее всего ненайденные части скелета были хрящевыми. Пармастега представляла собой довольно крупное зубастое четвероногое девонского периода, жившее в воде. У нее была два ряда зубов на челюстях и, кроме того, мелкие зубчики на крыловидных костях. С рыбами пармастегу сближает наличие контакта чешуйчатой и челюстной костей, что характерно для древних лопастеперых рыб, и боковой линии, позволяющей улавливать малейшие колебания воды. Однако анализ строения грудного пояса показал, что у пармастег были не плавники, а уже развитые конечности. И отличительная особенность, которая позволила выделить найденных ископаемых в отдельный вид, заключается в строении черепа. Орбитальные кости, формирующие глазницу, оказались сильно приподняты и оттеснили носовые отверстия вниз, ближе к верхней челюсти. Такое расположение глаз позволяло наблюдать за наводным пространством при плавании, что и делает современный кайман.

Пармастега является переходным звеном между первично водными и наземными животными, доказывающее, что освоение суши шло постепенно в течение длительного времени, и ни как не могло быть совершенно на пятые сутки сотворения мира.

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1636-y

Яна Баранова

Feb 12

Образование децидуальных клеток при развитии плаценты является довольно интересным доказательством эволюции.

Плацентой называют внезародышевый орган, формирующийся во время беременности из плодной (хорион и амнион) и материнской (decidua) частей.

Децидуальными клетками называются крупные клетки в эндометрии матки, образованные в ходе дифференциации фибробластов и клеток костномозгового происхождения. Совокупность этих клеток образует децидуальную (отпадающую) оболочку эндометрия (decidua), которая отвечает за регуляцию иммунологических отношений мать-плод, продуцируют гормоны (релаксин, пролактин, простагландины) и контролируют рост ворсин хориона вглубь материнской ткани.

В ходе недавних исследований был описан предполагаемый общий предок всех плацентарных млекопитающих: это существо небольшого размера с коротким периодом беременности. Развитие плацентарных шло по пути увеличения размеров тела, а чем больше существо, тем дольше ему нужно развиваться в теле матери. Однако этому препятствовала иммунная реакция организма матери на прикрепляющийся плод, возникающий ответ проявлялся в виде воспалительной реакции, которая стимулировала роды (так до сих пор происходит у сумчатых). Появление децидуальных клеток в матке плацентарных решило проблему острого воспалительного ответа на прикрепление и сделало возможным процесс длительного вынашивания плода.

Как так получилось? Изменения в нуклеотидной последовательности промотора гена FOXO1 (белок-кодирующий) у плацентарных млекопитающих сделали возможным образование децидуальных клеток. У сумчатых же животных нуклеотидная последовательность промоторной области отличается, и децидуальные клетки у них не развиваются ни на каких этапах.

Также получены данные о том, что у последнего общего предка плацентарных была плацента гемохориального типа, то есть самая инвазивная форма контакта. Именно от неё берут начало менее инвазивные варианты плацент, например, синэпителиохориальная плацента, характерная исключительно для жвачных животных. У этой группы животных был найден ген Syncitin-Rum1 (один за ответственных за синтез иммуносупрессорного белка синцитина), которого не удалось обнаружить у других плацентарных животных (они обладают генами отличными от Syncitin-Rum1). Следовательно, этот тип плаценты эволюционно более молодой, чем вариант с максимальной степенью инвазии в ткани матери со стороны плода, и основывается на эволюционном “отказе” от децидуализации.

Варвара Олеговна Благиня

Feb 9

Самое очевидное свидетельство эволюции.

все доказательство эволюции можно поделить на три части: 1. палеонтологические доказательства 2. задокументированные изменения видов, наблюдаемые за небольшой промедуток времени, то есть способные зафиксироваться человеческим глазом. и третья группа-это морфологические доказательства. Пример который я хочу привести относится к третьей группе. В ходе эволюции новые организмы образуются из старых, путем каких-либо изменений. И таким образом между новым организмом и старым наблюдается ряд сходств, отслеживая которые, можно делать выводы об эволюционном происхождении и о родстве организмов.

Киты-это крупные млекопитающие, повторно пришедшие к водному образу жизни. По своей форме они напинают очень крупных рыб: обтекаемая форма тела, передние и хвостовой плавники (ласты), то есть все для удобного существования в воде. Но киты значительно отличаются от рыб по внутреннему строению (хоть и являются их дальними родственниками, но киты свои "рыбьи" признаки приобрели вторично) Внутреннее строение китов напоминает внутреннее строение млекопитающих. Киты имеют так называемый рудимент-зачатки костей задних конечностей. Рудименты - это органы, утратившие свои изначальные функции в ходе эволюционного развития организма. Скелет конечностей является рычагом для них и служит опорой для крепления мышц и сухожилий. Передние конечности кита преобразовались в ласты, а задних конечностей кит не имеет. То есть скелет задних конечностей больше не выполняет своей заданной изначально функции, но все же он по каким-то несовсем понятным для меня причинам сохраняется. Это одно из свидетельств того, что киты произошли от млекопитающих, а не от рыб напрямую. (хотя рыбы тоже являются родственником китов, но гораздо более дальних)

Мария Бочарникова

Feb 12

Для меня всегда было таинственным и необычным существование таких организмов как экстремофилы. Это организмы, которые существуют в экстремальных условиях, например при высокой температуре, высоком или низком давлении, в кислой/щелочной среде и т. д. Удивляет, что организмы существуют в таких условиях и преспокойненько себе размножаются. Каким образом ДНК не денатурирует при такой температуре (120 C)? Загадка. Но, с другой стороны, с эволюционной точки зрения существование таких организмов можно объяснить. Обратимся к картинке (https://ai-news.ru/images/posts/pimg/pimg-926774.jpg). На данный момент, для большинства организмов, проживающих на суше, нормой является температура в 293,15 +- 20К, давление в 760 мм рт. ст. и т.д. Данные условия являются стабилизирующими и, при значительных отклонениях от них организмы будут погибать (либо приспосабливаться к новым условиям в течение движущего либо дизруптивного отбора). Но, много лет тому назад, нормальными условиями были совсем другие - как раз высокая температура, высокое давление и т. п. Тогда то, экстремофилы и жили себе припеваючи, и эти условия для них являлись нормой реакции. Но, со временем, движущей отбор начал потихоньку сдвигать эту границу и, на данный момент, экстремофилы занимают крайние положения в графике нормы реакции. То есть, в течение эволюции экстромофилы, занимающие свою нишу остались в местах, где все же нормой реакции являются экстремальные условия.

Но куда удивительнее для меня являются организмы, которые не являются экстремофилами, но способны некоторое время выдерживать экстремальные условия. Тихоходку уже и так все знают. Поэтому хочу привести в пример кита, который способен погружаться на глубину аж в 2000 метров. Для сравнения, человек может опуститься на 120 метров. На такой глубине на него будет оказываться колоссальное давление, как-будто на Вас давит вагон поезда. На глубине, на которую способен погружаться кит - корабли сминаются. Для меня это просто невероятно. Но, понятно, что у кита есть эволюционно выработанные приспособления для погружения на такую глубину. И, надо сказать, он огромных размеров, что хоть немного увеличивает площадь распределения давления на его тело. А что насчет клюворыла, который может погружаться на почти что 3 км; морских слонов которые погружаются на почти что 2,5 км. Их размер в несколько десятков раз меньше кита. Как эти животные умудряются уравновешивать давление в теле так, что их не сминает как железо, при том, что для них нормальными условиями считаются совсем другие. Я так и не нашла ответ на этот вопрос. Да, конечно, наверняка и у них есть какие-то преимущества помогающие справляться с таким давлением, но найти какие именно мне пока что не удалось.

Анастасия Волянская

Feb 11

На мой взгляд одним из самых неожиданных свидетельств эволюции является цепь реакций биосинтеза аскорбиновой кислоты у млекопитающих. Хорошо известно, что организм человека не способен синтезировать необходимую для него аскорбиновую кислоту, также как и известно о таком заболевании, как цинга, которое возникает при остром недостатке аскорбиновой кислоты и приводит к нарушению синтеза коллагена, вследствие чего соединительная ткань теряет прочность. В наше время цинга практически исчезла, однако сравнительно не так давно, в 1932 году было доказано, что цинга вызывается исключительно недостатком витамина С и ничем иным. Аскорбиновая кислота синтезируется у большинства видов млекопитающих и птиц, однако исключением, являются приматы, морские свинки и крыланы - виды, которые как и человек утратили способность синтеза витамина С. У млекопитающих, которые могут продуцировать витамин С , аскорбиновая кислота образуется благодаря участию четырех ферментов. У человека есть первые три из них, однако последний (GULO), отвечающий за конечный продукт отсутствует. Точнее, у человека есть ген, который кодирует этот фермент, но он неактивен из-за мутаций и по сути, он является пседовгеном. Считается, что мутация, которая лишила приматов фермента GULO, произошла примерно 60 млн лет назад. У морской свинки и у некоторых других организмов утрата способности синтезировать аскорбиновую кислоту произошла другим путем. Возникает вопрос: почему данные представители утратили способность организма к продуцированию аскорбиновой кислоты? Ответ простой, ведь перечисленные выше виды, не считая человека, являются растительноядными, поэтому для них не существует явной проблемы поступления витамина в организм, ведь они, питаясь растительной пищей, получают его в нужных им количествах. Человек оказался единственным плотоядным, потерявшим возможность сам вырабатывать аскорбиновую кислоту. Ученые считают, что все современные люди имели общего предка, который жил около 100-200 тысяч лет назад и именно он утратил фермент, отвечающий за конечную стадию синтеза витамина, а остальные ветви человечества вымерли. Этим можно объяснить почему у всех людей отсутствует именно этот фермент, а остальные три фермента, которые необходимы для синтеза витамина есть. Но что же ценного дала мутация, лишившая организм человека способности к синтезу витамина С? Существует несколько теорий на этот счет. Согласно одной из них, в ходе реакции получения аскорбиновой кислоты в качестве побочного продукта синтезировался пероксид водорода, который является крайне агрессивным веществом. Согласно другой теории, отсутствие собственного витамина С позволило людям получить защиту от гипоксии в виде фактора, который активирует ответ организма на дефицит кислорода, но только в отсутствие аскорбиновой кислоты. Особенно важна его роль в нейронах. То есть, с утратой способности синтезировать витамин С люди получили умение в некоторой степени адаптироваться к изменению уровня кислорода в тканях — а это очень важный фактор для выживания людей как вида. Также, есть третья гипотеза, которая предполагает, что мутация гена, кодирующего фермент GULO, дает организму человека возможность эпигенетического контроля экспрессии генов.

Светлана Александровна Гартвих

Feb 11

Очень интересным эволюционным свидетельством является эусоциальность .

Эусоциальность— наивысший уровень социальной организации животных.

Первоначально этот термин обозначал организмы (оригинально это были только общественные насекомые), которые обладали следующими признаками:

вместе живут насекомые не менее чем двух последовательных поколений-матеpинского и дочеpнего;

между членами гpуппы наблюдается коопеpация, т. е. совместное добывание пищи, выкаpмливание потомства, стpоительство, защита гнезда и т. п;

в гpуппе существует так называемая pепpодуктивная диффеpенциация, или, иначе, pазделение pепpодуктивных функций: одни насекомые pазмножаются, а дpугие (их, как пpавило, большинство) бесплодны и выкаpмливают потомство плодовитых особей. Например, у муpавьев все население муpавейника, кpоме скpытых в глубине самок (“цаpиц”) и pаз или два pаза в год появляющихся кpылатых самцов, пpедставляет собой бесплодных pабочих самок .

Эусоциальное поведение сопряжено глубоким изменением поведения, морфологии и физиологии организмов в основе чего лежит изменение генотипа. Естественный отбор начинает действовать на уровне групп (семей), а не отдельных особей. Один и тот же геном обеспечивает формирование разных фенотипов в зависимости от условий.

В нашем мире лишь некоторые виды смогли достигнуть «идеального» общества , основанного на альтруизме , сотрудничестве и разделений труда.

Как пишет Эдвард Уилсон в своей книге «Эусоциальность: Люди, муравьи, голые землекопы и другие общественные животные» «Эусоциальность – относительно редкое явление в эволюции жизни на Земле, но оно привело к возникновению наиболее выраженных проявлений личного альтруизма и самых сложных социальных отношений. Эусоциальность обеспечила экологическое господство некоторым сухопутным видам, в частности муравьям, термитам и людям. »

С помощью видов , демонстрирующих социальное поведение мы можем проследить возможные этапы эволюции , через которое проходило человечество.

Из эусоциального поведение вытекает альтруизм , поведение , которое казалось бы противоречит самому древнему механизму , заложенному во всем живом — выжить любой ценой и оставить потомство.

Как же это работает? Ответ довольно тривиален , причиной подобного явления является отбор , но уже не ествевенный, а групповой. Согласно этой теории, некоторые члены группы могут снижать продолжительность жизни или лишаться репродуктивных возможностей (или и то и другое), если эти жертвы обеспечивают их группе преимущества перед другими конкурирующими группами. Далее ген альтруизма распространяется в группе посредством мутаций и отбора. Процесс ускоряется за счет близкого родства среди членов группы, но не является его причиной. Близкое родство часто следует за альтруизмом, но не предшествует ему. Модели популяционной генетики показывают, что в среднем наличие в группе хотя бы одного наследственного альтруиста, независимо от того, приходятся ли члены группы друг другу родственниками, приводит к росту популяции в целом.

Таким образом можно даже объяснить явление гомосексуальности в нашем обществе, то есть гомосексуалисты — это эусоциальная каста. Следует учитывать, что склонность к гомосексуальности отчасти обусловлена генетически, а также может быть полезной для семьи и более крупных групп, способствуя сохранению генов. Свидетельства косвенные, но значительные: частота встречаемости генов, способствующих возникновению гомосексуальности в человеческих популяциях, выше, чем можно было бы ожидать в результате действия одних лишь мутаций, а это признак того, что такие гены полезны с точки зрения естественного отбора. Другими словами, их частота слишком высока, для того чтобы ее можно было объяснить только случайными изменениями в генах, влияющих на сексуальное поведение.

Другой интересный пример. В 2015 г. международный коллектив из 52 исследователей под руководством Карен Капхейм и Джина Робинсона из Иллинойсского университета опубликовал данные о геноме 10 видов пчел, относящихся к 10 независимым линиям и находящихся на различных этапах эволюции. У всех развитие общественного поведения начинается с одиночного существования и заканчивается комплексной эусоциальностью. Выяснилось, что у каждой линии был свой путь генетической эволюции, но все, кто достиг эусоциальности, демонстрировали общую модель изменений. У всех явно увеличен объем нейтральной эволюции как следствие ослабления естественного отбора, происходящего при повышении сложности общественной организации, чему также сопутствует уменьшение разнообразия и изобилия передаваемых элементов.Таким образом , можно сказать , что развитие социальной организации связано с повышением сложности генных сетей, влияющих на социальное поведение. Развитое общественное поведение приводит к базовым изменениям в генетическом коде.

В итоге , можно сделать вывод , что развитое социальное поведение и продолжительные социальные взаимодействия — важнейшая составляющая развития мозга и интеллекта.

Эмма-Янина Витальевна Гильд

Feb 12

Одним из наиболее парадоксально логичных свидетельств эволюции является пост-транскрипционная регуляция работы генов. При отсутствии эволюционных процессов казалось бы логичным создание изначально идеальных и наиболее выгодных биологических механизмов, то есть таких механизмов, которые затрачивали бы наименьшее возможное количество энергии, наименьшее возможное количество этапов, но при этом получали бы наибольшую выгоду. Иными словами, работали бы по принципам простоты, лаконичности и ёмкости.

Однако в природе далеко не все механизмы являются идеальными, во многих из них присутствует немало «лишних телодвижений», и при их исследовании казалось бы логичным пойти по более простому пути. Но так как эволюция подчиняется множеству внешних факторов, влияющих на естественный отбор, наличие наиболее простых и выгодных механизмов во всех биологических процессах невозможно. Ярким тому примером служит как раз механизм пост-транскрипционной генной регуляции.

Хорошо известно, что необходимость в продуктах каждого гена может меняться по мере развития организма, следовательно, необходимы эндогенные механизмы, способные специфически влиять на усиление или ослабление транскрипции определённого гена. Наиболее простым способом регуляции является отключение с помощью факторов транскрипции - специальных белков, имеющих специфические сайты связывания с необходимым геном.

Однако нередко в организме используется иной, значительно более энергозатратный способ деактивации генов: распад уже синтезировавшихся молекул мРНК. При данном способе затрачивается большое количество нужной клетке энергии, расходные материалы в виде нуклеотидов, регуляционные микроРНК... С точки зрения логики получается совершенно невыгодно, однако это легко объяснимо с точки зрения эволюции. Её основная движущая сила - естественный отбор - не обладает способностью просчитывать действия на шаг вперёд и предугадывать будущие возможные условия, она только поддерживает те мутации, которые в данный момент являются для популяции полезными. Существует предположение, что распад уже синтезированных молекул мРНК, то есть посттранскрипционное "отключение" генов, появилось в результате закрепления в ходе отбора системы распознавания и обезвреживания экзогенной наследственной информации (например, РНК вирусов). Предполагается, что на основе механизма нонсенс-опосредованного распада мРНК (NMD - nonsense mediated decay), необходимого для уничтожения «бракованной» мРНК, сформировался сложный и энергозатратный механизм регуляции транскрипции, который закрепился как раз с помощью естественного отбора. Суть механизма: если продукт гена уже не нужен организму, то в синтезированную с этого гена мРНК могут вноситься намеренные мутации, которые «портят» её и одновременно являются сигналами для распознания рестриктазами, в результате чего ненужная мРНК уничтожается. Энергетически данный процесс совершенно невыгоден - сначала синтез, затем пост-транскрипционная модификация с внесением повреждений, и затем ещё и разрушение молекулы! И всё это постоянно происходит, хотя гораздо проще было бы изначально вообще не синтезировать ненужную мРНК. Сохранение подобных «невыгодных» механизмов как раз и является характерным для эволюции, так как в естественном отборе нет никакого логического проектирования, а есть лишь сиюминутная потребность и сиюминутное решение, которое практически никогда не бывает наиболее простым и выгодным.

Таким образом, простые и понятные свидетельства эволюции обнаруживаются даже в таких казалось бы нелогичных биологических механизмах.

Юлия Дмитриевна Григорьева

Feb 10

Существует множество различных свидетельств эволюции всего живого на Земле. К таким свидетельствам относятся, например, псевдогены. Это первое, о чем я подумала, прочитав задание, поэтому расскажу именно об этом. На лекциях по генетике нам рассказали, что псевдогены — это неработающие, «молчащие» гены, которые возникают в результате мутаций, выводящих нормальные «рабочие» гены из строя. Псевдогены по сути представляют собой настоящие “генетические рудименты”.

Мы знаем, что когда мутация выключает важный ген для организма, то с очень большой вероятностью она будет отсеиваться отбором и не закрепится в популяции. Но может произойти так, что когда-то нужные гены станут не такими уж и полезными из-за, например, смены образа жизни. То есть в ходе эволюционного изменения гены утрачивают свою первоначальную важность, а значит мутации, произошедшие в них, не обязательно будут отсеиваться и уже могут закрепиться в популяции, так как такие мутационные изменения безразличны для выживания организма. Такие мутации будут свободно накапливаться и в итоге могут изменить псевдоген до неузнаваемости. Для этого требуется большое количество времени, иногда сотни миллионов лет.

В геномах большинства организмов псевдогены присутствуют в большом количестве, представляя собой «историческую хронику», которая может рассказать об образе жизни и адаптациях далёких предков изучаемого организма. То есть псевдогены действительно являются свидетельством эволюции, показывая нам (а точнее учёным, которые их изучают) как шло развитие в ходе эволюции того или иного организма.

Также доказательством эволюции является и присутствие одинаковых псевдогенов в одних и тех же местах генома у видом, произошедших сравнительно недавно от общего предка. Например, у человека есть ген GULO- это псевдоген фермента глюконо-лактон-оксидазы, необходимого для синтеза аскорбиновой кислоты. Точно такой же псевдоген с такой же «ломающей» мутацией есть и у других приматов. Когда-то у наших предков этот ген сломался в результате перехода к питанию растительной пищей, которая богата витамином С. Так этот ген перестал быть жизненно важным, и мутация, сломавшая его, закрепилась в популяции. У млекопитающих другого происхождения, которые перешли на растительную пишу, богатую витамином С, этот ген также сломан, но другой мутацией. А у других млекопитающих, таких как, например, крысы, этот ген работает, синтезируя витамин С, поэтому крысам необязательно получать его с пищей.

Екатерина Олеговна Гришко

Feb 12

Самое обычное свидетельство эволюции

Баклан (Phalacrocorax). Галапагосский баклан (Phalacrocorax harrisi). Единственный вид бакланов, представители которого не могут летать из-за редукции крыльев, произошедшей около двух миллионов лет назад (что в свете эволюции является сроком небольшим). Крылья галапагосского баклана составляют примерно треть той длины, которая необходима птице такого размера для полета (длинна крыльев -19см при весе - 3,6 кг). Киль также заметно редуцирован. При этом строение полетных перьев вполне типично для бакланов.

Почему же галапагосский нелетающий баклан стал нелетающим? Как оказалось, у него появились мутации в генах Ofd1, Evc, Wdr34 и Ift122, которые кодируют белки, регулирующие рост и правильное функционирование первичных ресничек. У людей мутации в этих генах приводят к появлению скелетных цилопатий, которые приводят, в том числе, к уменьшению длины костей рук и ребер. Кроме того, была обнаружена мутация в гене CUX1, который также влияет на регуляцию роста первичных ресничек. Этот ген консервативен у птиц и млекопитающих; известно, что у кур он регулирует рост конечностей.

Галапагосский нелетающий баклан обитает только на скалистых берегах вулканических островов Галапагосского архипелага: Фернандине и Изабелле. Вид питается рыбой, осьминогами и другими небольшими представителями подводной фауны вблизи морского дна и не более 200 метров от берега. Галапагосские бакланы чрезвычайно малоподвижны, так как остаются большую часть или всю свою жизнь на небольших участках береговой линии длиной в несколько сотен метров. Их оседлый образ жизни отражен в заметной генетической дифференциации между основными колониями.

Возможно, галапагосский нелетающий баклан потерял способность к полету как раз из-за своего малоподвижного образа жизни. В местах его обитания отсутствовали естественные враги, и бакланам всегда хватало пищи. Вследствие чего потребность в миграции отпала, и естественный отбор не действовал против особей, потерявших к ней способность. Также, возможно, уменьшение крыльев для P. harrisi оказалось адаптивным (улучшение способности к нырянию), и положительный отбор действовал в пользу закрепления этой мутации.

Картинка с галапагосским бакланом: https://www.naturepl.com/stock-photo-flightless-cormorant-phalacrocorax-harrisi-wingspan-elizabeth-bay-image01583156.html

Картинка со сравнением (P. harrisi) и (P. auritus): https://science.sciencemag.org/content/sci/356/6341/eaal3345/F2.large.jpg?width=800&height=600&carousel=1

Анна Дмитриевна Даниленко

Feb 12

Самое эмбриологическое свидетельство эволюции - значительное сходство зародышей на ранних стадиях развития: у них похожая форма тела, есть хвост, зачатки жаберных дуг, один круг кровообращения и тд. Однако по мере развития сходство между зародышами различных систематических групп плавно уменьшается, и начинают преобладать специфические черты каждого класса, отряда,семейства, рода, вида.

Принцип рекапитуляции можно рассмотреть отдельно, хоть он и поддался критике. Но всё же, отдельные примеры могут быть свидетельством. Большая и малая берцовая кости были самостоятельны. У современных бесхвостых амфибий сначала возникают отдельные закладки этих костей, которые затем сливаются в одну кость.

В «Происхождении видов...» Дарвин дал интерпретацию закону зародышевого сходства как общность происхождения. Также он ввёл принцип наследования в соответствующем возрасте (изменение развития, возникшее у предков в опр возрасте, имеет тенденцию проявляться в три же возрасте у потомков). На этом основании он предположил, что изменение более поздних стадий онтогенезах происходит чаще, чем ранних и поэтому сохраняется сходство ранних стадий. Эти представления подхватили другие ученые и начала развивать. Геккель, например, считал, что эволюционируют взрослые организмы и их эволюция записывается в процессах онтогенеза. Другими словами - онтогенез есть быстрое и краткое повторение филогенеза.

Повторение в онтогенезе потомков этапов эволюции их предок Геккель назвал рекапитуляцией. Примером рекапитуляции является развитие скелета голени у бесхвостых амфибий.

У стегоцефалов большая и малая берцовая кости были самостоятельны. У современных бесхвостых амфибий сначала возникает отдельные закладки этих костей, которые затем сливаются в единую кость.

Примером рекапитуляции также являются жаберные щели и дуги у эмбрионов млекопитающих и птиц.

Максим Алексеевич Дерюженко

Feb 12

Как-то раз меня спросили: “Что по-твоему является самым ярким примером эволюции?” Ненадолго задумавшись, я, не без капли нарциссизма, ответил: “Мы”. И действительно, что как не наше существование свидетельствует о существовании эволюции? Современные представители Homo sapience имеют ряд черт, которые достались нам от предков и которые, скорее всего, исчезнут у наших дальних потомков, например: возможность шевелить ушами и наличие зубов мудрости, что доставляют нам не малое число проблем. Но, они лишь являются следствием появления у нас самого невероятного умения, умения обеспечивающего нам место на верхушки пищевой цепи! Да, я говорю о способности создать и поддерживать такую разрушительную силу как огонь.

В современном мире мы можем найти множество примеров использования различными животными простейших инструментов, будь то специально подобранные палочки у ворон или примитивные крючки/дубины/копья у приматов. Предки человека, скорее всего также умели использовать подобные изделия, но отличились тем, что смогли укротить огонь. Пламя позволило человечеству выйти на новый уровень, тело получило поток термически обработанной пищи, а мозг – энергии. Все это простимулировало мыслительную деятельность, которая в свою очередь весьма энергозатратна, что побудило добывать все больше и больше пищи.

После наступления «эры огня» у людей началась социальная эволюция, стали появляться все более сложные инструменты требующие специфичных навыков и обработки, из-за этого стали появляться «мастера». Все это привело к усложнению социальных контактов и формированию новых, продвинутых видов. Прошло не мало времени и люди “захватили Мир” все более и более агрессивно влияя на экосистемы, что сложились за тысячелетия истории и перекраивая некогда сине-зеленый кусочек грязи под себя…

Анастасия Александровна Еврейская

Feb 11

Кроты могут отличать свет и тьму, замечать движение, отличать крупные объекты. Этого им вполне хватает для того, чтобы находиться на поверхности. Но большую кучу земли и хищника он не отличит, также не сможет он отличить неподвижно лежащего червя. Обмен веществ у кротов намного быстрее, чем у человека, поэтому они должны питаться чаще. В сутки зверек съедает от 35 г пищи, когда его собственная масса 50 г. Они не впадают в спячку, и поэтому вопрос эффективного поиска пищи актуален как никогда. Представляю вам зверька, который весьма оригинально решил эту проблему. Крот звездонос – самое удивительное свидетельство эволюции.

Этот вид отличается особым носом. Вокруг него находятся 11 пар удлиненных кожных отростков - тендриллов. Они находятся в постоянном движении и хорошо иннервированы. Данное приобретение увеличивает чувствительную поверхность в 8 раз, что позволяет увеличить качество и скорость анализа территории вокруг него, что дает преимущество на охоте. Тендриллы- достаточно быстрые анализаторы. Ему нужна всего 1/10 секунды, чтобы определить, съедобен ли предмет. Кроты звездоносы избегают сухих степей и лесов, предпочитают побережья водоемов и заболоченные места, что неудивительно. Кроты звездоносы хорошо плавают, и благодаря своим отросткам способны находить на дне мелких членистоногих. Отростки позволяют находить пищу в воде, под землей и на ее поверхности. Самое интересное, что тендриллы выполняют только осязательную функцию и не способны чувствовать запахи, но способны улавливать мельчайшие механические колебания, что помогает ему заметить добычу, которая еще далеко от него. С помощью отростков крот оценивает обстановку также, как человек оценивает ее с помощью зрения. Думаю, это удивительно.

Ирина Дмитриевна Елгина

Feb 10

Существует порядок, в котором расположены все геологические слои пород, причем этот порядок прослеживается одинаковым для всего мира. Для каждого слоя – кембрийского, ордовикского, силурийского, девонского, карбонового, пермского, триасового, юрского, мелового и так далее – характерен свой набор ископаемых. Эти окаменелости в настоящее время используются как маркеры пород разного возраста. Объединяя два массива информации, мы можем проследить, двигаясь вверх по слоям, образуют ли найденные в слоях ископаемые эволюционно осмысленную последовательность. Действительно, развитие ископаемых животных происходило в определенном направлении. Что еще более важно, остатки определенных разновидностей животных (например, млекопитающих) наблюдаются только после определенного момента (слоя) и никогда раньше. Остатков животных, хотя бы отдаленно похожих на млекопитающих, никогда не обнаруживали в девонских или более ранних слоях. Это не связано с тем, что они статистически реже встречались в девоне. В связи с тем, что еще никогда не было найдено ни одного остатка млекопитающего в ранних слоях (в силуре и ордовике, к примеру), можно смело утверждать, что они тогда еще не появились, но если кто либо извлечет остатки млекопитающего из кембрийской породы, тогда теория эволюции рассыплется в прах.

Утрированная последовательность ископаемых (начиная от самых древних геологических слоев к самым поздним) выглядит следующим образом:

1) Беспозвоночные

2) Амфибии

3) Рептилии

4) Млекопитающие

5) Человек

Креационисты пытались объяснить это с точки зрения выживаемости животных во Всемирном потопе. Малоподвижные морские животные – во время Всемирного потопа должны были погибнуть первыми (???, как они могли погибнуть при потопе, они же и так живут на морском дне), следом — более подвижные рыбы, которых завалило илом. Амфибии вымерли, когда вода начала подниматься. Млекопитающие убегали от наступающей воды, при этом чем крупнее и быстрее животное, тем дольше оно продержалось. Человек проявлял наибольшую изобретательность и, цепляясь за бревна, забираясь на высокие пространства, сумел дольше всего сопротивляться наводнению.

Интересная, но странная история. Одна из причин с ней не согласиться – это то, что млекопитающие в таком случае должны быть только статистически, то есть в среднем успешнее убегать от воды, чем, например, рептилии. Амфибии встречались бы как в ранних, так и в поздних слоях, но распределение вероятности нахождения остатков было бы похоже на нормальное, а для млекопитающих количество окаменелостей убывало бы статистически, постепенно от самого недавнего до самого древнего слоя. Однако в древних геологических слоях млекопитающих не находили, выше перми нет трилобитов, а выше мела нет динозавров (кроме птиц), что не совпадает со статистическим распределением.

Алина Сергеевна Ельсукова

Feb 13

Самое неприятное свидетельство эволюции

Приблизительно от 0,2 до 0,4 населения Земли являются носителями золотистого стафилококка - шаровидной грамположительной бактерии, чаще всего обитающей на кожных покровах и слизистой дыхательных путей. Множество заболеваний от легких кожных инфекций (угри, фурункулы) до тяжелых системных (менингит, сепсис) могут быть вызваны именно золотистым стафилококком, более того эти микроорганизмы колонизируют учреждения здравоохранения и возглавляют список возбудителей внутрибольничных инфекций.

“Неприятные факты,” - возразите вы, - “но причем же здесь эволюция?” Свидетельством эволюции является одно из самых опасных для человека новоприобретенных свойств наших золотистых друзей - антибиотикорезистентность. Прошло чуть меньше ста лет с тех пор, как Флемминг забыл свои чашки Петри на подоконнике, и этого времени оказалось достаточно, чтобы во всемирном сообществе пенициллиноугнетенных стафилококков в ходе естественного отбора развились и распространились формы, устойчивые к антибиотикам. Именно процесс развертывания (evolutio) нам посчастливилось (или не очень посчастливилось) наблюдать воочию.

Подобные эволюционные процессы распространены повсеместно, не только среди бактерий. Например, французские генетики нашли две генетические вариации, снижающие восприимчивость носителей к туберкулезу(1), а амебки очень быстро развивают в популяции механизмы защиты от паразитов посредством случайных мутаций и естественного отбора.

“Но что же делать со стафилококком?” - озабоченно спросите вы. К счастью, нам спешат на помощь стафилококковые бактериофаги, готовые почти добровольно включаться в антибактериальную терапию, которая является аналогом использования антибиотиков. Пока бактерии еще не ступили на новый виток эволюционной борьбы, у человечества есть надежда спрятаться за надежной бактериофагальной спиной от действия естественного отбора, всегда готового обратиться вспять.

http://medicine.plosjournals.org/perlserv/?request=get-document&doi=10.1371/journal.pmed.0030020#JOURNAL-PMED-0030020-B046 (дата обращения: 13.02.19)

Anupama Khare, Lorenzo A. Santorelli, Joan E. Strassmann, David C. Queller, Adam Kuspa, Gad Shaulsky. Cheater-resistance is not futile // Nature. Advance online publication 30 September 2009

Александра Евгеньевна Зубкова

Feb 12

Самое "феминистическое" свидетельство эволюции

Вы видели коловраток? Бделлоидных коловраток? Вряд ли большинство сможет людей ответить на этот вопрос утвердительно, хотя бы учитывая тот факт, что эти многоклеточные первичноротые не превышают в своем размере и двух миллиметров, а обитают предпочтительно в мелких лужах, сыром мхе или влажной почве. Но, несмотря на свои скромные размеры, коловратки превзошли всех остальных животных в своем умении сохранять энергетические ресурсы и оставаться сильными и независимыми существами. Не тратясь на услуги полового отбора, они по сей день составляют довольно разнообразный класс живых существ (достигающий не менее 400 видов). Многие женщины, разочаровавшиеся в чести и достоинстве противоположенного пола, могли бы им позавидовать! Неудивительно, поскольку среди бделлоидных коловраток нет мужских особей.

Иначе говоря, это единственные животные, проявляющие в жизненном цикле только партеногенетический вариант собственного размножения: из неоплодотворенных яйцеклеток. Однако, мы бы не наблюдали существующую эволюционную стабильность популяции, если бы у коловраток отсутствовала межорганизменная генетическая рекомбинация. Значит, присутствует какой-то альтернативный механизм, позволяющий этим многоклеточным организмам избежать вырождения. У одноклеточных, к примеру, бактерий, грибов или растений, дела обстоят проще благодаря явлению горизонтального переноса генов, что является опасным вариантом развития событий для иных существ, тратящих ресурсы своего организма на развитие гамет. Многоклеточные животные обычно стараются защитить свои половые клетки от лишних репаративных воздействий во избежание проникновения в них чужого генетического материала. Но коловратки оказались заложниками собственного образа жизни.

Занимая нестабильные по абиогенным факторам окружающей среды экологические ниши, эти микроскопические организмы постоянно подвергаются серьезным стрессовым воздействиям. Ветра, засухи и прочие беды нарушают целостность не только их клеточных мембран, но и генетического материала. Однако отбор благоприятствовал тем особям, которым удавалось совершить репарацию так, чтобы сохранить свою жизнь. Хотя фрагменты чужеродной ДНК все еще с высокой вероятностью могли попасть в их собственный геном, такое событие, вероятно, не всегда имело летальные последствия. Таким образом выжили устойчивые к высыханию животные и, как следствие, имеющие на концевых участках хромосом гены иных живых существ.

Как предполагается, побочным результатом всего этого процесса является горизонтальный перенос генов именно между самими особями коловраток. Условия жизни просто не оставляют им выбора альтернативного варианта получения потомства, поскольку обмен генами в рамках популяции происходит неизбежно, и мужская особь (в следствии отсутствия геномного импритинга) оказывается попросту бесполезной. А "девочки" наоборот, существуют и размножаются, демонстрируя работу естественного отбора и свидетельствуя об эволюции.

Екатерина Сергеевна Иванова

Feb 10

В поисках убедительного примера эволюции я нашла исследование, в ходе которого биологи-эволюционисты смогли проследить возникновение нового вида в течение 30 лет. Что может быть убедительнее, чем эволюция, происходящая прямо у нас на глазах?

Исследование посвящено возникновению нового вида вьюрков на острове Дафне (Галапагосские острова), куда случайно залетел вьюрок другого вида с острова Эспаньола. На остров, где обитали средние земляные вьюрки, случайно попал большой кактусовый земляной вьюрок с отдаленного острова, похожий на птиц, живущих на острове.

Самца-иммигранта сразу заметили, и сотрудники Уппсальского университета с супругами Розмари и Питером Грант внимательно следили за его передвижениями, а впоследствии и за его потомками. Самцу удалось отыскать себе самку, впоследствии самец из их потомства спарился с другой самкой, также с острова Дафне. Всего было задокументировано 6 поколений вьюрков, которые в результате инбридинга образовали отдельный вид, геном представителей которого содержал гены двух самок с острова и залетного самца. Между их потомками и другими птицами на острове возник репродуктивный барьер из-за того, что сыновья самца-иммигранта выучили его песню, но в больше степени за счет увеличения размера клюва. Гибриды двух видов получили две аллели, отвечающие за большой тупой клюв, то есть у гибридных потомков клюв был больше, чем у родительских видов. Это позволило занять новую экологическую нишу, которая до этого времени пустовала, благодаря этому за 6 поколений численность вида возросла до 36 особей. Но также увеличение клюва сделало их непривлекательными для местных самок. На вопрос о том, могли бы представители нового вида спариваться с вьюрками с острова Эспаньола, ученые отвечают отрицательно. Это опять же связано с размером клюва и тем, что песня нового вида вьюрков была частично заимствована у самцов с Дафне.

В результате наступившей на острове засухи как крупные, так и мелкие семена растений оказались в дефиците, из-за чего обострилась конкуренция между новым и коренным для острова видами. Так как новый вид выигрывал в конкурентной борьбе за счет более сильного клюва, в результате естественного отбора средние размеры клюва у представителей средних земляных вьюрков очень быстро уменьшились, чтобы занять другую нишу, произошла дивергенция двух видов.

Так, на примере вьюрков, которые играли важную роль в развитии эволюционной теории с момента самого ее возникновения, видно, как сильно случайные события могут повлиять на судьбу вида. Быстрое возникновение нового вида и дивергенция, обусловленные ограниченной территорией, ресурсами, усиленным естественным отбором, описанные в этом исследовании, на мой взгляд, служат наглядным доказательством эволюции.

Дмитрий Игоревич Каретников

Feb 10

Я бы отдал жизнь за двух братьев или восьмерых кузенов (c) Холдейн

Что есть биологический альтруизм? Это безвозмездное поведение, связанное с повышением репродуктивного успеха у близких особей, приводящее к ущербу самому себе и снижению репродуктивного успеха у альтруиста. Казалось бы, зачем особям жертвовать собой ради своих сородичей, если важнейшая цель как генетическая, так и популяционная – распределить свои гены дальше и дать собственное потомство? Важный вопрос, на который есть ответ.

Не менее важный вопрос, которым задаются ученые до сих пор: можно ли сказать точно, что наш альтруизм достался нам от амеб, которым аналогичным образом свойственен альтруизм при создании плодового тела, например? Или есть связь между альтруизмом гоминид и альтруизмом чаек, которые громким криком приглашают пообедать рыбой своих сородичей? Явного доказательства, объясняющего происхождение наших благих намерений по отношению к другим людям, не существует, но имеется огромное количество исследований и экспериментов, демонстрирующих у братьев наших меньших альтруизм во плоти.

Давайте рассмотрим для начала два примера, упоминавшиеся выше. Амебы вида Dictyostelium discoideum являются отличным модельным одноклеточным, демонстрирующим альтруистическое поведение. Как же оно проявляется? При избытке пищи все амебы спокойно живут себе по отдельности, едят и процветают, но при недостатке питательных компонент они агрегируют и организуются в так называемое плодовое тело, благодаря чему способны размножаться бесполым путем, давая споры. Большая часть амеб (около 20%) понимают, что плодовое тело не организовать без ножки, на котором будут гнездиться остальные амебы, дающие споры. Но для образования ножки они должны погибнуть. Таким образом, они отдают себя в жертву во имя дальнейшего размножения «сородичей». Не альтруизм ли это?

Еще один хороший пример приводит Александр Марков в книге «Эволюция человека. Обезьяны, Нейроны и Душа», который связан с альтруистическим поведением чаек. Когда рыбак на берегу водоема поймает рыбу, он начинает ее сразу потрошить, выбрасывая потроха в воду. На эти потроха прилетает голодная чайка. Что же она делает? Чайка издает громкий крик, призывая других чаек полакомиться остатками рыбы. Естественно предположить, что завязывается драка между птицами, каждая пытается урвать кусок, а птице, призвавшей всех на трапезу, не достается ничего вовсе. Почему же это происходит? Почему птица, которая обнаружила потроха рыбы, не съедает все сама, а зовет сородичей на остатки рыбы? Ответ кроется в самой рыбе и поведении птиц. Рыба, например селедка, является стайной рыбой, следовательно, когда человек не вмешивается в жизнь животных, птица призывает других чаек на большое пиршество, т.к. рыбы сразу много, хватает всем, чего не происходит в ситуации с потрохами одной рыбы. Как это объяснить?

Разгадка действий амеб и чаек кроется в математическом (или лучше сказать - логическом) правиле Гамильтона. Выражается это правило простой формулой: NRB > C, где R – степень родства альтруиста и принимающего жертву, B – репродуктивное преимущество принимающего жертву, С – репродуктивный ущерб альтруиста, N – число особой, принимающих жертву.

При выполнении этого неравенства ген альтруизма будет сохраняться и распространяться далее. Почему? Для понимания следует рассмотреть простой пример. Пусть есть три брата от одних родителей. Существует вероятность, что у каждого брата есть ген альтруизма, передавшийся от родителей с вероятностью 50%. Если предположить, что имеется ситуация, когда один из братьев должен пожертвовать собой (своей репродуктивностью и своими потоками) ради приспособленности остальных братьев, плюс предположить, что все братья в равной степени будут давать одинаковое количество потомков (например, 3 потомка у каждого), то будет выполняться неравенство Гамильтона, т.е. ген альтруизма будет передаваться при данных условиях и распространяться дальше, т.к. у каждого брата есть 50%-ая вероятность иметь ген альтруизма, следовательно, их потомки будут обладателями данного гена. Т.е. против 3 потомков с предполагаемым геном альтруизма приходится 6 потомков с тем же геном. Логично предположить, что гену выгодно оставить больше потомков с самим собой. Так и происходит у чаек и амеб: в первом случае чайка с геном альтруизма не станет есть одна, т.к. в этом случае количество потомков (и количество распространенных аллелей альтруизма) будет много меньше, если остальные птицы, которые гнездятся колонией и являются родственниками, не поедят и, предположительно, умрут. Конечно, было бы логично и выгодно одной чайке с одними рыбными потрохами не звать на трапезу всех, но, к сожалению, мозг птицы не настроен на такие сложные задачи и вычисления. Во втором случае аналогичная ситуация: если никто из амеб не согласится быть «фундаментом» для размножения, то распространить ген альтруизма, который может присутствовать у сородичей в колонии, не получится.

Как мы видим, модель Гамильтона объясняет нам, во-первых, существует ли альтруизм у каких-либо групп животных, во-вторых, отвечает на вопрос, почему альтруизм не вырождается.

Связаны ли эти примеры (и еще сотни других) с гоминидами? Абсолютно точного ответа на этот вопрос ученые дать пока не могут. Однако с очень высокой вероятностью можно предположить и даже не ошибиться в этом предположении, что уравнение Гамильтона будет работать и с Homo sapiens. Следовательно, т.к. «ген альтруизма» не вырождается, он вполне мог бы дойти до нас.

Более того, в жизни разных приматов можно увидеть парохильный альтруизм – бей чужих во имя своих. Явными примерами в данном случае выступают шимпанзе и паукообразные обезьяны. Подобная ситуация наблюдается у тех же амеб, которые обладают генами альтруизма. Последние посредством закрепления случайных мутаций пытаются противостоять эгоистичным «обманщикам», другим амебам, которые не работают и едят за счет трудолюбивых амеб-альтруистов. Видим ли мы подобное у нас, у людей? Бесспорно, часто нами движут только подобные догмы.

В заключении хочется привести еще один пример, демонстрирующий альтруистическое поведения у близких наших предков. Беззубая старушка, жившая примерно 3 млн. лет назад (Homo georgius или дминисский гоминид), демонстрирует нам самый настоящий человеческий альтруизм, т.к. кормил ее после потери зубов кто-то из сородичей.

Я считаю, что все исследования и эксперименты в совокупности дают уже! нам явную картину того, что «ген альтруизма» зародился очень давно, а нам передался с большими корректировками и дополнениями эволюционно.

Ген альтруизма - одновременно сложное и простое свидетельство эволюции!

Галина Сергеевна Кокшарова

Feb 12

Самое нелепое свидетельство эволюции

Существует несчетное количество свидетельств эволюции, к которым можно отнести

всё от рудиментарных органов существующих организмов до случаев

видообразования, зафиксированных человеком. Среди этого разнообразия сложно

выбрать что-то одно, подходящее под определение самого убедительного (смешного,

грустного, неприличного..). В своем ответе я хочу рассмотреть одно из самых

нелепых, на мой взгляд, явлений - икоту.

Икота - непроизвольные сокращения дыхательных мышц и диафрагмы при закрытой голосовой щели, из-за чего появляется характерный звук. Природа и функция этого неприятного явления достоверно никогда не были установлены наукой. Однако некоторые исследователи предлагают интересное эволюционное объяснение, согласно которому икоту мы унаследовали от наших с амфибиями общих предков.

Так, подобное явление наблюдается у головастиков лягушек на стадии, когда они имеют примитивные легкие и жабры одновременно. При дыхании жабрами глоточные мышцы головастика ритмично сокращаются, выталкивая воду из жаберных щелей, в то время как голосовая щель закрыта, чтобы предотвратить наполнение водой легких. Исследования на лягушках показали, что эти движения контролируются CPG (central pattern generators), находящимися в стволе мозга. Их активность у лягушек угнетается повышением парциального давления CO2 (что интересно, так как народные методы избавления от икоты часто предполагают задержку дыхания), а также введением агониста рецептора GABA B, в частности баклофена. Авторами филогенетической гипотезы был проведен эксперимент, в котором с помощью электрической стимуляции продолговатого мозга кошку довели до состояния, напоминающего икоту, а потом ввели ей баклофен, после чего икота прекратилась. Примечательно, что этот же лекарственный препарат используют в клинике при непрекращающейся икоте (как, впрочем, и при любой спастичности).

Таким образом, авторы гипотезы заключили, что икота, как и дыхательные движения головастика, контролируется CPG.

Но почему CPG и рефлекторная дуга, ответственная за икоту, не утратилась на протяжении такого долгого времени? Существует несколько гипотез на этот счет, одна из которых связывает икоту и сосательные движения, безусловно важные для млекопитающих. При дыхании амфибий задействованы буккальные (щечные) мышцы — это, а также факт закрытия голосовой щели сближает эти два явления. Примечательно, что плод еще в утробе матери производит движения, напоминающие икоту, а новорожденные проводят до 2,5% своей жизни за этим процессом.

Таким образом, CPG могли обрести новую функцию в процессе эволюции (возможно, связанную с сосательными движениями), поэтому и попали под действие положительного отбора, а икота как процесс продолжила проявляться, хотя и не имела функционального значения.

Конечно, филогенетическая гипотеза икоты не является общепризнанной и не лишена недостатков. Тем не менее, само существование икоты и ее возможное родство с дыхательными движениями головастиков кажутся мне крайне нелепыми свидетельствами эволюции.

Оригинальная статья авторов филогенетической теории икоты - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12539245

Анастасия Эдуардовна Коложвари

Feb 12

Самое грустное свидетельство эволюции

Эволюция живых существ на земле идет с момента их появления и об этом есть множество свидетельств. Самым грустным, на мой взгляд, свидетельством эволюции, является факт вымирания 99% (а может и более) видов на земле.

В настоящее время известно, что до формирования биосферы в современном виде, существовали совершенно разные биоты с неповторимыми видовыми составами. Некоторые из этих видов дали начало современному биоразнообразию, но большинство древних видов вымерло, не оставив потомка. «Тупиковые ветви эволюции» могли вымереть по целому ряду причин: вследствие не конкурентоспособности за ресурсы, после появление более адаптированных форм, в результате узкой специализации, что препятствует быстрой адаптации в условиях резкого изменения среды, а так же при катастрофических явлениях и т.д. Более того, история земли знает несколько массовых вымираний (великая кислородная катастрофа, пермское вымирание, девонское и т.д.), в результате которых за сравнительно короткое время исчезало подавляющее большинство видов. Свидетельства подобных вымираний хорошо зафиксировано в палеонтологической летописи и только по оценкам палеонтологов мы можем судить о разнообразии существ в той или иной период. В итоге миллионы лет эволюции и непрекращающегося процесса совершенствования и адаптации, стремления передать свои гены потомству обрывается.

Для биологии нет ничего страшнее потери биоразнообразия, так как чем более разнообразные жизненные формы существуют на нашей планете, тем больше вероятность выживания и адаптации, сохранения и усложнения пищевых цепей, что приводит к более стабильным межвидовым взаимодействиям. С другой стороны, вымирания дают возможность менее разнообразным и распространенным видам занять освободившиеся экологические ниши и начать формировать новые семейства и виды, более совершенные в новых условиях среды.

Алина Викторовна Константинова

Feb 12

Самое убедительное доказательство эволюции

Теория эволюции – одно из самых важных открытий 19 века, а может, и за всю историю человека. Однако с самого момента своего появления она вызывала вокруг себя множество споров. Аргументы противников теории эволюции были самыми разными – от утверждения, что “теория” по определению – это что-либо не доказанное, что-то, что нельзя полностью принимать на веру (что является полным непониманием научного определения слова “теория”) до утверждений, что процесс возникновения жизни нарушает второй закон термодинамики, и потому невозможен. До сих пор находятся люди, и, к сожалению, много, которые отрицают существование эволюции.

К счастью, научное сообщество, да и большая часть общества в принципе, признает теорию эволюции и встает на ее защиту. В пользу эволюции было найдено множество доказательств, однозначно показывающих, что процессы видообразования, естественного отбора (и т.д.) действительно работают. К наиболее известным доказательствам эволюции относятся эмбриологические (сходство эмбрионального развития различных групп животных и последовательное прохождение одних и тех же стадий), морфологические (существование форм, несущих в себе признаки различных таксонов), палеонтологические (существование ископаемых вымерших и переходных форм) и т.д. Доказательств предостаточно, и все они весьма убедительны.

Одним из частых аргументов противников теории эволюции является невозможность непосредственного наблюдения эволюции. Казалось бы, действительно, довольно сложно пронаблюдать процесс, который происходит в процессе смены сотен, тысяч или десятков тысяч поколений. Однако, современная наука шагнула далеко вперед, и сегодня мы можем ответить и на этот довод креационистов.

Одними из самых мобильных, быстро и легко приспосабливающихся организмов на земле являются бактерии. Скорость, с которой они адаптируются к меняющимся условиям среды, поражает, и уже сама по себе является отличным доказательством эволюционных процессов. Естественный отбор у них также работает замечательно.

Но эти адаптации бактерий не всегда бывают очевидными, и часто не выглядят убедительными для людей. Не так часто происходит что-то кардинально новое, что явно показывает процесс приспособления к изменениям среды. Можно было бы вспомнить приобретение бактериями устойчивости к антибиотикам, что на сегодняшний день становится большой проблемой и прекрасно отражает естественный отбор, происходящий в бактериальных популяциях – выживают лишь те, у кого есть гены устойчивости, и они же очень быстро распространяют его дальше. Но вещества, призванные убить бактерий, использовались всегда, они вырабатывались другими организмами. Поэтому еще более очевидным мне кажется пример с появлением бактерий, способных есть пластик.

Пластик – искуственное вещество, которого не существовало на земле до того момента, как его изобрел человек. Ни один живой организм не способен питаться пластиком, переваривать его и использовать в качестве источника энергии – так мы думали до недавнего времени. В ходе скрининга образцов почвы в японии были обнаружены бактерии Ideonella sakaiensis, способные перерабатывать полиэтилентерефталат (пэт) из которого изготавливают пластиковые бутылки, упаковку и тару. Этот вид бактерий способен существовать на пленке из ПЭТ и использовать пластик в качестве основного источника углерода, и ученые уже даже успели выделить фермент, который они используют для быстрого разрушения пластика. Это безусловно является многообещающим открытиям, и открывает для нас перспективы в сфере переработки мусора и охраны окружающей среды – но по моему мнению, возникновение у бактерий (а также, как было показано позднее, двух видов грибов и одной гусеницы) способности питаться веществом, появившимся совсем недавно, никогда до этого не существовавшим, но наличествующим в избытке, является очевидным доказательством эволюционного процесса. Способность приспосабливаться, занимать свободную нишу – по сути, эволюция происходит буквально на наших глазах.

Максим Александрович Корюков

Feb 7

Почему особи мужского пола имеют молочные железы? Принципиально молочные железы мужчин имеют то же строение, что и женские, однако в норме они не развиваются одинаково (дольки и протоки у мужчин почти не развиты). Лишь при нарушении гормонального плана могут наблюдаться различные аномалии (увеличение размера груди (гинекомастия). Данная тема была интересна с давних времен и на данный момент имеется несколько гипотез на этот счет.

Были высказаны предположения, что молочные железы были унаследованы нами от наших предков, которые были гермафродитами, то есть имели как женские, так и мужские половые признаки. В какой-то степени эта гипотеза верна, поскольку на ранних эмбриональных стадиях (до 7 недели развития) все эмбрионы имеют возможность пойти как по мужскому, так и по женскому пути развития, лишь через некоторое время (к 7 неделе) благодаря наличию в малом плече Y хромосомы специфической последовательности (ген SRY или sex-determining region) запускается программа развития по мужскому плану. Транскрипционный фактор SRY экспрессируется в узком временном окне, и активирует экспрессию транскрипционного фактора SOX9, который и запускает транскрипционную программу дифференцировки клеток Сертоли (активируется FGF9-сигнальный путь), которые начинают вырабатывать антимюллеров гормон и тестостерон. А закладка молочных желез начинается раньше, чем эмбрион выберет путь развития. Следовательно, еще до того, как определился пол, у особи уже есть зачатки желез.

Другой вопрос, почему данный признак не выбрасывается отбором, если он практически не нужен мужскому полу? Думаю, что одна из причин в том, что этот признак играет колоссальную роль для вскармливания детей, следовательно, если бы был механизм, действующий против этого признака в случае мужского развития, то была бы необходима точная регуляция, так чтобы никак не задеть процесс развития женских молочных желез. В добавок этот признак не приносит особых проблем мужчинам, лишь у 1% возникает рак молочной железы. Грубо говоря эволюции просто нет смысла избавляться от этого признака (или же это просто невозможно).

Данный пример очень интересен для меня, поскольку он позволяет понять, что не всегда получается найти какую-либо адаптивную причину того или иного признака. Даже если в голове есть имеющая смысл модель, описывающая причину закрепления признака, она не всегда будет верной. Можно придумать большое количество причин того, почему у мужчин остались молочные железы, например, что это сексуально привлекательно, однако причина, описанная мною выше кажется правдоподобной. Наука в целом нужна для проверки самых разнообразных, в том числе и абсурдных идей, если таких идей нет, то проверять будет нечего.

Юлия Владимировна Лаприна

Feb 9

Возможно это странно, а может забавно, но когда я прочитала задание, то в первую очередь подумала про копчик. А почему бы и нет? Это же рудимент.

Рудиментами называют органы или структуры организма, доставшиеся нам от далёких предков, которые им были необходимы, а для нас являются «лишними», следовательно их наличие является ярким доказательством эволюции.

Почему у нас вообще есть рудименты? Потому что гены, отвечающие за эти органы до сих пор присутствуют в нашем геноме.

Поговорим про копчик: по сути это наш рудиментарный хвост. Он находится в нижней части позвоночника и представляет собой от трёх до пяти сросшихся рудиментарных позвонков, а по форме напоминает изогнутую пирамиду, обращённую основанием вверх. Не смотря на то, что копчик является рудиментом, он выполняет важные функции в организме человека- к нему присоединяется твёрдая мозговая оболочка спинного мозга, он помогает равномерно распределять нагрузку на таз, а при родах вообще может отодвигаться, увеличивая родовые пути, также к копчику прикрепляются мышцы и связки.

Кстати, он имеется не только у людей, но и у бесхвостых приматов.

Рудиментами также являются зубы мудрости, аппендикс, ушные мышцы, эпикантус, третье веко, пирамидальная мышца живота, мужские соски и пилоэрекция.

Самым интересным из них(на мой взгляд) является пилоэрекция.

Пилоэрекция- явление знакомое всем нам: часто люди испытывают его, когда слушают музыку или смотрят фильм, а вообще оно проявляется при сильном эмоциональном возбуждении и когда человеку холодно. Мы говорим: «у меня мурашки по коже бегают», эти самые мурашки являются пупырышками у основания волосяного покрова человека, вызванными пиломоторным рефлексом, приподнимающим волосок. Для человека этот рефлекс является бесполезным, так как человек утратил густой волосяной покров в ходе эволюции. Но у животных этот рефлекс выполняет две функции: помогает сохранять тепло у поверхности кожи и принять устрашающий вид. Например, у кошек шерсть встает дыбом, когда они пугаются или собираются напасть, причём кошка в действительности может напугать своего противника и избежать драки, показавшись ему больше, чем она есть на самом деле.

Дарья Андреевна Лебедева

Feb 12

Схожий фенотип обитателей гидросферы как свидетельство эволюции

Теория эволюции живых организмов всегда подразумевала то, что все виды стремятся адаптироваться к тем условиям, в которых они прибывают постоянно или же проводят значительную для них часть времени (например, охота). В большинстве случаев существа, разделяющие между собой одну среду обитания, будут иметь схожие адаптационные механизмы, признаки или похожее строение и фенотип даже при том условии, что эти животные относятся к разным классам организмов, которые давно разошлись между собой в ходе эволюционного процесса. Такое проявление схожих адаптаций у различных систематических групп называется конвергенцией. В этом тексте я хочу рассмотреть тривиальное, но в то же время наглядное сравнение животных, обитающих в мировом океане, а также их эволюционное происхождение ,на примере китообразных.

Считалось, что киты, дельфины и морские свиньи произошли от мезонихид, древней группы вымерших наземных млекопитающих, обитавших у моря Тетис около 60 миллионов лет назад (в настоящее время там располагается Средиземное море и часть Азиатского субконтинента). Они имели сходство с современными волками, однако, при этом имели копыта. Разнообразие форм и размеров варьировалось от самых мелких, напоминающих обычную белку, до огромных четырёхметровых плотоядных «монстров» как Andrewsarchus. Однако, открытие рода Pakicetus, наиболее древнего из протокитообразных, показывает, что киты не являются прямыми потомками мезонихид. Их предки отделились от парнокопытных и перешли к водному образу жизни после того, как сами парнокопытные отделились от общих с мезонихидами предков. Вероятнее всего их рацион состоял из рыбы и других животных, населявших водоемы. Так как большую часть времени они проводили в воде, их тела стали подвергаться изменениям. Передние конечности превратились в плавники, а задние деградировали на фоне мощных, сглаженных хвостов. Волосяной покров исчез, но зато развилась толстая прослойка подкожного жира. Также изменилось строение дыхательных путей, а именно, ноздри, превратившиеся в дыхало наверху головы, что облегчило доступ воздуха с поверхности воды. А самое главное - это обтекаемая форма тела, которая позволяет быстро передвигаться в водной среде, плотность которой выше атмосферного воздуха.

Однако, природа оказалась в этом не нова, т.к. задолго до этого она наделила схожими механизмами и другие свои творения. Одни из примитивных форм жизни, а затем и более сложные организмы, населявших гидросферу, повторяли друг за другом одни и те же принципы устройства, совершенствуя со временем некоторые детали. Мы можем без затруднения отличить водных обитателей по ряду характерных признаков. Однако непосвящённые люди часто удивляются тому факту, что в море, помимо рыб (относительно близкородственных существ), встречаются и млекопитающие (такие как, киты, дельфины и т.д.). И их заблуждение весьма понятно, т.к. фенотипические признаки очень похожи (конечно, если не вдаваться в подробности анатомии и прочего).

Таким образом, мы можем предположить, что эволюция логична и может идти по принципу «всё новое - это хорошо забытое старое» и не выдумывать нечто совершенно иное там, где уже существуют проверенные временем механизмы. Отсюда и следуют схожие адаптационные признаки у животных из разных систематических групп, относящихся к одной экологической гильдии.

Алина Баратовна Левина

Feb 8

Самым неожиданным, смешным и в чем-то даже неприличным свидетельством эволюции для меня является эволюция переднеспинки и надкрылий у жука-плавунца. Если мы возьмем двух жуков разного пола, то мы увидим, что поверхность переднеспинки и надкрылий у самок не гладкая, как у самцов, а неровная, покрытая узкими параллельными бороздками. Возникает вопрос: зачем им это приспособление?

Чтобы найти ответ обратимся к брачному поведению данных организмов. Жуки-плавунцы являются обитателями водоемов. Спаривание у них также происходит в воде. Для того чтобы оплодотворить самку в таких сложных условиях самцы удерживают ее за надкрылья с помощью коготков и присосок. Большинство самцов предпочитает держать самку под водой чуть дольше, чтобы не дать ей справиться со своими соперниками.

А теперь вспомним, как происходит процесс дыхания у водоплавающих насекомых.

Для дыхания плавунцы используют запас атмосферного воздуха, уносимый под воду под надкрыльями, куда у этих жуков и открываются дыхальца. Для жизни под водой им необходимо время от времени (примерно каждые десять минут) всплывать к поверхности и слегка выставлять задний конец тела над водой, чтобы освежить запасенный под надкрыльями воздух.

Думаю, вы уже понимаете о чем идет речь

Пока самец (из лучших побуждений) удерживает самку под водой, она погибает от удушья!

Бороздки на переднеспинке и надкрыльях позволяют самкам отбиваться от насильников, т.к. к таким поверхностям сложнее прикрепиться с помощью присосок. Таким образом выживали только те самки, которые смогли “вырваться из цепких лап” самца.

Екатерина Алексеевна Лишай

Feb 12

Известно, что киты являются вторично водными животными, то есть их предки вышли на сушу, а затем ушли обратно в воду. Вопрос о том, как наземные предки китов эволюционировали в морских, долгое время оставался открытым, так как не удавалось найти переходную форму.

Позднее были найдены различные окаменелости переходных форм, однако все они были либо еще наземными, либо уже водными.

В 1980-х годах был найден скелет Pakicetus (рис.1а). Это было небольшое животное, ведущее, судя по тяжелым костям и высоко расположенным глазницам, полуводный образ жизни. Однако признаков было недостаточно, чтобы объявить его недостающей переходной формой.

В 1992-1994 годах был обнаружен скелет Ambulocetus (рис.1б), животного с четырьмя лапами, но уже полностью водного.

В 2007 году был найден скелет Indohyus (рис.2), парнокопытного из семейства Raoellidae. Это небольшое животное размером с собаку с толстыми тяжелыми костями, которое обладало признаками, присущими китам и другим китообразным, но до этого их не находили ни у кого из Raoellidae или Artiodactyla. В частности, ископаемое содержит толстое покрытие кости над пространством среднего уха (называемое инволюкрум). До этого инволюкрум встречался только у китообразных.

После исследования остатков зубов и костей ученые предположили, что Indohyus был полуводным (похожим на бегемота) и питался растительной пищей, преимущественно находясь в воде и используя ее как защиту от хищников. Специфическое поведение при питании в воде появилось намного позже.

Можно назвать это свидетельство эволюции самым странно открытым. Части черепа и зубов Indohyus были найдены за 30 лет до официального объявления индийским ученым А.Ранга Рао. После его смерти вдова отдала неоткрытые фрагменты профессору Тьюиссену. Его техник однажды случайно сломал один из фрагментов черепа, и Тьюиссен увидел структуру слуховой буллы, которая имела аналогичное строение, что и у китообразных.

Рис.1. (а - снизу, б - сверху) https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/images/evograms/paki_ambulo.png

Рис.2. https://www.wired.com/images_blogs/wiredscience/images/2008/12/30/nat1indohyus2.jpg

Анна Вячеславовна Лыхина

Feb 8

Ушные мышцы человека

Сравнительно-анатомические исследования позволяют выявить характерные особенности структур организма, указывающие на их происхождение в процессе эволюции . Наличие рудиментов является сравнительно-анатомическим доказательством эволюции. Рудиментарные органы доказывают действие естественного отбора, удаляющего ненужный/бесполезный/не адаптивный признак.

Остатки ушной мускулатуры человека — классический (и на мой взгляд довольно забавный) пример рудиментарных органов. Если человек умеет шевелить ушами, он демонстрирует доказательство эволюции! У человека имеются 4 мышцы (передняя, верхняя, височно-теменная и задняя ушные мышцы), которые крепятся к уху и обеспечивают его движение. У большинства людей они не выполняют никакой функции. Большинство людей даже не может произвольно напрягать их и управлять ими, какие усилия не прикладывались бы. Однако кое-кто умеет использовать эти мышцы, чтобы шевелить ушами, что часто веселит и удивляет окружающих. Другие животные, например кошки, лошади и собаки, используют ушные мышцы для того, чтобы двигать ушами, и это те же самые мышцы, которые имеются в рудиментарном состоянии у человека.

Любой рудиментарный орган организма был полностью развит у его предков, следовательно, когда-то нашим предкам было жизненно необходимо уметь шевелить ушами. Функции, которые выполняли ушные мышцы у наших предков, вполне понятны: они помогали двигать ушами для того, чтобы лучше слышать приближающегося хищника, соперника, сородичей или добычу, более точно и быстро определять источник звука. Рудиментарные черты приобретают смысл, когда их рассматривают в свете эволюции. Естественный отбор со временем уничтожал бесполезные черты или делал их более адаптивными, изменяя их предназначение. Альтернативное использование ушных мышц для какой-то выполнения какой-либо важной функции в человеческом организме придумать сложно, поэтому сейчас у людей ушные мышцы служат только для развлечения.

Татьяна Андреевна Мартюшева

Feb 11

Пугающее свидетельство эволюции.

Антибиотики на сегодняшний день продаются в каждой аптеке и многие современные люди, в попытках вылечиться, вместо похода к врачу самостоятельно прописывают себе лечение, даже не подозревая , что они своими действиями повышают вероятность вымирания человечества, как в широко известной игре "Plague Inc.". Принимая антибиотики люди стремятся уничтожить всех болезнетворных бактерий , но, как и все организмы, бактерии стремятся выжить, а благодаря хирому устройству их организма, они быстро накапливают мутации. Положение дел ухудшается также тем, что бактерии быстро размножаются и способны к горизонтальному переносу генов, таким образом антибиотикорезистентными могут стать все бактерии за очень короткий промежуток времени!

Полезные бактерии при приеме антибиотиков уничтожаются вместе с вредными, выживают лишь те, которые мутировали, стали устойчивыми к антибиотикам, для них исчезает конкуренция за среду обитания, они получают преимущество и размножаются. Эти мутации могут происходить не только у болезнетворных бактерий, но и у полезных для человека. Мутация может сделать из совершенно безобидной бактерии смертельно опасную, например, энтерококки, которые помогают переварить сыр в кишечнике, на сегодняшний день известен антибиотикорезистентный смертельно опасный штамм Enterococcus faecium.

На данный момент весь мир борется с этой проблемой, но скорость выработки резистентности у бактерий во много раз превышает скорость создания новых классов антибиотиков человеком. Для человечества это является пугающим последствием эволюции бактерий.

Мария Михайловна Минкевич

Feb 12

Морфологические доказательства эволюции это самый быстрый и ходовой способ проследить развитие близко и дальнеродственных видов. Поскольку руку нельзя получить путем внесения случайной мутации в ген, «кодирующий руку», чтобы ответить на вопрос «откуда у нас руки и почему они такие?», нужно сравнить гомологичные пятипалые конечности других позвоночных животных, пользуясь методами сравнительной анатомии.

Существует множество классических примеров морфологических свидетельств эволюции - стоит лишь вспомнить про свои рудименты (аппендикс, ушные мышцы, зубы мудрости), а кому не повезло – про атавизмы. Однако в данном эссе мне бы хотелось обсудить один необычный, но крайне примитивный пример, который заставляет задуматься о происхождении хордовых животных. Этот пример – асцидии. Жизненный цикл этих простых на общий взгляд колониальных фильтраторов включает в себя развитие личинки, имеющей хорду. До начала изучения головастиков Асцидий морфологи долгое время относили Асцидий к Моллюскам, но после открытия Асцидии были быстро отнесены к подтипу Tunicata. Что заставило свободноплавающих личинок деградировать до прикрепленных животных, а потом путем идиоадаптаций дать начало вторично-свободноплавающим классам? Могла ли хорда сформироваться не с первой попытки у одного вида или одновременно у нескольких, как глаз? Сразу же начались споры об эволюции ранних Хордовых. В число гипотез входила одна, которая заключалась в развитии типа Хордовые из похожих личинок путем неотении, а также гипотеза про случайную мутацию в клетках дорзальной мезодермы, которые привели к вакуолизации стенки последней и, тем самым, образованием хорды. Подобно «гену руки», не могло существовать такого «гена хорды», котором возникновение одной-единственной мутации привело бы к образованию структуры с такими ключевыми для онтогенеза свойствами. Достижения в области сравнительной эмбриологии помогли понять, что и Асцидии, и самые древние нынеживущие Хордовые – Ланцетники - произошли от одного свободноплавающего предка (не исключая, что тот предок мог напоминать головастика Асцидии).

Хотя вопрос о переходе Асцидий к прикрепленному образу жизни остается открытым, сам факт существования такого эволюционного явления как деградация подкрепляется именно наличием класса Ascidiacea. Представителей данного класса я считаю поистине удивительным свидетельством эволюции!

Филогения подтипа Tunicata. Источник: Giribet BMC Biology (2018) https://doi.org/10.1186/s12915-018-0517-4

https://www.researchgate.net/publication/324806719_Phylogenomics_resolves_the_evolutionary_chronicle_of_our_squirting_closest_relatives - не получилось вставить картинку

Анна Александровна Муравьёва

Feb 12

Самое сюрреалистическое доказательство эволюции -- это курозавр. Точнее, зубастая курица. Наличие у птицы зубов -- это факт, больше поддающийся определению, чем осмыслению. Зубы курозавра -- атавизм, то есть признак, который у данного вида в норме отсутствует, но когда-то был у его предков. Это появление доказывает наличие механизмов формирования предкового фенотипа -- “сломанных” генов предков. Эти гены накопили мутации, поскольку отвечали за признаки, которые уже не поддерживались отбором и не повышали жизнеспособности своих хозяев. Однако они сохранились в геноме в неактивной форме и мутация, которая бы возвращала таким генам функциональность, и вызвала бы у организма появление предкового фенотипа. Обычно атавизмом называют случайное появление таких признаков, но в случае курозавра всё не так просто. Ещё в восьмидесятых годах исследователи Коллар и Фишер использовали кусочки глоточного эпителия курицы в комбинации с молярной мезенхимой мыши, чтобы показать наличие зубастых предков у птиц. Вопреки всем ожиданиям, эпителий отреагировал на мезенхиму формированием эмалевого органа -- предшественника зуба. Четверть века спустя были исследованы механизмы образования зубов у эмбрионов кур-мутантов talpid2. Оказывается, экспрессия генов bone morphogenetic protein 4 (bmp4) резко отличается у таких мутантов и у кур дикого типа. Этот ген экспрессируется в районе презумптивного зуба и, скорее всего, является лимитирующим фактором в его формировании. Таким образом, получение и исследование атавизмов доказывает последовательное происхождение одних видов из других.

Иван Евгеньевич Мусиенко

Feb 12

Одно из удивительных доказательств эволюции – это псевдогены, которые представляют собой своеобразную "историческую летопись", рассказывающую об образе жизни и адаптациях далеких предков изучаемого организма. Псевдогены — нефункциональные аналоги структурных генов, которые возникают в результате мутаций, выводящих функциональные гены из строя. Если мутация выведет из строя ген, полезный для организма, она почти наверняка будет отсеяна отбором. Но полезные в прошлом гены могут стать ненужными, например, из-за смены экологической ниши и, соответственно, образа жизни. Мутации, которые выведут из строя такой ген, не отсеиваются отбором и могут закрепиться в популяции. Псевдогены могут долго сохраняться в геноме в качестве ненужного "довеска". Мутации, которые в дальнейшем будут происходить в псевдогене, безразличны для выживания организма, и поэтому они будут свободно накапливаться и в конце концов могут изменить псевдоген до неузнаваемости. Однако на это уходят обычно десятки или даже сотни миллионов лет, поэтому в геномах большинства организмов, псевдогены присутствуют в больших количествах.

Например, у млекопитающих есть три гена, которые у птиц и рептилий отвечают за производство белка вителлогенина, который входит в состав желтка в яйце. Почти у всех млекопитающих эти три гена являются псевдогенами. Хотя у плацентарных млекопитающих желток не образуется, в ходе эмбриогенеза развивается рудиментарный желточный мешок, наполненный жидкостью и присоединенный к кишечнику зародыша. У однопроходных же из трех генов вителлогенина псевдогенами являются только два, а третий сохранил функциональность.

Пример псевдогена GULO, который представляет собой нефункциональный ген фермента глюконо-лактон-оксидазы у разных видов:

(картинка не вставляется, но ее можно увидеть по ссылке:https://www.researchgate.net/figure/A-Aligned-genomic-DNA-sequences-from-the-GULO-pseudogene-taken-from-the-short-arm-of_fig1_49650899)

https://www.researchgate.net/publication/49650899_Teaching_the_Process_of_Molecular_Phylogeny_and_Systematics_A_Multi-Part_Inquiry-Based_Exercise

A) Выровненные последовательности геномной ДНК из псевдогена GULO, взятые из короткого плеча хромосомы 8 следующих видов: #1 = Pan troglodytes, #2 = Pongo pygmaeus, #3 = Homo sapiens и #4 = Macaca mulatta. B) Дискретные различия нуклеотидов между четырьмя последовательностями ДНК. Звездочки обозначают ключевые позиции, которые помогают выявить происхождение. C) Наиболее вероятная филограмма, указывающая на происхождение и расхождение видов на основе этих последовательностей ДНК.

Анастасия Сергеевна Мутовина

Feb 12

Многие люди в мире не верят в эволюцию, а если и верят, то все равно существует множество недопониманий. Одно из таких недопониманий, например, состоит в том, что эволюция имеет какую-то определенную цель. На самом же деле это довольно бесцельный процесс, приводящий ко множеству вариантов, с помощью рандомных мутаций, наиболее успешные из которых закрепляются.

Люди также считают, что каждая черта организма должна иметь какую-то функцию, что она помогает организму выживать, в какой-то степени. Но бывают случаи, когда это совсем не так, иногда кажется, что в некоторых чертах нет никакого смысла, например в рудиментах. Рудименты могут показаться контраргументом к эволюции, но на самом деле они, наоборот, усиливают наше понимание, нежели разрушают его.

Когда анатомическая черта кажется откровенно странной — это скорее всего рудимент. Рудимент — это орган, который утратил свою изначальную функцию в процессе эволюционного развития организма (хотя иногда он может приобрести новую). Если какой-то орган уже не используется-зачем же его сохранять? Сложно ответить на этот вопрос, но можно подождать еще миллион лет и возможно он исчезнет.

У человека можно найти несколько примеров рудиментарных органов. Если вы когда-нибудь смотрели кому-нибудь в глаза (или даже себе), то могли заметить маленький розовый треугольник во внутреннем уголке глаза. Он, конечно, не совсем рудиментарен, так как помогает слезам стекать из глаз и дает нам большую свободу движений, но все же это не является его изначальной функцией. У птиц, рептилий и некоторых млекопитающих эта небольшая структура образует третье веко - мигательную перепонку. Она помогает им защищать глаз или увлажнять его без потери видимости.

Еще одним рудиментом человека является зуб мудрости. Раньше он играл важную роль: диета наших предков состояла из очень жесткой и твердой пищи, сами челюсти были больше, и соответственно вмещали больше зубов, к тому же, некоторые зубы стирались и было полезно иметь запасные. Но наш рацион уже совсем не такой, наши челюсти немного меньше, и уже не вмещают дополнительный набор из зубов мудрости. Также в последнее время все чаще встречаются случаи полного их отсутствия.

Очень интересные млекопитающие – киты - сохранили рудименты тазовых костей. Эти кости не связаны с остальным скелетом и не выполняют ни опорную, ни двигательную функцию. Не так давно ученые выяснили, что тазовые кости играют большую роль при половых контактах, к ним крепятся мышцы пениса. Таким образом, рудименты - тазовые кости китов были объектом полового отбора.

Хотя все эти черты и кажутся непонятными и бесполезными, для них всегда имеется причина или объяснение. Более глубокое понимание этих биологических загадок прокладывает путь к более полному познанию всех комплексных факторов и движущих сил, которые изменяют окружающий нас мир.

Игорь Вадимович Орлов

Feb 11

Утконосы сами по себе очень странные животные. Это однопроходное млекопитающее, которое откладывает яйца, но кормит детенышей молоком, а так же имеет клюв, к тому же большую часть жизни проводит в воде. Так же в своем внешнем виде, развитии и жизни совмещает признаки и птиц и млекопитающих. А изучение их генетической последовательности еще больше сделало их странными. У утконоса 26 пар хромосом из них 5 пар являются половыми. Но утконосы не единственные у кого половых хромосом больше двух, например есть лягушка пятипалый свистун (Leptodactylus pentadactylus) у нее из 22 хромосом 12 половых. И на хромосомах пятипалого свистуна показали, что половые хромосомы образуют кольцевые структуры, вместо бивалентов, где каждая хромосома связывается с двумя другими. Но вернемся к утконосу у него пять хромосом считаются Х-хромосомами, а пять других Y-хромосомами. Половые хромосомы образуют единый комплекс и при мейозе в сперматогенезе расходятся по пять Х и пять Y в разные сперматозоиды, то есть один сперматозоид при оплодотворении даст женскую особь, а второй мужскую особь. Но странность еще в том, что на этих половых хромосомах на одном плече есть гены определяющие пол как у млекопитающих, а на другом плече гены птиц. Это открытие ставит вопрос о том правда ли половые хромосомы птиц и млекопитающих развивались не зависимо, или утконос каким-то образом унаследовал гены и млекоитающих и птиц. Утконос показывает нам, что эволюция половых хромосом все таки не так проста.

Анастасия Павловна Парамоник

Feb 12

Хочу написать о самом нелепом, на мой взгляд, свидетельстве эволюции. Нелепом, склизком, толстом существе, которое даже называется нелепо - головастик.

Как будто он забыл, кем является на самом деле, "слоупок", потерявшийся во времени и пространстве.

Рассмотрим особенности головастика:

невооружённым глазом можно заметить хвост и вытянутое тело - такая обтекаемая форма туловища необходима для более легкого и комфортного передвижения в водной среде.

Можно заметить жабры и боковую линию. У каких еще позвоночных животных вы их встретите? Только у рыб и примитивных земноводных.

Эти особенности дают основания полагать, что головастик не то, чем является на самом деле. Как говорил К.Ф. Рулье: "Кто сказал бы, описав строение головастика, что головастик есть не рыба, а задаток на будущую лягушку, животное не водяное, а сухопутное, лишенное хвоста, и имеющее четыре конечности?"

Но что самое, на мой взгляд, удивительное - в самом начале развития у головастика двухкамерное сердце и один круг кровообращения .

В ходе метаморфоза появляется второй круг кровообращения связанный с переходом земноводных в наземно-воздушную среду - связанный, с возникновением легочного дыхания!

Перестраивается весь организм - исчезают жабры, развиваются легкие; появляются 4 конечности и затем, путем автолиза, исчезает хвост. И вот, вместо толстой и нелепой "рыбёшки" мы видим менее нелепое и более высоко организованное удивительное существо.

Такое нелепое свидетельство эволюции, как будто, где-то в системе произошел сбой, баг, который разработчики забыли исправить вовремя. Насколько же это удивительный "баг" - в реальном времени мы можем наблюдать, как перестраивается организм и повторяет одно из самых знаменательных событий в истории животного мира - переход организма из водной среды в наземно-воздушную!

Дарья Дмитриевна Петрова

Feb 8

Я, как студент третьего курса ФЕН, знаю множество различных примеров доказательств эволюции: биохимические, палеонтологические, эмбриологические.. Все это мы учили еще со времен подготовки к ЕГЭ по биологии. Но для меня всегда самым забавным, но очень логичным свидетельством этого процесса были собаки, а точнее, разнообразие пород собак. Все мы знаем, что собака (а точнее, волк) была одомашнена десятки тысяч лет назад. Но разве все собаки так похожи на волков? Чихуахуа, болонки, йоркширские терьеры, доги, лабрадоры.. Разнообразие собак огромно, все они различаются внешне, характером, умственными способностями, отношением к человеку. Поразительно, что вообще представители всех этих пород принадлежат одному виду. Селекция и искусственный отбор – это замечательный пример преобразования организмов от поколения к поколению, формирования и закрепления различных признаков, которые дают организму преимущество. В случае домашних животных «полезными» признаками являются те, которые нужны человеку, так как выживание их зависит от людей. Наверное, это для всех очевидно, и никто в здравом уме не будет отрицать существование селекции. Но ведь селекция – это «маленькая эволюция» под человеческим контролем. Каждая порода собак занимает свою нишу, одних мы используем для охоты, других как пастухов, третьих как компаньонов, и каждая из этих пород имеет все необходимые признаки для того, чтобы преуспеть в своем деле. Так и в пространстве планеты Земля, каждый вид занимает свою нишу, в которой имеет преимущество перед другими видами. Если ты родился неспособным выжить в своей нише, имея совсем непригодные для нее признаки, то ты либо погибнешь, либо найдешь способ выжить по другой стратегии и дать потомство. Тогда ты дашь начало новой эволюционной ветви. Такова и участь наших собачек: если появился на свет щенок с каким-то новым признаком, то выживет он, если человеку он понравится, и он захочет от такой собаки получить потомство. Возможно, так появится новая порода.

Таким образом, человек сам того не подозревая, доказал эволюцию, проводя многочисленные эксперименты по селекции. Ведь действительно, не зная эмбриологических и палеонтологических доказательств эволюции, вера в нее сродни вере в Бога. Атеисты говорят: «Не видел я никогда вашего Бога, с чего мне в него верить?», а противники теории эволюции никогда не видели, как обезьяна превращается в человека, что весьма разумно. Но тем не менее, видели, как на их глазах появляются новые породы и вымирают невостребованные. Как же люди могут отрицать эволюцию, когда сами же являются ее творцами? Тысячи сортов, пород животных и растений, созданных под действием искусственного отбора – самое старое и надежное, экспериментальное доказательство эволюции.

Анна Анатольевна Пушкаревская

Feb 12

Самым грустным свидетельством эволюции я считаю адаптации у эндопаразитов, которые питаются внутренностями своих хозяев. Они пользуются успехом с точки зрения эволюции, так как широко распространены в природе. В соответствии с их образом жизни, у них упрощена пищеварительная, нервная, система и система органов чувств, также у них хорошо развита половая и защитная системы. Также у многих представителей группы эндопаразитов имеют сложный жизненный цикл, который помогает им распространиться в экосистеме и даже переходить между средами. И вдвойне грустно осознавать, что нас, совершенных, сложноустроенных млекопитающих, людей, могу убить эндопаразиты, размер личинок которых не превышает 1-2мм ,такие как плоские черви, круглые черви, и другие простейшие, у которых упрощенная или вообще отсутствующая пищеварительная система. Также у них есть приспособления типа крючков, плотная оболочка, защищающая от внутренней среды кишечника и иммунной системы. Удивительно, на какие ухищрения они идут, чтобы обмануть иммунную систему, например, малярийный плазмодий, который проникает в эритроцит, чтобы не быть мешеную иммунной системы хозяина. Эндопаразиты, помимо наглого поедания веществ хозяина, могут также травмировать его организм своими токсичными выделениями, и привести к смерти. Например, описторхоз, главным очагом которого является река Обь и другие реки Сибири. Люди, у которых есть описторхоз, могут даже не замечать его в своем организме, а он тем временем съедает печень и другие органы хозяина. Его продукты метаболизма токсичны для нашего организма. Есть эндопаразиты с более сложным циклом, содержащим более одного хозяина, например, токсоплазмоз, когда он попадает к мыши в организм, то заставляет её вести себя атипично, то есть не прятаться, и вставать в середину освещенного, открытого пространства, давая хищнику, кошке, себя обнаружить. Кошка съедает мышь и автоматически заражается ими. Самое грустное, что мы, люди, считаемся наиболее сложной живой системой в эволюции, а многие эндопаразиты используют нас в качестве промежуточных хозяев, и отдают больше предпочтение кошкам, свиньям, собакам, например, печеночный сосальщик или кошачья двуустка...

Александр Васильевич Румянцев

Feb 12

Самое сексуальное доказательство эволюции.

Сексуальные предпочтения различны. Так или иначе для всех видов их можно объяснить. Как могут проявляться различные сексуальные предпочтения в любой большой популяции, где половой отбор достаточно силён для каждого пола. Идея заключается в том, что от популярности зависит и репродуктивный успех - наличие интереса к тем или иным представителям противоположного пола. Затем он ускоряется фишеровским убеганием.

Сексуальное предпочтение различны, но с чем это связано остаётся загадкой для эволюционистов. Для того, чтобы эти различия возникли необходимо чтобы как самцы выбирали самок так и самки самцов. У каждой отдельно взятой особи есть предпочтения, под чем подразумевается вероятность выбора особей своего или противоположного пола. Кроме того, привлекательность особи - это вероятность его быть избранными другими. И наконец, популярность - это осознанная привлекательность которая выражается к частоте выбора. подвергаются половому отбору особи.

Если выбор влияет и на другой пол то чем организм привлекательнее, тем более разборчивым он может быть. Будучи разборчивым, особь становится "труднодоступным" это демонстрируется отсутствием интереса ко многим или даже к большинству представителей противоположного пола в популяции. Таким образом любая особь в популяции может испытывать отсутствие интереса кого-либо из противоположного пола к себе и интерпретировать это как избирательность, а следовательно и как популярность незаинтересованного. Следующие логические шаг это фишеровское убегание вызванное этим признаком популярности. Фишеровское убегание - это взрывное развитие любой конкретной черты, на которую начинает действовать половой отбор. Здесь главной особенностью является избирательное отсутствие интереса. Его появление как признак популярности вызывает половой отбор самого незаинтересованного - (привередливого) .

То, что начинается лишь с избирательного отсутствия интереса, перерастает в обобщенную черту отсутствия интереса к представителям противоположного пола, способным к размножению, и, следовательно, к DSP (вероятное полового оценивание) Важно отметить, что те животные, которые развивают DSP с помощью описанного процесса, не снижают свою приспособленность: в стабильных условиях их репродуктивный выход не отличается от среднего. Таким образом, полное отвращение к репродуктивным возможностям не может развиваться таким образом.

Существуют разные гипотезы для объяснения DSP. Во-первых, это может быть повторяющаяся мутация (генетическая ошибка). Но такое предположение статистически незначительно, так как одинаковые мутации не могут возникнуть de novo одновременно у многих особей. Вторая гипотеза - сексуальный конфликт, что есть конфликт между эволюционными интересами людей двух полов. Сексуальный конфликт означает, что гены, которые в одном поле приводят к DSP, для другого пола дают некоторую репродуктивную выгоду. Таким образом, у людей мужская гомосексуальность может быть связана с женской плодовитостью, то есть те же самые гены, которые приводят к гомосексуальности у мужчин, увеличивают плодовитость у женщин.

Третья гипотеза - близкородственный отбор. Было высказано предположение, что гомосексуалисты альтруистически воздерживаются от размножения, чтобы помочь потомству родственников; Или, что родители могут манипулировать детьми, чтобы отказаться от размножения, стать гомосексуалистами и помочь потомству родственников. Гипотеза отбора близкими родственниками была среди ранних объяснений, предложенных для эволюции гомосексуализма у людей. Однако в этом случае для родителя невыгодно производить потомство, которое жертвовало бы его возможностями размножения. Это указывает на то, что не должно быть сильной генетической предрасположенности к принятию таких подчиненных ролей, что делает это объяснение неподходящим для объяснения тех DSP, которые определены генетически.

Спаривание как сигнал привлекательности это ещё одна гипотеза, подразумевающая что брачное поведение можно интерпретировать как признак популярности, и, таким образом, выгодно выразить его иначе, чем спаривание с особями своего вида противоположного пола, приводя к таким явлениям, как спаривание с представителями разных видов или одинаковой половой принадлежности.

Самое интересное, что все эти предположения так или иначе имеют доказательства и в случае нашего вида. Но, необходимо учесть, что гомосексуальность в выборе партнера ещё не означает то, что та или иная особь не оставит потомства. К примеру, проводился опрос, который показал, что 67 процентов лесбиянок были матерями, по сравнению с 72 процентами гетеросексуальных женщин (разница только в 5%). Таким образом, необходимы дальнейшие исследования для оценки репродуктивной продуктивности у людей с DSP по сравнению со средним показателем по населению. Обратите внимание, что одних только поведенческих наблюдений было бы недостаточно, поскольку частота совокупления не является достаточно надежным показателем репродуктивного успеха.

Екатерина Сергеевна Савина

Feb 10

Откуда взялась икота?

Каждый из нас сталкивался с этим малоприятным процессом, но мало кто задумывался о том, что такое икота, зачем она возникает и есть ли у нее какое-либо филогенетическое обоснование.

Оказывается, в научном мире существует гипотеза о том, что икоту человек «унаследовал» от рыб и амфибий. На мой взгляд, это является одним из самых любопытных свидетельств эволюции, поэтому я решила рассмотреть этот процесс чуть более детально.

По сути икота представляет собой нарушение дыхания, при котором происходит резкое сокращение диафрагмы и одновременное закрытие гортани надгортанником – в результате получается короткий сдавленный вдох. Икота возникает непроизвольно из-за раздражения диафрагмального или блуждающего нерва, например, при случайном движении в неудобной позе или резком вдохе. Блуждающий нерв проходит в непосредственной близости от пищевода, поэтому при переедании или слишком быстром поглощении пищи мы также начинаем икать.

На просторах Google Академии мною была найдена статья, где авторы сформулировали филогенетическую гипотезу происхождения икоты. Она основана на предположении, что нейронные механизмы для генерации дыхательного ритма в стволе мозга сохраняются в ходе эволюции, и на наблюдении многочисленных сходств между икотой и жаберной вентиляцией у низших позвоночных, таких, как лягушки.

Двоякодышащие рыбы и земноводные используют буккальные мышцы для перекачивания воды через жабры или воздуха легкие. Но у них нет грудной клетки и, соответственно, нет присасывающего действия диафрагмы, поэтому вдох осуществляется за счет работы буккальных мышц. Во время вентиляции жабр согласованные ритмические сокращения мышц глотки постоянно выталкивают воду из полости рта через жабры. в то время как глотка закрыта для предотвращения попадания воды в легкие – в этом механизме угадывается сходство с механизмом икоты.

Исследования показали, что дыхание амфибий и двоякодышащих связано, скорее всего, с центральными генераторами паттерна (ЦГП) – скоплениями нейронов, ответственных за ритмические и стереотипные движения и локализованных в стволе мозга. Нейроны, ответственные за икоту, вероятно, также находятся в стволе мозга, поскольку в эксперименте икота у кошки была вызвана путем электростимуляции в небольшую область рядом с боковым ретикулярным ядром.

Кроме того, для торможения вентиляции жабр головастика достаточно низкой дозы баклофена, агониста рецепторов ГАМК-бета. Примечательно, что этот же препарат также используется для лечения тяжелых случаев икоты. Хотя рецепторы ГАМК-бета широко распространены в организме человека, результаты экспериментов свидетельствуют о направленном действии баклофена на ЦГП: рефлекс, похожий на икоту, вызываемый у кошки электрической стимуляцией ствола мозга, устраняется микроинъекцией баклофена.

Еще одной общей чертой механизмов вентиляции жабр и икоты является то, что оба они тормозятся при расширении легких.

На основании перечисленных выше свойств авторы сделали вывод, что икота может являться побочным продуктом более ранних форм респираторного поведения, то есть в стволе мозга млекопитающих сохраняется архаичный вентиляционный ЦГП. Но зачем? Авторы статьи предложили два объяснения.

Во-первых, элементы архаичного ЦГП могут принимать участие в генерации ритма апноэ и генерации вдоха в двигательных нейронах, а более «новые» элементы управляют открытием гортани.

Второе предположение основано на том, что раз архаичный ЦГП не участвует в апноэ, то он может играть роль в других нормальных формах поведения, требующих сокращения буккальных мышц и закрытия глотки. С этой точки зрения, сосание, которое включает в себя быстрое ритмичное всасывание ртом в сочетании с закрытием голосовой щели, является наиболее вероятным проявлением у млекопитающих сохраненного центрального генератора паттернов, отвечающего за вентиляцию жабр.

Таким образом, согласно этой теории, икота «досталась» нам от наших далеких предков (амфибий и двоякодышащих), возникла в ходе развития центрального генератора паттерна вентиляции жабр и легких и сохраняется по сей день как часть генератора ритма апноэ или сосательного рефлекса.

Татьяна Алексеевна Савостьянова

Feb 8

Эволюция, стремясь даровать тому или иному виду способность выжить в новых/непростых условиях, иногда приводит к беспрецедентным результатам. Необычным примером представляется горный попугай-убийца Кеа, который живет в заснеженных горных перевалах, а потому его образ жизни очень схож с таковым у хищных птиц: попугай откусывает куски плоти у горных овец, умеет парить, очень хорошо видит и даже издает звуки, похожие на ястребиные крики. В общем, «жуй кокосы, ешь бананы» не про эту птичку.

Кеа словно поменялся с пальмовым грифом (близкий род беркуту), который безжалостно нападает на банановые пальмы и орехи. Эволюция дала возможность монотипическому грифу очень быстро приспособиться к условиям жизни в солнечной Африке, кардинально изменив его пищеварительную систему в ходе быстрой генетической адаптации.

Иногда эволюция генерирует у видов буквально «супер-способности», которым завидуют даже автоконцерны. Не так давно по заказу Volkswagen было проведено исследование антарктического клыкача (родственный вид речному окуню). Чем этот южный окунь мог так заинтересовать известного монополиста? Дело в том, что кровь этой рыбы не замерзает при температурах -1,80С (иногда ниже) из-за содержания особого белка-«антифриза» (точный механизм его работы, как и состав, все еще остаются не до конца понятными). Volkswagen надеялся использовать это открытие для создания эффективной незамерзайки для машин, но насколько преуспел в этом - не ясно. Может, в скором времени мы увидим исследование NASA азиатских горных гусей, которые, пересекая Гималаи, могут менять химический состав крови, чтобы выжить в ледяном и разреженном воздухе…

Стоит, однако, признать, что в эволюции не всегда все так радужно, и иногда чтобы обеспечить виду приспособленность, она может сыграть с ним злую шутку. Порой это приводит к очень драматичным или даже трагичным событиям в жизни особей. Какие виды стали жертвами злосчастного рока?

Всегда грустит, обделенная обаянием рыба-капля. На самом деле, она грустит не поэтому, а потому, что попадает в условия с пониженным давлением. Дело в том, что эта рыба на удивление хорошо приспособлена к обитанию на глубинах более 1000 м. Студенистое строение, мягкий скелет, и даже отсутствие мускул не являются недостатком при таких давлениях – в водных толщах у капли постоянно открыт рот, куда пассивно заплывают мелкие рачки и моллюски.

Шекспировские страсти кипят в популяциях гигантских осьминогов. И интерес тут представляют вовсе даже не самцы, которые погибают во время любовных утех. Необычные поведенческие особенности свойственны самкам, которые после откладки яиц ударяются в заботу о потомстве настолько сильно, что не отходят от гнезда буквально ни на минуту, перестают «спать и есть».

Морские биологи поговаривают, что на деле это выглядит еще более душераздирающим. В последние этапы жизни самки не только морят себя голодом, но и начинают метаться и биться об твердые поверхности, нанося себе повреждения, откусывают кусочки щупалец, запутываются в собственной мантии 0_о

К счастью осьминогов, ученым удалось разобраться, как работает данный механизм (на первый взгляд очень противоречащий гласному инстинкту самосохранения) и даже понять в чем его эволюционное преимущество. Дело в том, что у осьминогов существует особая оптическая железа – аналог гипофиза позвоночных. Так вот, судя по изменениям транскриптома, эта железа в период репродуктивного цикла сокращает синтез небольших нейропептидов, отвечающих за пищевое поведение, и меняет таким образом, гормональный статус организма. Интересно, что во всех других тканях никаких изменений не происходит.

В чем эволюционный смысл такой жертвенности? Известно, что осьминоги являются активными каннибалами и могут отведать значительную часть своих детей (которые, к слову, у гигантских осьминогов являются крайне неприспособленными и нуждаются в постоянном уходе) еще до вылупления их на свет. Если у самок удалить оптическую железу, то они бросают свое новоиспеченное (еще не вылупившееся) потомство и уходят на охоту, причем зачастую, это охота на своих же детей.

Некоторые ученые считают, что данный механизм самоуничтожения является средством от перенаселения. Но это кажется маловероятным, ведь от перенаселения более эффективно (хотя и не так эффектно) съедать часть своего потомства, а не часть самого себя.

Сайты-источники:

https://bugaga.ru/interesting/1146737931-10-strannyh-sluchaev-neveroyatnoy-evolyucii-zhivotnyh.html

https://justhold.ru/grustnaya-ryba-pechalnaya-ryba-kaplya-gde-obitaet-pochemu-tak.html

https://news.rambler.ru/other/40908435-biologi-razgadali-mehanizm-dramatichnogo-samounichtozheniya-samok-osminogov/?updated

Любовь Викторовна Саковина

Feb 11

Самое смелое свидетельство эволюции - освоение воздушного пространства. Здесь подразумеваю не выход наших далёких предков на сушу, а отрыв от неё и преодоление гравитации (хоть и на самую малость). Именно смелыми можно назвать существ, которые и освоили постепенно наземно-воздушную среду. Да, атмосфера тоже является средой обитания, так как живые организмы в ней взаимодействуют друг с другом: питаются (ласточки в полёте ловят и съедают насекомых), охотятся(хищные птицы, как орлан-белохвост, что может поймать другую птицу в полёте), защищают свою территорию. И атмосфера - это не только источник газов и пространство для передвижения и расселения.

Х

Первых вышедших на сушу тоже можно назвать смельчакам, так как они не побоялись выйти из более благоприятной в агрессивную среду. К примеру, диапазон температур в воде, подходящий для выживания в ней многоклеточных животных, не так широк, как на суше(в воде от 0 до 60 °С, в воздухе от -70 до 70 °С).

Но приведу пример про появление у предков птиц полёта. Почему птиц? Насекомые тоже приспособились к полёту, но птицы , как животные, имеющие большую массу и размеры, смелее. Падение, например, пеликана со ста метров смертельнее для него же, чем падение крылатого муравья с одного метра.

Итак, так как предковых форм для птиц обнаружено не мало, то ещё точно не могут сказать о конкретном едином предке. Но их объединяет наличие оперения и/или строение скелета, похожего на скелет птиц. Есть две гипотезы о происхождении полёта: гипотеза " с деревьев вниз" о планирующем полёте для передвижения с одного дерева на другое, гипотеза "с земли вверх" о машущем полёте для ухода от наземных хищников. Те особи, что смогли использовать свои новоприобритения выжили и эти признаки закрепились в ряду поколений.

Таким образом, птицы - одни из лучших, кто преодолел опасный для себя барьер и освоил не привлекательную среду для жизни.

Анастасия Слободчикова

Feb 9

Китообразные – одни из самых интересных животных на планете. Обладая колоссальными размерами, они сумели отлично приспособиться к жизни в водной среде. Эволюционная история китов длительное время оставалась загадкой. Считается, что их предки появились около 55 млн лет назад и относятся к отряду парнокопытных. Но каким же образом, столь, казалось бы, непохожие формы, смогли оказаться родственными?

Изначально полагали, что ближайшие родственники китообразных – животные из группы мезонхиев :вымерший отряд млекопитающих, обладающий небольшими( до 3 метров)размерами тела и внешне напоминавший волков; однако находка скелета Амбулоцетуса позволила ученым пересмотреть свои предположения. Это животное проживало около 48 миллионов лет назад, внешне напоминало крокодила и дельфина. Амбулоцетус достигал в длину 3 метров и был способен плавать, изгибаясь в вертикальном направлении; на данный момент он считается переходным звеном между современными китами и их наземными предками.

Неуклюжая форма тела сменяется узкой гидродинамической головой и длинным рулеподобным хвостом у Рукхицетуса, данные изменения позволяют первокитам увереннее чувствовать себя в воде, тем не менее, значительную часть жизни они все еще проводят на суше. Позднее задние конечности будут уменьшаться, тазовый пояс начнет отделяться от позвоночника, сформируются перепончатые пальцы, а затем и ласты.

Но какие физиологические изменения позволили наземному животному приспособиться к водной среде, ведь для этого необходимо, как минимум, научиться «заново» дышать? Проблему длительных водных погружений решает увеличение концентрации миоглобина – это белок, который позволяет запасаться кислороду в мышцах. Причем установлено, что чем выше концентрация миоглобина, тем длиннее интервал между вдохами.

Помимо этого изменились у предков-гиппопотамов и органы чувств, и если с обонянием у китов все просто ( оно практически отсутствует, а «бывшие» ноздри формируют дыхальце), то слух – важнейший источник информации. Китообразные способны улавливать звуковые волны в диапазоне от 150кГц до ультразвуковых колебаний, этому способствовало редуцирование ушной раковины, сужение слухового протока и видоизменение барабанной перепонки. Впервые эхолокация обнаруживается у Сквалодона (непрямой предок китов, обитавший около 14 млн лет назад).

И вот, спустя 30 млн лет, в океане появляется первый «настоящий» кит. Его размеры достигали всего 3 метров, но верхняя челюсть была существенно увеличена и позволяла заглатывать огромное количество воды вместе с добычей. На мой взгляд, эволюционные изменения, происходящие с наземными предками китов просто удивительны. Разбираясь в этой теме, я также невольно задалась вопросом: «Какие же причины заставили вернуться в воду этих хищных млекопитающих?» Ответ на этот вопрос неоднозначен, большинство полагает, что животные были вынуждены вернуться в воду, защищаясь от более крупных хищников.

Алёна Андреевна Тарасенко

Feb 11

Самое плоское свидетельство эволюции

Как мы знаем, что природа разнообразна. Мы видим различных сложно устроенных животных и растений, которые устроены совершенно, раз в них все функционирует правильно. Откуда же они взялись? Все ли в природе совершено? Нет ли каких-то странных решений в организации организмов?

Одну из теорий возникновения сложных вещей нам рассказывали на лекции по эволюции. Нам цитировали Уильяма Пейли, который в своей работе «Естественная теология» от 1802г, говорил, что организованность и целесообразность в мире подтверждают существование Творца. Действительно, возьмем гальку, она устроена просто. Если мы её раздробим, то её свойства не изменяться, она также будет тонуть в воде и не гореть в костре. Теперь рассмотрим часы, мы можем их разобрать, однако собрать так чтобы они работали, сможем только по одному определенному плану. Значит, этот заранее продуманный план был кем-то сделан, следовательно, существовал часовщик. Исходя из этих рассуждений, У.Пейли делает вывод, что сложно устроенные организмы, например, мышь, не могла появиться сама, а была, сделала по заранее продуманному точному плану, значит, это доказывает существование Творца.

Сейчас мы знаем, что сложные организмы развились из более простых предковых форм. В своем развитие, получая случайные мутации, и увеличивая свою способность приспосабливаться к условиям среды. Однако порою, мы можем наблюдать странные изменения организмов, что показывает, что организмы не были созданы по единому идеальному плану, и что получение признаков происходило случайно, часть из них закреплялась, часть нет. Для примера рассмотрим отряд Камбалообразных.

Морская камбала (Pleuronectes platessa, Linnaeus, 1758) относится к отряду Камбалообразных. Это донные рыбы с плоским телом, сверху тело пигментировано, снизу обычно белое, с глазами на верхней стороне тела и без плавательного пузыря. В основном являются хищниками, питаются рыбами, донными беспозвоночными. На первый взгляд рыба кажется странной, нетипичной, и хочется спросить, зачем ей такая неудачная конструкция тела? В дополнении, возникает следующий вопрос, меняется только расположение глаз или что-то еще?

Прежде всего, такое плоское тело - это адаптация к донному образу жизни. Таким странным способом рыба может осматривать окружающее пространство на 360 градусов, и плавать, низко прилегая к грунту в поисках добычи, меньше привлекать хищников, дополнительно мимикрируя под рисунок морского дна. Камбалообразные рыбы могут зарываться в грунт, оставляя глаза открытыми.

Эмбрионы и личинки камбалообразных похожи на обычных рыб с симметричным строением тела. Личинки полупрозрачны, плавают в любой плоскости, глаза расположены по бокам. Предполагается, что такая форма личинка способствует быстрому и удаленному расселению. Однако через месяц один глаз начинает перемещаться вверх, пока не доберется до второго глаза. Причем, бывают правосторонние и левосторонние виды плоских рыб. Также меняется форма черепа, челюсти становятся ассиметричными (нижняя челюсть становится меньше и более плоской),изменяется окрас и форма плавников, суживаются жаберные отверстия.

Одно из объяснений этого, что при миграции глаза, изменяется чувствительность спинного рефлекса света, который начинает воспринимать вертикальный угол падения солнечных лучей как неверный, и старается привести положение тела в горизонтально направленное.

Считается, что плоские рыбы произошли от двустроне-симметричного, вертикально плавающего общего предка из клоды Percomorpha, который уже был донной рыбой с боковым поведением. Возможно, что изменения в позе плавания сопровождаются изменениями в центральных нервных путях, однако это асимметрия не является морфологической. Самые известные ископаемые плоских рыб возрастом 53 миллиона лет, показывают отсутствие псевдомезиальной полосы, которая нужна для полной миграции глаза, скорее всего у них была неполная миграция глаза и сохранялась двусторонняя симметрия в других частях черепа.

Однако исследования с личинками южной камбалы (P. Lethostigma, D.S. Jordan&C.H.Gilbert, 1884) показали, что боковое плавание и асимметрия глаз могут быть не связаны между собой. Боковое поведение может появляться до миграции глаза, а также боковое поведение может быть, а миграции глаза нет.

Интересно, что у атлантического палтуса (Hippoglossus hippoglossus, Linnaeus, 1758) семейства Камбаловых на правой стороне находится больше скелетных глазных мышц, чем на левой и при этом пары сомитов образуются симметрично, вдоль средней линии эмбриона.

Также у зимней камбалы (Pseudopleuronectes americanus, Walbaum, 1792) меняется чувствительность обонятельного органа к различным запахам с каждой из сторон. Со стороны глаз обонятельный орган, нерв и конечный мозг имеют больший размер и получают больше информации, чем со слепой (брюшной) стороны.

В заключении, хочется сказать, что если рассматривать один признак у организма, то порою бывает не ясно, зачем он нужен и почему так устроен. Благодаря эволюционному подходу мы можем определить, как признак развивался, возможно, определить предка с переходными формами проявления признака, в каких условиях он развивался, и т.д. Чаще всего изменение одного признака влечет за собой изменение других признаков, которые могут быть как морфологическими, так и поведенческими.

Рис.1 Метаморфоз личинки камбаловых рыб, взято из «Жизнь животных». Том 4. Часть 1. Рыбы' \\Под ред. Т. С. Расса - Москва: Просвещение, 1971 - с.655, илл

http://www.fishbiosystem.ru/PLEURONECTIFORMES/PLEURONECTIFORMES1.html

Алёна Константиновна Таскина

Feb 9

Самое современное доказательство эволюции человека.

С эволюцией часто ассоциируются далёкие от

современности вещи: динозавры или неандертальцы. Но Y. Field et al. могут развенчать этот миф: они исследовали, какие генетические варианты подвергались отбору последние 2-3 тысячи лет. Для исследования были взяты 3195 геномов жителей Великобритании. Разработанный ими метод основан на построении генеалогических деревьев и последующей оценке консервативности отдельных аллелей: в подвергающихся положительному отбору аллелях мутации наблюдаются реже.

Анализ показал, что наибольшему отбору за последние тысячелетия подвергались гены толерантности к лактозе, что связано с употреблением молока в взрослом возрасте, и главного комплекса гистосовместимости. Также были найдены свидетельства фиксации аллелей светлой пигментации: хотя светлая кожа появилась у европейцев несколько раньше, в последние тысячелетия закреплялись светлые волосы и голубые глаза. Что касается полигенных признаков, то отбор действовал в первую очередь в сторону увеличения роста. Также были отмечены увеличение веса и окружности головы младенцев, увеличение бёдер и более позднее половое созревание среди женщин, снижение ИМТ среди мужчин.

Эволюция и естественный отбор действовали на людей в том числе и во времена последних цивилизаций.

Екатерина Ульданова

Feb 12

Скажем спасибо нашим предкам - миллионы лет они пытались выживать среди множества опасностей, трудностей и проблем, оставив нам в наследство результаты своей борьбы, геном человека)

Характеризуя эволюцию человека в общих чертах, мы можем отметить такие положительные достижения, как, например, энергоэффективность и адаптивность.

Предкам человека для выживания требовалось добывать себе пищу (охотиться или залазить на высокое дерево), спасаться от хищников и стихийных бедствий, бороться за территорию и самок. Для всего этого нужно быть сильным, быстрым, ловким. Готовность к регулярным физическим нагрузкам было залогом выживания. Так что не только опорно-двигательный аппарат, но и все системы организма должны обеспечивать и современному человеку способность к такой физической активности.

Вот только направление технического прогресса как раз пошло по избавлению человека от физического труда, теперь для выживания не нужно пол дня ходить по лесу в поисках пищи)

Благодаря эволюции, на генитическом уровне у нас заложена программа сохранения энергии.

Если прямо сейчас нет нужды тратить энергию, то её лучше оставить в запасе (потому что если потратить энергию просто так, то когда нападёт хищник - она будет нужна, но ещё не восстановлена).

Вынужденные физические нагрузки отсутствуют, а программа сохранения энергии работает как часы. Человек не будет без всякой мотивации бегать, организм против необоснованно траты ресурса) . А если нет существенной нагрузки в течение длительного времени, будет постепенно снижаться показатели функциональных систем организма, теряется тонус органов, а далее будут возникать патологии..

Поэтому современному человеку постоянно приходится обманывать свой мозг и убеждать его, что совершить физическую работу и потратить энергию необходимо)

Мода на фитнес и йогу, фигуру и диету, кросс-фит и трейлраннинг - примеры таких мотиваций.

Авель Витальевич Урин

Feb 12

Найти действительно убедительное свидетельство эволюции автору удалось слабо, по крайней мере он считает что переписывать предыдущую работу про зубы позвоночных животных будет в некоторой степени плагиатом. Поэтому, было принято решение рассказать одно из неприличных свидетельств.

Итак, речь пойдет о пенисах и вагинах. Не о человеческих, к счастью, а об утиных. И о том до чего может довести межгендерное соперничество.

Суть простая – у селезней пенис длинный, и закрученный против часовой стрелки. У уток вагина тоже длинная, имеет много тупых ответвлений по ходу, и закручена по часовой стрелке. Стоп, может против всё таки, как и у самцов? Нет – именно что по часовой. И именно это является свидетельством эволюции. Половое поведение самцов сформировало такое слабое соответствие.

Давайте в подробностях: селезни насилуют уток – что не только неприятно (хотя письменных жалоб не было), но и что более эволюционно хуже – не даёт самке контролировать от какого самца будет её потомство. Или… всё таки самка может это делать!!! Направленное в другую сторону вращение не даёт пенису достигнуть яичника, а тупые концы создают имитацию настоящего конца – для ложного оплодотворения. В случае же если самка считает что данный самец подходит на роль отца, она произвольно расслабляет мышцы – оплодотворение проходит с меньшим сопротивлением и обычно заканчивается успехом.

Так, а где же тут доказательство эволюции??? На самом деле их много, перечислим их просто по номерам:

1) Степень агрессивности селезней и величина гениталий обоих полов прямо коррелируют. Что говорит о совместной эволюции данных признаков. Это коэволюция – которая в этом случае превратилась в межгендерную гонку пушки и брони для броненосных кораблей.

2) Если самки с проще устроенным влагалищем и были – то только естественный отбор может объяснить, почему среди многих видов они исчезли. Недостаточно хороший отец => недостаточно хорошие дети => недостаточно выживающее потомство.

3) Комичность устройства во многом утверждает медленное и поэтапное формирование, а не мгновенное создание, которое позиционируется как разумное.

Пожалуй message to take home будет такой: в борьбе за продолжение рода каждая особь борется за продолжение своего личного рода, а не рода Васи который за последнюю пару дней оплодотворил уже несколько уточек.

Ссылка на картинку: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0000418.g002

Ярослав Александрович Уткин

Feb 11

Когда видишь словосочетание «УБЕДИТЕЛЬНОЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВО» сразу задаешься вопросом, какое доказательство для тебя лично считается наиболее убедительным. Для меня любая теория будет оставаться теорией до того момента, пока мне не предоставят настолько однозначно трактуемые эмпирические данные, что ну другого объяснения у этого феномена просто быть не может. Говоря об эволюционной теории, таким штампом гарантии правдивости стал феномен разнообразии формы клювов Галапагосских Вьюрков, в ходе наблюдения за которыми Чарльз Дарвин предположил, что эти виды произошли от одного предка, который когда-то заселил острова, а затем виды разделились, поскольку птицы приспосабливались к разным видам пищи. Как сейчас уже доказано, конкуренция за ресурсы между близкими видами способствует расхождению признаков, в результате которого представители двух видов начинают сильнее различаться в зоне совместного проживания.

Вьюрки не дают покоя эволюционистам и по сей день, используя методы полногеномного анализа, таких как GWAS даже удалось выявить регионы, которые были более сходными у птиц с одинаковой формой клюва, и различались сильнее у птиц с разными клювами [1], найти однонуклеотидные полиморфизмы (SNIP) ответственные за фенотипическое разнообразие групп, построить достоверные филогенетические деревья, на которых видно, что первое разделение видов произошло 900 тыс. лет назад, а довольно быстрая бифуркация на земляные и древесные виды началось 100–300 тыс. лет назад, что согласуется с эволюционной теорией. Но самым достоверным доказательством, на мой взгляд, является публикация супруг Грант, которым удалось детально задокументировать процесс появления нового вида вьюрков. [2]

В частности, им удалось показать, что быстрые эволюционные изменения Вьюрков вытекают из предпочтений в употребление определенных типов семян. В засушливые годы увеличивается количествомелких семян, и преимущество получают особи с маленькими клювами, в дождливые годы наоборот преобладают крупные семена, которые мелкоклювые птицы просто не способны употреблять в пищу.

Такие флуктуации численности особей с определённым фенотипом, подкрепленные отбором, через 22 года (по эволюционным меркам буквально на глазах) привели к образованию нового вида [2], что на мой взгляд является неопровержимым доказательством, как теории естественного отбора, направленного на селективное преимущество, так и эволюционного подхода в целом.

Источники:

1. Lamichhaney S., Berglund J., Almén M.S., Maqbool K., Grabherr M., Martinez-Barrio A., Andersson L. (2015). Evolution of Darwin’s finches and their beaks revealed by genome sequencing.

2. Sangeet Lamichhaney, Fan Han, Matthew T. Webster, Leif Andersson, B. Rosemary Grant, Peter R. Grant. Rapid hybrid speciation in Darwin’s finches // Science. 23.11.2017. DOI: 10.1126/science.aao4593.

3. Peter R. Grant and B. Rosemary Grant, 2006. Evolution of Character Displacement in Darwin’s Finches

Дарья Анатольевна Фролова

Feb 9

Так уж получилось, что на нашей планете объединено великое множество различных факторов среды. Всевозможные комбинации температурного режима, количества влаги и микроэлементов порождают самые необыкновенные условия для обитания живых организмов. На Земле есть и покрытые километровой коркой льда холодные острова, и песчаные пустыни с палящим, обжигающим солнцем, и огромные толщи водной стихии, создающие гигантское давление, не пропускающие так необходимые для жизни лучи света. Само существование стольких потенциальных мест обитания дает эволюции великий простор для творчества.

За годы долгого пребывания на планете организмы покорили даже, казалось бы, совершенно непригодные для жизни зоны. Они нашли выход из ситуации и придумали как задержаться в приглянувшемся им вакантном местечке.

Примером могут служить морские рыбы - удильщики. Они вынуждены проводить своё время, одиноко плавая среди тьмы на большой глубине. Ввиду досадного недостатка света им пришлось изобретать себе своё солнышко. У них на голове появился специальный отросток-удочка (иллиций), сформированный лучом спинного плавника, на его конце некоторые виды имеют эску, в которой помещаются биолюминесцентные бактерии. Такая маленькая хитрая находка позволяет привлекать добычу, ведь удильщики не единственные обитатели водной толщи, нуждающиеся в свете. При виде даже слабого свечения глубинные животные стремятся приблизиться к его источнику и тут же становятся жертвами расчетливо ждущего хищника, снабженного огромной зубастой пастью.

Теперь можно исследовать морское пространство на сытый желудок, ведь эксплуатацией люминесцирующих бактерий удильщики решили проблему с поиском пищи, но осталась еще одна – отсутствие компании. Темная и холодная среда обитания не блещет обилием особей, а для размножения нужен партнёр. Встретить рыбу своего вида и противоположного пола в данных обстоятельствах – это настоящий подарок судьбы, мешкать совершенно некогда, нельзя упускать такую возможность. В ход пошёл паразитизм (и чем только не пожертвуешь, ради второй половинки). Самцы некоторых видов лишены исправного ЖКТ и не способны питаться самостоятельно, они погибают без самки, для её поиска, взамен утраченным органам, от рождения у них великолепно развито обоняние, а у некоторых и глаза. При встрече таких удильщиков самец вцепляется зубами в самку и начинает срастаться с ней, сначала только ртом, но затем всё больше и больше. Постепенно они образуют как-бы одно существо с общей кожей и кровеносной системой. Самец, получая защиту и питание, оставляет от себя семенную жидкость, которая будет использована в нужный момент для оплодотворения икринок. Такое проявление полового диморфизма позволяет удильщикам найти себе пару.

Несмотря на нелегкие условия, с которыми приходиться сталкиваться на Земле, живые организмы находят решения, позволяющие им неплохо устроиться в самых невообразимых местах. Пестрота использующихся биологических механизмов является свидетельством эволюции.

Елена Владимировна Хивук

Feb 8

Поразительное, странное, внушающее и страх, и восторг одновременно, вызывающее множество вопросов свидетельство эволюции. Все эти эпитеты объединяет в себе однопроходное яйцекладущее млекопитающее, Австралийский эндемик, он же национальный символ, конечно же, речь идёт об утконосе. Никого более удивительного и потрясающего мой разум я и не припомню. В нём невероятно буквально всё: хвост бобра, но покрытый шерстью и запасающий жир (аналог горба верблюда); «утиный» клюв, однако мягкий и натянутый голой кожей; защёчные мешки, выполняющие роль хранилища пищи во время кормёжки, аналогично хомяку; передние лапы с развитыми плавательными перепонками (у полуводных животных для плавания используются задние), но предназначенные также и для рытья земли (когти на всех 5 пальцах); «рептилеобразная» походка (расставляет конечности по бокам тела) – и это только морфологические признаки. Утконос – это единственное млекопитающее, имеющее органы электрорецепции и использующее их при поиске добычи, ЭЛЕКТРОРЕЦЕПЦИИ, Карл! Однако, удивительные особенности этого представителя однопроходных ещё далеко не заканчиваются… Утконосы – одни из немногих ЯДОВИТЫХ млекопитающих, роговые шпоры используются во время брачных поединков самцами. Яд утконоса способен убить небольшое животное (типа динго) и так же принести много проблем человеку, как вам такое? Метаболизм удивительно медленный, нормальная температура тела – 32◦С, однако он легко способен повышать активность обмена веществ в три раза, при необходимости. Из-за свойственной температуры в 32 градуса тестикулы самцов перемещены внутрь тела, неподалёку от почек. Что же касаемо самок, ах да, они яйцекладущие. Яйцекладущие. Млекопитающие. Невероятно! Если устремить свой взор глубже, на молекулярный уровень, можно обнаружить, что половых хромосом у утконосов 10. А определение пола сходно с таковым у птиц (5 Х-хромосом гомологичны Z-хромосоме птиц), а ген SRY и вовсе отсутствует.

После всего вышеописанного вопросов остаётся, конечно, больше, чем ответов, однако отрицать оригинальность и невообразимую иронию в ходе эволюции данного вида просто невозможно.

Александр Дмитриевич Черняк

Feb 13

Самое кровавое свидетельство эволюции

Рогатая ящерица, живущая в Северной и центральной Америке, обладает практически уникальным природным механизмом самообороны от хищников – при нападении на неё она выстреливает из глаз струйкой крови на расстояние 1-2 м в сторону хищника! Это достигается перекрытием оттока крови из головы, она скапливается в уголках век и при напряжении капилляры рвутся и кровь брызгает на хищника, отпугивая его.

Поскольку у её ближайших родичей не наблюдается таких механизмов, логично допустить, что это свойство возникло позже появления самого вида. Также, исходя из неприменимости и даже опасности (из-за кровопотери) этого механизма в любой другой ситуации, кроме защиты от хищника, можно сделать вывод, что он возник случайно и закрепился только у этого вида в связи с его экологической нишей.

Самое цветущее доказательство эволюции

Раффлезия Арнольди – самый крупный цветок в мире, диаметром около 1,5 м. Он растёт на острове Суматра. Кроме его размеров, его отличительной особенностью является яркий красный цвет, отвратительный запах гнилого мяса, привлекающий мух, которые опыляют этот цветок, а также его паразитический образ жизни. Он не имеет ни стебля, ни листьев, а только корешки, которыми присасывается к корням деревьев и сосёт из них соки.

Это обусловлено тем, что в тропических джунглях Суматры очень тонкий слой плодородной почвы, притом пронизанный корнями деревьев, и очень мало света, так как он почти не проникает сквозь заросли. Стволы деревьев и трупы животных в жарком и влажном климате очень быстро разлагаются и гниют. Все эти условия не оставляют возможности для роста светолюбивых травянистых растений. Поэтому в нижнем ярусе выживает только раффлезия, адаптацией которой является её гетеротрофный тип питания. Этот пример такого нетипичного для растения образа жизни наглядно показывает эволюцию в тяжёлых условиях среды.

Анастасия Юрьевна Шатрук

Feb 12

Самое жуткое свидетельство эволюции.

В процессе эволюции организмы приобретают разные адаптационные механизмы, помогающие им выживать в разнообразных условиях и средах. Таких примеров можно привести сотни. Например, жук палочник, с его способностью к маскировке. Или лори (отряд приматы) в процессе эволюции приобрел отличное зрение, позволяющее ему замечать малейшие движения насекомых среди густых крон деревьев.

Давайте обратим наше внимание на попугайчиков. Пернатые друзья, которых многие держат в качестве домашних животных. Они могут быть разными. Милыми, маленькими, большими, говорящими, просто орущими, смешными. Но точно не жуткими. Я бы могла согласиться с этим еще пару дней назад, если бы не наткнулась на этого представителя.

Попугай кеа, или же Нестор (от латинского Nestor notabilis). Эта птичка является эндемиком и обитает лишь на Южном острове Новой Зеландии. Суровые климатические условия, такие как туманы, сильные ветры и частые снегопады, наложили отпечаток в их рационе питания. кеа являются единственными хищниками в семействе попугаевых. Местные жители назвали их “убийцы овец” из-за частых нападений на домашний скот. Но основным источником питания являются насекомые, черви, падаль. То есть все, что дает много калорий, для сохранения тепла в холодные времена года. Имея длинный и острый клюв в форме крюка, они также могут нападать на ослабшую, а если особенно голодный год, то и на здоровую, овцу. Птицы вгрызаются глубоко в подкожный жир и оставляют тяжелые раны этим животным, которые умирают либо от потери крови, либо же из-за паники и дезориентации падают со скал. Если овце не удается скинуть с себя нежелательного наездника, то она становится ужином для целой стаи кровожадных кеа, которая насчитывает 10-15 особей.

Важно! Ранее мясо не являлось частью рациона для кеа. Лишь с появлением европейцев, которые завезли в Новую Зеландию скот, во время голодных зимовок этот попугай распробовал овечье мясо.

Тем не менее, такие ужасы случаются достаточно редко. И не наносят фермерам практически никакого урона.

Также стоит отметить, что кеа являются единственными попугаями способными комфортно жить на высоте свыше 1500 метров над уровнем моря, что является следствием их места обитания.

Лилия Шагитовна Шаяхметова

Feb 11

Самое неожиданное доказательство эволюции

«Длинный подол ноги обвивает, длинный язык голову запутывает» (бурятская пословица)

Дятлы обладают уникальными анатомическими особенностями, которые позволили им занять экологическую нишу с низкой конкуренцией. Эти птицы добывают пищу с помощью длинного языка, покрытого липкой слизью или оснащенного зубцами. Язык может высовываться на большие расстояния. Он не помещается в клюве, раздваивается, обвивает голову между черепом и кожей, возвращается уже к нижней половине клюва и соединяется вновь. В крайнем случае, входит в правую ноздрю и продолжается внутри верхней челюсти до рострального конца, как у Шилоклювого дятла. На первый взгляд возникновение такой структуры кажется абсурдным. Попробуем обратиться к строению подъязычного аппарата птиц в целом.

Аппарат состоит из двух сросшихся члеников, пары длинных рожков и скелета собственно языка. Рожки и бранхиомандибулярные мускулы, прикреплённые к ним, находятся внутри соединительнотканной оболочки, между слоями которой – смазочная жидкость. Когда мышцы сокращаются, рожки скользят внутри «чехла» благодаря жидкости, а язык выдвигается или втягивается. Следовательно, увеличение длины парных рожек и крепящейся к ней мускулатуры, приводит к удлинению языка у птицы, а также позволяет вытягивать его на большее расстояние.

Проиллюстрируем общий план строения подъязычного аппарата с помощью Воробьинообразных: рожки и соединительнотканная оболочка тянутся назад по обеим сторонам от горла, изгибаются за ушными отверстиями к задней части головы. На ранних этапах развития дятлов, их рожки, как и у Воробьинообразных достигают ушей, по мере взросления особи рожки и мышцы удлиняются, приобретая характерный вид.

Дарья Сергеевна Шершнева

Feb 9

«Самое неудобное доказательство эволюции»

Строение ног у человека

Известно, что человек произошёл от обезьяны. Однако когда наш общий предок резво скакал по деревьям, он использовал для этого все четыре конечности. Большой палец был противопоставлен остальным четырём не только на верхних конечностях, но и на задних. Кроме того, все четыре конечности имели относительно большое количество подвижных деталей, таких как связки, мелкие косточки в голеностопном суставе и др. Это было удобно для того, чтобы быстро и надежно передвигаться по ветвям деревьев, цепляясь за них как верхними, так и нижними конечностями. Но затем, когда предок человека стал осваивать прямохождение и вышел из леса в саванну, ему это все перестало быть столь необходимым. Большой палец стал отодвигаться к остальным четырём, все пятеро стали уменьшаться в размерах, стопа стала работать как амортизатор, образуя свод стопы. Однако связки и косточки связанные между собой некуда не делись и сохраняются у нас до сих пор, что приносит нам немало проблем и неудобств. Кто из нас не ломал лодыжки, или не мучайся от растяжения голеностопного сустава? Возможно нам было бы удобнее иметь ноги похожие на ноги копытных животных, ведь передвигаться на одном или двух пальцах очень удобно в условиях окружающей нас среды (дороги, асфальт, плитки города и т.д.), или иметь сильные вытянутые стопы как у кенгуру, или ноги как у страуса, лодыжки и голень у него срослись, а передвигается он на двух пальцах очень быстро и умело. Однако это является одним из доказательств нашего происхождения от обезьяны.

Дарья Михайловна Шумихина

Feb 8

Самое простое свидетельство эволюции

Чем отличается мозг человека от мозга шимпанзе? Количеством нейронов? Очевидно, что да. Но что именно вызывает у человека активную пролиферацию нейронов? Генетики нашли ответ на этот вопрос. А точнее нашли энхансер.

Энхансер - это участок ДНК, который является регуляторным элементом. Энхансер способен усиливать экспрессию гена. Ученые нашли регуляторную последовательность у человека и шимпанзе - HARE5, находящуюся рядом с геном FZD8, который участвует в раннем нейрогенезе. Только вот отличается она у двух видов шестнадцатью мутациями.

Ученые предположили, что HARE5 специфически регулирует работу FZD8, и в результате наш вариант HARE5 запускает развитие мозга по человеческому пути.

“Ну раз есть предположение, то должен быть и эксперимент!” - решили исследователи и поставили этот самый эксперимент.

В качестве подопытных крыс выбрали мышей: ученые вывели линии с двумя альтернативными HARE5. Как выяснилось, отличия проявляются уже на десятый день развития эмбрионального развития: у “шимпанзиного” варианта работа HARE5 еще очень слабая, в то время как “человеческий” работает в 10-30 раз активнее. В этот период эмбрионального развития как раз закладываются стволовые клетки нервной ткани - предшественники нейров. Так что HARE5 и FZD8 активны в этот ключевой для нейрогенеза момент.

Таким образом, мы можем сделать вывод, что когда-то в энхансере нашего общего с шимпанзе предка произошли мутации, которые и привели к интенсивному развитию мозга будущих людей.

Анна Алексеевна Юрина

Feb 8

Самое быстромлекопитающедействующее свидетельство эволюции

Существует немало подтверждений того, что эволюция вполне реальна и продолжается до сих пор. Например, протекающий прямо у нас на глазах процесс адаптации Африканского слона к новым опасным условиям обитания.

У Африканских слонов есть бивни, являющиеся очень полезным оружием при конфликте с себе подобными. В то же время, слоны с большими бивнями привлекают охотников за слоновой костью, и привлекают настолько, что охота за ценным материалом стала основной причиной смертности слонов (как минимум с 20-х годов 20 века). Очевидно, в данных условиях преимущество получают слоны с мелкими бивнями или без них вообще – они браконьеров и охотников не интересуют. Но самое поразительное, что эволюционная тенденция к уменьшению бивней проявляется уже сейчас, и вполне измерима в течении десятков лет, а не целых эпох (см. рисунок). То есть человек в способен зафиксировать и измерить эволюционные изменения в течении своей жизни, имея дела не с бактериями, а с крупными млекопитающими!

Вообще, есть вероятность, что данное явление в популяциях слонов – кратковременный эффект естественного отбора, но не эволюционная тенденция, которая через n поколений лишит всех слонов в Африке бивней. Я уверена, если люди внезапно не вымрут (или хотя бы не перестанут охотиться на слонов), дальнейшие преобразования бивней слонов прочно закрепятся на генетическом уровне. Да и вообще, выгоднее не воевать, отращивая для этого огромные бивни, а кооперироваться перед лицом врага.

Этот пример может быть отнесен и к искусственному отбору, ведь в данном случае именно направленная деятельность человека ведет к преобразованиям облика слонов. Однако же, с моей точки зрения, более уместно рассматривать браконьеров не как селективно действующий агент, а как новые условия среды, в которых один фенотип стало иметь выгоднее другого.

Диана Игоревна Юсупова

Feb 10

Все знают домашних лошадей как животных, которые поражают своей статью, красотой и силой. Но если я вам скажу, что далекий предок Equus ferus (дикая лошадь) был больше похож на двадцатисантиметровую капибару? Скорее всего вы сильно озадачитесь.

Самым далеким предшественником всех непарнокопытных животных является отряд кондиляртры. Если верить представлениям относительно их внешнего вида, то эти животные больше походили на модифицированную большую крысу или капибару. Длина тела достигала всего 15 см или 2 м. Некоторые исследователи считают, что отдельные представители были хищниками. Так почему же это нечто имеет отношение к непарнокопытным? Удивительно, но эти животные имели зачатки к трехпалости, которая распространена среди данных животных.

Наиболее ранним представителем лошадеподобных является гиракотерий, появление которого датируется около 54-55 млн. лет назад (эоцен). Который также не имел ничего общего с современными лошадьми, он был маленького роста – 20-30 см, имел бугорчатые зубы, которые позволяли ему питаться побегами, на передних ногах располагались 4 пальца, на задних – 3, начали появляться копытца. То есть, посмотрев на данное животное, вы бы не сказали с уверенностью, что это предок современной лошади, которая и копыта имеет и ростом от 175 до 185 см. Это и есть самое удивительное! Все в этой жизни происходит поэтапно, то же относится и к эволюции Equus.

Далее в эволюционной ветви обнаруживаются орогиппусы, которые, как предполагают, произошли от гиракотерий. Отличия были незначительными: увеличился размер, стало более стройным тело, удлинилась голова; но самым важным является то, что средние пальцы стали более развитыми и усилился рельеф поверхности зубов – он стал больше похожим на жевательный. Таким переменам способствовало то, что они все чаще находились на твердой почве в степях. Мезогиппусы приобрели, практически, полноценные копыта, с помощью которых могли передвигаться рысью, что характерно для современных представителей. Они начали объединяться в стада, в то время они уже достигали роста 80 см.

Полноценным предком, который внешне и морфологически походил на привычную нам лошадь, является парагиппус. Здесь уже можно наблюдать удлиненную морду, тонкие длинные конечности, полноценные копыта, характерный прогиб спины, отсутствие длинной шерсти на теле. Появились они примерно около 20 млн. назад. В отличие от парагиппуса плиохиппус не считается предком, так как имеет другое строение черепа и более длинные дополнительные пальца с боковых сторон среднего (копыта), также рельеф зуб не соответствует типичным лошадям. Меричиппус – это первый представитель древних лошадей, которые точно имели все данные современных лошадей. Животное уже не имело на дне копыта мягкой подушечки, которая все еще оставалась у предыдущих представителях, боковые пальца стали еще короче, зубы полностью стали жвачными с большим количеством цемента в строении и многие другие изменения.

Так все же почему я считаю, что это самое удивительное свидетельство эволюции? Современный представитель этого рода КАРДИНАЛЬНО отличается от предка, только представьте домашняя лошадь больше своего «деда» в 8.75 раз! И это по-настоящему удивительно, что данное млекопитающее прошло столь долгий путь, чтобы из маленького двадцатисантиметрового зверька превратиться в красивое и статное животное.

Ekaterina / Katrin Shipilova

Feb 11

Теория эволюции – лучшее объяснение сложности и биоразнообразия жизни на Земле. Эволюция бесспорна, и, не смотря на движения креационистов, в подавляющем большинстве научного мира сейчас придерживаются доказательных фактов, нежели вымысла (хотя теория претерпевала некоторые изменения).

Самое нервное доказательство эволюции…

Ясно, что мозг-продукт миллионов лет эволюции. Предпосылки к формированию мозга возникли биллионы лет назад в простейших одноклеточных организмах. В бактериях появились ионные каналы и мембранные белки, контролирующие потоки ионов, создав базу для проводимости в нервной ткани. Около 2-х биллионов лет назад эукариоты научились посылать электрические сигналы во время плавания. Очевидно, расположены ли нервные клетки диффузно или сгруппированы, обособленной системы не наблюдалось. Примерно 600 миллионов лет назад губки организовали колонии, используя такие же белки, которые найдены в синапсах современных животных (биохимическое свидетельство теории эволюции), а гребневики и вовсе создали первые нейронные сети. У плоских червей 550 миллионов лет назад появилась билатерально-симметричная нервная система и глазки, активные к восприятию света как раздражителя. В дальнейшем у ланцетника наблюдается хорошо развитая нервная трубка, производное которой у рыб даже защищено. Примерно 350 миллионов лет назад амфибии подарили миру существенное развитие переднего мозга. С возникновением млекопитающих около 200 миллионов лет назад наметился неокортекс, который достиг наиболее прогрессивного развития у человека. Благодаря данной структуре Homo Sapiens научились мыслить критически, анализировать сложную информацию, строить связи... Наконец, кора определяет биологическую основу поведения, которое отличает людей между собой и от других животных. Поведение влияет на прохождение естественного отбора , то есть, на успех данного вида.