15 жемчужин эволюции
Журналом Nature под заголовком "15 evolutionary gems" издана сводка материалов, содержащих ссылки на статьи, опубликованных в журнале за последние десять лет, которые могут служить хорошим примером действия естественного отбора в рецентных экосистемах и иллюстрировать различные аспекты эволюции таксонов в прошлом.
Генри Джи (Henry Gee)1, Рой Хаулит (Rory Howlett)2 и Филипп Кэмпбелл (Philip Campbell)3 во вступительном обращении к ресурсу отмечают: " Большинство биологов считает саму собой разумеющейся идею о том, что вся жизнь эволюционировала под действием естественного отбора на протяжении миллиардов лет. Они преподают и выполняют научные исследования, напрямую опираясь на данное положение, будучи уверенными в том, что естественный отбор – это такой же факт, как и вращение Земли вокруг Солнца. Учитывая, что понятие и факты дарвиновской эволюции все еще подвергаются сомнениям, правда редко биологами, полезно иметь под руками лаконичное изложение того, почему эволюция путем естественного отбора - это эмпирически подтвержденный принцип. Мы предлагаем 15 примеров, изданных Nature за прошлое десятилетие, призванных проиллюстрировать широту, глубину и мощь эволюционного мышления. Мы счастливы предложить этот ресурс и поддерживаем его свободное распространение".
Этот ресурс может с успехом использоваться для иллюстрирования лекций и семинаров по различным разделам теории эволюции.
Карл Циммер "Начала эволюции..."
Предлагаем вниманию посетителей сайта перевод эссе Карла Циммера (Zimmer С., 2009. Evolutionary roots: On the Origin of Life on Earth // Science. V. 323 (5911): 198-199), в котором изложены результаты экспериментального исследования возможных путей зарождения жизни на земле.
По всей видимости, основным побудительным мотивом к написанию эссе для Карла Циммера стало сообщение в январском номере журнала Science о создании комплекса самовоспроизводящихся молекул РНК (см. новости), способных к бесконечному взаимному копированию и, как следствие, к эволюции. Эссе открывает серию публикаций журнала Science, посвященных 200-летию Чарлза Дарвина и 150-летию выхода в свет "Происхождения видов".
Перевод можно прочитать здесь.
РНК и возникновение жизни на земле
Впервые была создана система спаренных молекул РНК, каждая из которых могла собрать другую в среде, содержащую олигонуклеотиды, причем перекрестное воспроизведение молекул может продолжаться неограниченное время.
В 70-х годах 20-го века нобелевский лауреат химик Манфред Эйген (Manfred Eigen) и биофизик Питер Шустер (Peter Schuster) предположили, что "гиперциклы" – системы ферментов, реплицирующие друг друга, - могли дать начало самоподдерживающимся популяциям первых форм жизни на земле (1). Одним из потенциальных самореплицирующихся комплексов макромолекул могут быть комплексы молекул РНК (2). Предполагается, что на самых ранних этапах эволюции жизни на земле РНК использовалась как для хранения наследственной информации о собственной структуре, так и для катализирования химических реакций, необходимых для самовоспроизводства макромолекул.
В сообщении, опубликованном в журнале Science 8 января 2009 г, приводятся результаты экспериментов, в которых удалось создать систему матричного синтеза из двух ферментов РНК, катализирующих синтез друг друга из набора четырех олигонуклеотидов. Данные взаимореплицирущие РНК способны к независимой экспоненциальной амплификации в отсутствие белков или каких либо других биологических материалов. Амплификация происходила с временем удвоения равным приблизительно одному часу, и могла продолжаться бесконечно. Авторы публикации, Т.А.Линкольн (Tracey A. Lincoln) и Г.Ф.Джойс (Gerald F. Joyce) сообщают о том, что им также удалось создать популяцию различных кроссрепликантов, вступивших в конкуренцию за общий субстрат. Поскольку в ходе воспроизведения молекул возникали ошибки, исходные пары взаимореплицирующих РНК изменились. В результате возник "рекомбинантный" репликантрый комплекс РНК, победивший исходные пары молекул в конкуренции за субстрат.
По мнению исследователей, подобные реплицирующиеся РНК могут служить экспериментальной моделью генетических систем. Можно построить множество таких модельных систем с целью тестирования селективных последствий для различных сконструированных генетических комплексов, отличающихся определенным набором свойств.
Хотя сами авторы данного сообщения не склонны однозначно утверждать, что возникновение жизни на земле шло таким способом, многие ученые расценивают результаты этих экспериментов, как переломный момент в попытках понять процессы в конечном итоге приведших к возникновению жизни на земле.
Использованы материалы
Nature News
Список цитированной литературы.
1. М.Эйген, П.Шустер. Гиперцикл. Принципы самоорганизации макромолекул, "Мир", М., 1982 [Eigen, M. & Schuster, P. The Hypercycle: A Principle of Natural Self-Organization (Springer, 1979)].
2. Gilbert, W. Nature 319, 618 (1986)
2009-ый – год эволюционных идей
В наступившем 2009-ом году исполнится 200 лет со дня рождения Чарльза Дарвина и 150 лет со дня опубликования "Происхождения видов". Январское издание журнала Scientific Americanцеликом посвящено "самой значительной научной идее" - эволюционной теории Ч.Дарвина. В номере приводятся факты, указывающие на большую роль естественного отбора в эволюции генов, рассказывается о роли случайной изменчивости ДНК в формировании биологического разнообразия, о возможных направлениях эволюции человека, о родословной человечества, о прикладных аспектах современной эволюционной теории.