?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

giant-bug

Вопрос происхождения жизни занимает людей достаточно давно. Возможно еще первые люди, поклоняясь Луне и Солнцу, задумывались об этом. Шло время, менялись представления и объяснения, но легче от этого не становилось. В сегодняшней парадигме происхождения жизни существует, пожалуй, не меньше белых пятен, чем в средневековых представлениях о создателе, тем не менее, на этот раз у нас есть инструменты для того, чтобы их заполнить – анализ генома. Еще несколько лет назад секвенирование генома носило спорадический характер, теперь появляются такие исследования – как массовая систематика и эволюция наземных насекомых.

Казалось бы, что можно получить, если расшифровать геномы современных насекомых? Как минимум их взаимное родство. Но, оказывается, в этих данных хранится несколько больше. Дело в том, что геном меняется с некоторой закономерностью. Во-первых, изменения накапливаются с достаточно постоянной скоростью и, взглянув на два генома, можно сказать, какой из них новее, а какой старше. Во-вторых, если предположить, что у нас не набор разных геномов, а когда-то они все имели одного предка, то становится понятно, что часть изменений должна быть общей, а часть различной. Таким образом, проанализировав этот огромный массив данных можно составить не только их «генеалогическое древо», но и поместить его на геохронологической шкале.

Insects1

Что же удалось обнаружить ученым после всех этих сложных слов в предыдущем абзаце? Оказывается, выход насекомых на сушу произошел около 480 миллионов лет назад, в то же самое время, когда на землю вышли первые растения. Таким образом, можно предположить, что огромная современная роль насекомых в жизни растений не случайна и связана с тем, что обе эти группы эволюционировали совместно.

Конечно, по данным исследованиям не удается определить, как именно выглядели первые сухопутные насекомые, но, вероятно, это было нечто среднее между насекомыми и ракообразными.

Появление же первых летающих насекомых произошло где-то 400 млн лет назад, за 200 млн лет до того, как появились первые птерозавры! Исследователи связывают это с появлением первых высоких форм растений.

Подобные расчеты, хоть и не противоречат, но несколько опережают данные раскопок, которые говорят о появлении первых наземных насекомых не позднее чем 410 млн лет назад, а первых летающих насекомых не позднее чем 340 млн лет назад.

Расцвет, взрыв многообразия многих групп пришелся на меловой период (~100 млн лет назад), когда появились многие крылатые насекомые, но основа этого взрыва была подготовлена гораздо раньше, около 350 млн лет назад. Появление же тараканов ученые датировали давностью в 250 млн лет и связывают с массовым вымиранием, которое когда-то произошло.

Стоит сказать исследователям большое спасибо не только за проделанная работу, которая устранила множество внутренних противоречий в систематике насекомых, но и приблизина нас, пусть всего на 500 миллионов лет, но все же к тому первому предку, чья ДНК легла в основу всех существующих форм жизни.

Оригинальная публикация: http://www.sciencemag.org/content/346/6210/763.abstract
 

Comments

( 13 comments — Leave a comment )
yavelik
Nov. 9th, 2014 11:28 am (UTC)
А возможна ли систематика по генетическому коду?
На уровне крупных таксонов -- вероятно возможна, много отличий.
А на видовом уровне?
Отличия близких видов можно ли будет отличить от различия между особями (или популяциями).
Не упрется ли такая систематика в то же во что уперлась и классическая -- то есть в бесконечные споры "вид или популяция"?
sunely_tales
Nov. 9th, 2014 04:04 pm (UTC)
Ну, если говорить формально, то систематика по генетическому коду уже существует.

Что касается указаного противоречия, то это, скорее, данность. Мы должны понимать и принимать подобные вещи в рамках современной концепции видообразования.

Кому-то, конечно, будет обидно, что первая буковка его фамилии не будет стоять рядом с парой латинских слов, но, в целом, биология давно стремится обрести теоретический аппарат и сейчас большие надежды возлагаются на генетический код и генетическое программирование.

На мой взгляд, если для создания теории жизни придется пожертвовать концепцией "вида", это будет достаточно скромная цена.
yavelik
Nov. 9th, 2014 04:30 pm (UTC)
То есть ради воды выплескивать ребенка?
Кроме вида ведь в систематике нет никаких реальных таксонов - все они только надстройки, объединяющие виды.
sunely_tales
Nov. 10th, 2014 07:42 am (UTC)
А какую ценность представляет собой вид без остальной систематики?
yavelik
Nov. 10th, 2014 07:53 am (UTC)
Я немолод. Мне трудно отказаться от очевидного в пользу туманных теорий. Существование видов для меня очевидно. Как очевидно стремление их систематизировать, объединив в более крупные таксоны.
А какую пользу вы видите в теоретической биологии? Что эта теория будет объяснять? Что предсказывать?
Я не спорю, просто мне интересно - я сильно отстал от жизни.
sunely_tales
Nov. 10th, 2014 08:15 am (UTC)
Взаимно, мне тоже интересно ваше мнение :)
На мой взгляд, видоописание было естественным и необходимым этапом в развитии биологии. Это позволилось пролить свет на множество аспектов жизни и её форм. В то же время, на некоторые вопросы систематика ответов не дает.

Например, почему видообразование идет именно таким путем, почему одни формы оказываются способны диверсифицироваться и приспособиться к изменениям окружающей среды, а другие нет и т.д. и т.п.

Для меня существование видов, по крайней мере, не абсолютно. Мы можем пользоваться определением вида на протяжении практически всего времени его жизни, но в момент этапа нового видообразования систематизировать этот "суп существ" может быть и не удастся.

Теоритическая биология должна, на мой взгляд, ответить по крайней мере на несколько вопросов:
1. Существует ли глобальное направление развитие жизни? Т.е. является ли появление каких-то форм или черт жизни предопределенным?
2. Какую живую систему можно считать минимальной и почему?
3. Каков был первый предок (предки) жизни на земле?
4. Как выглядит организм имеющий заданный геном?

Продолжать можно долго. На мой взгляд, это естественная попытка перейти от описательного подхода к предсказательному.

Edited at 2014-11-10 08:16 am (UTC)
yavelik
Nov. 10th, 2014 09:20 am (UTC)
Четвертый вопрос я и хотел еще сам задать.
Может ли теоретик по геному сказать кто его хозяин?
Или только имея таблицы соответствия?
sunely_tales
Nov. 10th, 2014 02:58 pm (UTC)
Ну, прямо скажем - не может. По крайне мере сейчас.

Когда я писала статью про цвет глаз, то обнаружила, что сейчас ведутся активные исследования по предсказанию цвета глаз на основе генотипа.

Посмотрим, как разовьется это направление в будущем :)
yavelik
Nov. 10th, 2014 03:01 pm (UTC)
Поживем -- увидим!
imigmaker
Nov. 21st, 2014 04:38 am (UTC)
1. Напомню вам о конвергенции, которая дает основания ответить утвердительно.
2. Тут сложнее, так как многие виды связаны автотрофными и симбиотическими связями настолько, что вымирание одного приводит к вымиранию второго. Проще, конечно, смотреть на устоявшиеся понятия вида через размножение, упуская биоценозные связи.
3. Аминокислоты а ля "первичный бульон", нет?
4. Здесь не обойтись без компьютерного моделирования при помощи мощнейших суперкомпьютеров. И результат всё равно будет приблизительным, так как нужно учесть множество второстепенных факторов при развитии организма.
sunely_tales
Nov. 21st, 2014 05:34 am (UTC)
1. Тут спорный вопрос ... Так как каждый раз после вымираний жизнь восстанавливалась в совершенно новом обличии, к тому же даже внешне похожие виды могут иметь абсолютно разную физиологию и развитие
2. Именно поэтому речь идет о системе. Это целое направление науки о создании минимальной самоподдерживающейся системе. Самое сложное в них просчитать потоки элементов, нужно соблюсти полный баланс не только по углероду, кислороду и азоту, но и по минорным тоже.
3. Аминокислоты нельзя считать предками форм жизни, так как они не способны к самоферментации и самокопированию. Согласно последним представлениям это было РНК. Но помимо этого остаются важные вопросы, как происходило отделение формы жизни от окружающей среды (формирование липидных бислоев) и прочее.
4. Я собственно сама занималась компьютерным моделирование биосистем (правда для других целей). Само по себе моделирование ничего не дает, для этого нужны алгоритмы, которые базируются на нашем представлении и моделях, а вот с этим как раз и проблемы в плане предсказания по геному. Сейчас можно это делать только по аналогии с другими геномами.
helen1950
Nov. 13th, 2014 03:55 pm (UTC)
Спасибо Ольга,интересная информация!
sunely_tales
Nov. 13th, 2014 04:58 pm (UTC)
Пожалуйста, Елена :-)
( 13 comments — Leave a comment )

Profile

sunely_tales
sunely_tales

Latest Month

April 2016
S M T W T F S
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930

Tags

Powered by LiveJournal.com
Designed by yoksel