Эволюционные возможности врожденных и приобретенных признаков организмов для выработки адаптаций. Методы молекулярной биологии в зоологии.

Научный семинар по данной теме проведет доктор биологических наук Алексей Александрович Шаров (Генетическая лаборатория Национального института старения, Балтимор, США (Laboratory of Genetics National Institute on Aging (NIA/NIH), Baltimore, USA).

Происхождение жизни: обзор последних данных по реконструкции первых организмов и их среды обитания

Видеоканал нашей кафедры на YouTube пополнился новым видеоматериалом. Мы разместили лекцию Армена Яковлевича Мулкиджаняна «Происхождение жизни: обзор последних данных по реконструкции первых организмов и их среды обитания», которая была прочитана в рамках семинара «Вопросы эволюции». 

В лекции рассмотрены последние работы по «биологической», «химической» и «геологической» реконструкции условий и движущих сил возникновения жизни на Земле. Армен Яковлевич Мулкиджанян рассказал о гипотезах, рассматривающих альтернативы морской воде, как колыбели жизни. Одной из обсуждаемых альтернатив являются бескислородные геотермальные поля древней Земли.
Методы сравнительной геномики позволили идентифицировать набор примерно из 60 белков, имеющихся у всех клеточных организмов. Cуществование подобного набора свидетельствует о том, что у всех клеточных организмов существовал общий предок. Мы проверили, в каких неорганических ионах нуждаются эти самые древние белки. Оказалось, что большинство из них катализирует реакции с участием фосфатов и что многим нужны ионы калия, магния, цинка и марганца.
Общеизвестно, что в цитоплазме клеток калия гораздо больше, чем натрия. Этот избыток калия внутри клетки важен для работы многих ферментов, в первую очередь, для синтеза белка. В морской воде в 40 раз больше ионов натрия, чем калия, так что морские организмы тратят уйму энергии на откачку «подтекающих», ненужных ионов натрия наружу. Судя по всему, отличный от морской воды химический состав цитоплазмы не является более поздним «приобретением»; калий был нужен уже для функционирования ферментов самых первых клеток с ещё полупроницаемыми мембранами. То, что без калия эти ферменты не работают, показывает, что эти первые клетки жили в среде, в которой калия было больше, чем натрия.
Исследование условий, способствующих образованию биомолекул, показало, что синтез азотистых оснований легко идет в концентрированных растворах формамида. Поскольку формамид и другие простые амиды кипят при 200°С, их накопление могло происходить при испарении воды. Абиогенный синтез сахаров, в первую очередь, рибозы, как оказалось, требует больших концентраций бората и специфически катализируется соединениями молибдена.
Очевидно, что океанская вода не могла обеспечить условия ни для абиогенного синтеза биомолекул, ни для существования первых клеток. Альтернативной средой могут быть бескислородные геотермальные поля древней Земли, где пар и вулканические газы вырывались на поверхность недавно образовавшихся континентов, конденсируясь на поверхности. Газовая фаза даже современных геотермальных систем специфически обогащена ионами калия, фосфата, бората, молибдена и цинка. Поэтому лужицы, образуемые таким паровым конденсатом, выстланные каталитически активными минералами и освещенные несущим энергию солнечным светом, могли служить подходящими местами для возникновения жизни.

Устойчивое поддержание структурированной изменчивости.

В пятницу, 31 января 2014 года, в 18-00, в рамках семинара "Вопросы эволюции" Владимиром Григорьевичем Гриньковым будет сделан доклад по теме: «Устойчивое поддержание структурированной изменчивости природных популяций: роль репродуктивных стратегий в формировании внутривидового полиморфизма».

Аннотация к докладу: 
Несмотря на большое количество исследований, механизмы устойчивого поддержания внутрипопуляциооного полиморфизма остаются неясными. Прежде всего, это связано с недостатком теоретических разработок, способных описать в наиболее общем виде механизмы фенотипического структурирования природных популяций. В настоящее время, в этой области эволюционной биологии сохраняется парадоксальная ситуация, при которой динамические (видообразование) и равновесные системы (сбалансированный полиморфизм) базируются практически на идентичных механизмах (Гриньков, 2000). Так, для симпатрического видообразования сочетание морфо- физиологической структурированности популяции и ассортативного скрещивания является пусковым механизмом формирования изоляции (Гриценко и др., 1983; Kondrashov, Mina, 1986; Креславский, 1994). В случае же сбалансированного адаптивного полиморфизма морфо-физиологическая разнокачественность групп особей и ассортативное скрещивание не приводят к формированию полной изоляции, сохраняя целостность популяции и вида в течение неограниченно долгого времени (Гриньков, 2000). Вероятнее всего, подобная ситуация возникает из-за недостаточной изученности случаев устойчивого поддержания структурированной изменчивости природных популяций (Гриценко и др., 1983; Креславский 1993, 1994; Noor, 1999). В большинстве случаев, при трактовке механизмов сбалансированного полиморфизма исследователи вынуждены использовать тривиальное объяснение фенотипической структурированности популяций — сочетание разнонаправленных векторов отбора в удаленных популяциях с генным обменом между ними. Однако, данный механизм также нуждается в доказательстве, как и любые другие.

В докладе на примере изменчивости окраски брачного наряда самцов мухоловки-пеструшки, мы попытаемся показать:
1) что действительно существуют межпопуляционные различия в направлении естественного отбора в пользу разных фенотипов,
2) и что сохранение всего спектра изменчивости в каждой популяции может быть связано с формированием альтернативных репродуктивных стратегий у различающихся по окраске самцов мухоловки-пеструшки.

Семинар будет проходить по адресу: Москва, Ленинский пр-т 33, большой конференц-зал на первом этаже.

Приглашаются все желающие!!!