- 28,667
- 46
- 8 Ноя 2022
Опровергнутая теория пережила Дарвина и нашла подтверждение в молекулах РНК
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:1400/788;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
<div itemprop="articleBody">Теория эволюции тоже меняется. Биологи вновь обсуждают идеи Жана-Батиста Ламарка, которые учебники долго представляли как окончательно опровергнутые. Речь не о полном отказе от дарвиновского естественного отбора, а о наследовании некоторых признаков, приобретённых организмом в течение жизни.
Французский натуралист Жан-Батист Ламарк изложил свою концепцию в 1809 году . Учёный предположил, что организмы меняются под давлением среды, а затем передают полезные изменения потомству. Новое поколение благодаря такому наследству оказывается лучше подготовлено к тем же условиям.
Полвека спустя Чарльз Дарвин предложил другое объяснение. Отдельные особи изначально отличаются друг от друга. Некоторые различия повышают шансы выжить и оставить потомство. Если полезные признаки наследуются, с каждым поколением носителей становится больше, а популяция лучше приспосабливается к среде.
Репутацию ламаркизма серьёзно подорвали опыты немецкого биолога Августа Вейсмана. В начале XX века исследователь отрезал хвосты взрослым крысам на протяжении нескольких поколений, однако детёныши продолжали рождаться с хвостами. Упрощённая версия теории Ламарка предполагала обратный результат, поэтому биологи надолго отвергли саму возможность наследования приобретённых признаков.
Современная молекулярная биология показала, что картина сложнее. Организмы не передают потомству любые изменения тела, но иногда наследуют молекулярные механизмы, которые помогают справляться со стрессом, инфекциями или нехваткой пищи.
Один из наиболее изученных примеров связан с микроскопическим червём Caenorhabditis elegans. После вирусной или бактериальной инфекции, голодания либо температурного стресса взрослые черви перестраивают работу генов. Потомство в некоторых случаях рождается уже подготовленным к похожей угрозе, причём эффект сохраняется несколько поколений.
Как показали эксперименты , информацию переносят малые РНК, молекулы, похожие по строению на фрагменты генетического материала. Во время стресса малые РНК регулируют активность генов и помогают организму выработать защитную реакцию. Специальные белки затем доставляют часть молекул в яйцеклетки, поэтому потомство получает готовый набор инструкций.
Механизм отдалённо напоминает ситуацию, при которой человек после вакцинации приобрёл бы иммунитет, а затем передал защиту детям и внукам. Долгое время биологи считали, что подобные эпигенетические метки стираются при размножении. Однако часть меток способна пережить такое «обнуление».
Наследование приобретённых реакций встречается не только у червей. Исследователи описали десятки подобных механизмов у бактерий, растений и животных. Научные обзоры объединяют такие процессы понятием расширенной наследственности.
У риса воздействие холода способно запустить химические изменения в генах, которые повышают устойчивость к низким температурам. Согласно исследованию , подобная эпигенетическая перестройка помогла культуре распространиться севернее тропических районов происхождения.
Некоторые учёные относят к ламарковским процессам и передачу навыков через обучение. Косатки осваивают охоту на разные виды добычи, а детёныши копируют поведение взрослых. Одни популяции питаются преимущественно рыбой, другие охотятся на морских млекопитающих. Культурные различия сохраняются поколениями и, по одной из гипотез, могли повлиять на формирование отдельных видов косаток .
Подобные примеры не опровергают Дарвина. Естественный отбор по-прежнему объясняет большую часть эволюционных изменений. Автор книги The Selective Organism: an Expanded Theory of Adaptive Evolution предлагает рассматривать приобретение наследуемых признаков как дополнительный механизм, который действует вместе с естественным отбором.
В классической дарвиновской модели среда проверяет уже существующие различия между особями. Организмы с полезными признаками чаще выживают и размножаются. В ламарковской модели организм активнее участвует в приспособлении и выбирает подходящую реакцию из доступных вариантов.
Червь C. elegans, например, способен производить разные малые РНК. Конкретный набор зависит от условий окружающей среды. Организм запускает молекулы, которые повышают шансы пережить стресс, а затем иногда передаёт выбранную реакцию потомству.
Дарвиновский и ламарковский механизмы могут усиливать друг друга. Если способность передавать полезную реакцию повышает выживаемость потомства, естественный отбор будет поддерживать организмы с такой способностью. Ламарковское наследование в таком случае само становится результатом дарвиновской эволюции.
Эволюцию через естественный отбор называли одной из лучших идей в истории человечества. Дарвиновские принципы помогают выводить новые сорта растений и породы животных, изучать развитие устойчивости бактерий к антибиотикам и решать другие практические задачи. Научные журналы публикуют исследования эволюционных методов далеко за пределами классической биологии.
Изучение наследуемых реакций на среду может расширить такие возможности. Воздействие определённого климата, состава почвы, паразитов или хищников иногда повышает устойчивость не только отдельного организма, но и следующих поколений. В сельском хозяйстве подобные механизмы могут помочь создавать культуры, лучше приспособленные к засухе, холоду и болезням.
Схожий подход уже применяют при защите коралловых рифов. Австралийские специалисты подвергают кораллы тепловому стрессу в лаборатории и проверяют, сделает ли такая подготовка потомство устойчивее к морским волнам жары.
Исследователи также изучают возможное влияние поведения и образа жизни родителей на риск ожирения, зависимости и других нарушений у детей. Связь остаётся сложной и не означает, что приобретённые привычки автоматически записываются в геном. Однако профилактика может приносить пользу не только отдельному человеку, но при некоторых условиях и будущим поколениям.
Полное возвращение к теории Ламарка биологии не требуется. Наследование приобретённых признаков работает лишь в определённых условиях и не заменяет естественный отбор. Современные данные показывают другое. Граница между врождённым и приобретённым оказалась менее жёсткой, чем предполагала упрощённая школьная модель эволюции.
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:1400/788;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
<div itemprop="articleBody">Теория эволюции тоже меняется. Биологи вновь обсуждают идеи Жана-Батиста Ламарка, которые учебники долго представляли как окончательно опровергнутые. Речь не о полном отказе от дарвиновского естественного отбора, а о наследовании некоторых признаков, приобретённых организмом в течение жизни.
Французский натуралист Жан-Батист Ламарк изложил свою концепцию в 1809 году . Учёный предположил, что организмы меняются под давлением среды, а затем передают полезные изменения потомству. Новое поколение благодаря такому наследству оказывается лучше подготовлено к тем же условиям.
Полвека спустя Чарльз Дарвин предложил другое объяснение. Отдельные особи изначально отличаются друг от друга. Некоторые различия повышают шансы выжить и оставить потомство. Если полезные признаки наследуются, с каждым поколением носителей становится больше, а популяция лучше приспосабливается к среде.
Репутацию ламаркизма серьёзно подорвали опыты немецкого биолога Августа Вейсмана. В начале XX века исследователь отрезал хвосты взрослым крысам на протяжении нескольких поколений, однако детёныши продолжали рождаться с хвостами. Упрощённая версия теории Ламарка предполагала обратный результат, поэтому биологи надолго отвергли саму возможность наследования приобретённых признаков.
Современная молекулярная биология показала, что картина сложнее. Организмы не передают потомству любые изменения тела, но иногда наследуют молекулярные механизмы, которые помогают справляться со стрессом, инфекциями или нехваткой пищи.
Один из наиболее изученных примеров связан с микроскопическим червём Caenorhabditis elegans. После вирусной или бактериальной инфекции, голодания либо температурного стресса взрослые черви перестраивают работу генов. Потомство в некоторых случаях рождается уже подготовленным к похожей угрозе, причём эффект сохраняется несколько поколений.
Как показали эксперименты , информацию переносят малые РНК, молекулы, похожие по строению на фрагменты генетического материала. Во время стресса малые РНК регулируют активность генов и помогают организму выработать защитную реакцию. Специальные белки затем доставляют часть молекул в яйцеклетки, поэтому потомство получает готовый набор инструкций.
Механизм отдалённо напоминает ситуацию, при которой человек после вакцинации приобрёл бы иммунитет, а затем передал защиту детям и внукам. Долгое время биологи считали, что подобные эпигенетические метки стираются при размножении. Однако часть меток способна пережить такое «обнуление».
Наследование приобретённых реакций встречается не только у червей. Исследователи описали десятки подобных механизмов у бактерий, растений и животных. Научные обзоры объединяют такие процессы понятием расширенной наследственности.
У риса воздействие холода способно запустить химические изменения в генах, которые повышают устойчивость к низким температурам. Согласно исследованию , подобная эпигенетическая перестройка помогла культуре распространиться севернее тропических районов происхождения.
Некоторые учёные относят к ламарковским процессам и передачу навыков через обучение. Косатки осваивают охоту на разные виды добычи, а детёныши копируют поведение взрослых. Одни популяции питаются преимущественно рыбой, другие охотятся на морских млекопитающих. Культурные различия сохраняются поколениями и, по одной из гипотез, могли повлиять на формирование отдельных видов косаток .
Подобные примеры не опровергают Дарвина. Естественный отбор по-прежнему объясняет большую часть эволюционных изменений. Автор книги The Selective Organism: an Expanded Theory of Adaptive Evolution предлагает рассматривать приобретение наследуемых признаков как дополнительный механизм, который действует вместе с естественным отбором.
В классической дарвиновской модели среда проверяет уже существующие различия между особями. Организмы с полезными признаками чаще выживают и размножаются. В ламарковской модели организм активнее участвует в приспособлении и выбирает подходящую реакцию из доступных вариантов.
Червь C. elegans, например, способен производить разные малые РНК. Конкретный набор зависит от условий окружающей среды. Организм запускает молекулы, которые повышают шансы пережить стресс, а затем иногда передаёт выбранную реакцию потомству.
Дарвиновский и ламарковский механизмы могут усиливать друг друга. Если способность передавать полезную реакцию повышает выживаемость потомства, естественный отбор будет поддерживать организмы с такой способностью. Ламарковское наследование в таком случае само становится результатом дарвиновской эволюции.
Эволюцию через естественный отбор называли одной из лучших идей в истории человечества. Дарвиновские принципы помогают выводить новые сорта растений и породы животных, изучать развитие устойчивости бактерий к антибиотикам и решать другие практические задачи. Научные журналы публикуют исследования эволюционных методов далеко за пределами классической биологии.
Изучение наследуемых реакций на среду может расширить такие возможности. Воздействие определённого климата, состава почвы, паразитов или хищников иногда повышает устойчивость не только отдельного организма, но и следующих поколений. В сельском хозяйстве подобные механизмы могут помочь создавать культуры, лучше приспособленные к засухе, холоду и болезням.
Схожий подход уже применяют при защите коралловых рифов. Австралийские специалисты подвергают кораллы тепловому стрессу в лаборатории и проверяют, сделает ли такая подготовка потомство устойчивее к морским волнам жары.
Исследователи также изучают возможное влияние поведения и образа жизни родителей на риск ожирения, зависимости и других нарушений у детей. Связь остаётся сложной и не означает, что приобретённые привычки автоматически записываются в геном. Однако профилактика может приносить пользу не только отдельному человеку, но при некоторых условиях и будущим поколениям.
Полное возвращение к теории Ламарка биологии не требуется. Наследование приобретённых признаков работает лишь в определённых условиях и не заменяет естественный отбор. Современные данные показывают другое. Граница между врождённым и приобретённым оказалась менее жёсткой, чем предполагала упрощённая школьная модель эволюции.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
