[almaburu]

Напишу-ка я про эволюцию прокариот (ВОТ ТАК, ДА, НЕОЖИДАННО) *

Эволюция поражает. Эволюция завораживает. Больше всего меня поражает то как эволюционные законы применимы почти к любой области, не связанной с биологией.
(К примеру существет своя, особая, машинная эволюция. Про нее можно почитать много всего интересного тут, тут** и тут)
Если вы не очень доверяете теории эволюции, или не понимаете до конца как она работает и по каким-то причинам считаете что она не может работать в принципе, то мы можем пообсуждать это в комментариях и я даже не буду Ругаться на вас Матом. Например вы можете спросить не противоречит ли эволюция второму закону термодинамики (нет?) или правда ли что человек произошел от обезьяны (наверное нет).
Мне кажется, это будет интересно.

Энивей, прокариоты.

Когда научно-популярные книги рассматривают происхождение жизни, они бодро рассказыают про эволюцию прокариот (клетки без ядра) до эукариот (клетки с ядром), даже иногда отмечают как митохондрии были отдельными организмами и радостно слились с прокаритами в симбиозе, что дало им кучу энергии для того чтобы потом отрастить себе плавники и вылезти на сушу в виде динозаров, йяда-йяда (как-то так, детали упускаем).

К сожалению, откуда взялись прокариоты, книги не рассказывают.
Не рассказывают они потому, что никто этого не знает. Одноклеточные появились на земле где-то четыре миллиарда лет назад, а если что и было до них - концов не найти, магма успела расплавить земную кору и уничтожила все следы.
Обычно дают два обьяснения - согласно первому одноклеточные прилетели к нам из космоса ( что не обьясняет, откуда они собственно взялись в космосе ), во втором невнятно рассказывают про первичный бульон, из которого собрались аминокислоты.

Проблема в том, что покариоты СЛОЖНЫЕ. В самоучителе "делаем жизнь для чайников" одноклеточные заняли бы где-нибудь конец четвертого тома.

Они настолько охуенно сложные, что если бы вы пытались сконструировать простую жизнь, то вы бы не могли просто так начать с одноклеточных форм жизни, потому что вам пришлось бы сделать ДОХУЯ ВСЕГО. Вам пришлось бы начать с днк, её механизма репликации и транскрипци, а значит вам понадобится еще и РНК и рибосомы для ее синтеза, потом надо как-то решить задачу синтеза белков, построить клеточную стенку, и добавить каких-нибудь жгутиков чтобы эта тварь могла двигаться. (Но все меркнет в сравнении с ДНК. ДНК кишечной палочки составляет в длинну 4 миллиона баз. Базовая пара - это пара аминкислот в спирали днк, на рисунках в учебниках биологии базы обычно рисуются в виде черточек.)

Есть ли у нас какие-нибудь более простые, неклеточные формы жизни?
Есть, но с ними не все так просто.


Первыми на ум приходят вирусы.
Вирусы - это куски днк, обернутые в защитную оболочку. Размножаться они не умеют, поэтому проникают в клетки и используют их как большие фабрики для производства своих копий.
Вирусы устроены отупляюще просто - длина генома гепатита B - 3200 баз, сравните с четыремя миллионами E. coli, самой простой бактерии. К сожалению они вряд ли могут быть эволюционными предшественниками одноклеточных, потому что сука не размножаются. Они или развивались паралельно с прокариотами, либо, что более вероятно, деградировали от них, потеряв механизмы репликации. (Действительно, зачем нужно размножаться, если всю работу делают за тебя).

В пользу деградации говорит еще то, что есть еще более простые и отупляющие варианты вирусов - вирусные саттелиты, которые не умеют не только размножаться, но даже заражать клетки - вместо этого они паразитируют на вирусах. Проще саттелитов наверное ничего нельзя придумать - это просто кусок днк(рнк), лишенный оболочки. Длина саттелита TMV( вируса табачной мозайки) составляет 1023 базы при длине вирусной рнк в 6400.

Может быть что-нибудь еще проще?
В 1961-м году Сол Шпигельман вылепил неописуемый пиздец - "Монстра Шпигельмана", самореплицирующуюся вирусную РНК длинной в 218 баз. Он её делать не хотел, она получилась сама - начала неожиданно резво делать свои копии в питательной среде из свободных нуклеотидов (аминокислот, которые входят в состав базовых пар). К 90-м годам этот пиздец доэволюционировался до того, что сократился до 42 пар, показав пример не только новой формы жизни, возникшей в пробирке на пустом месте, но также жизни очень резвой и злой.

Самое время рассказать про прионы - шах и мат эволюции, умопомрачительный удар под дых. Прионы - это ответ на вопрос о том, почему мы не наблюдаем появление новых эволюционных видов: на самом деле наблюдаем и лучше бы их не было.
Неизвестно точно, когда они появились (вики относит первые известные случаи в 1700-м годам), но, кажется, известно каким образом. По воле судьбы определенный белок в определенной овце свернулся определенным и очень неприятным образом.

Белки - это длинные цепочки аминокислот, которые ОЧЕНЬ длинные и сворачиваются в плотную структуру под действием определенных химических реакций. Как правило белок может свернуться только одним, строго определенным образом, и эта структура определяет дальнейшее химическое взаимодействие белков со всякими веществами.
Но в этот раз не подфартило.

Та штука, которая неправильно свернулась, оказалась во первых химически инертной (на минутку, на нее не действуют ферменты для расщепления белков, радиация, ультрафиолет, микроволновое излучение, антибиотики, токсины других микроорганизмов, высокие температуры и давление), а во-вторых начала радостно вступать в реакцию с другими белками, превращая их в свои копии. У этих белков есть очень неприятные побочные эфекты - они разрушают ткани мозга и вызывают энцефалопатию.

Когда прионы были открыты (вернее, когда все поняли что же они собственно открыли, так как прионы были открыты уже в 80-х), у микробиологов РАЗОРВАЛО ЖОПЫ, потому что прионы единственная форма жизни на земле, которая вообще не содержит ДНК или РНК.
Задумаемся на секунду, что же вообще такое прионы. Очевидно, что при размножении прионов не копируются сами белки. Белки уже были в организме к этому моменту, они только поменяли свою форму.
Копируется конфигурация белка.
Таким образом прионы являются не только единственной ненуклотидной(штукой без днк и рнк), но и единственной НЕМАТЕРИАЛЬНОЙ формой жизни.
А это значит, что она заставляет по другому взглянуть на то что вообще такое жизнь и как она работает.

(Тут стоит накатать телегу про мемовирусы, эволюцию интеллекта и всякие крутые штуки, но кажется такая телега уже не влезет в пост.)

* Кто является целевой аудиторией этой записи? - может спросить меня беспокойный читатель и я со спокойным сердцем могу ответить, что меня это абсолютно не ебет.
** - tl;dr - чуваки год пытались понять как работает электрическая цепь, которую они смоделировали

Comments

почему ты каждый раз пишешь, что твои интересные посты неинтересные?

[alinea]

оооооо. Минутка эволюции после тяжкого трудового дня. Спасииибо.

[Reuniko]

репостнул

[Фиббер]

захватывающе!

[Alge]

правда ли что человек произошел от обезьяны (наверное нет).

Не совсем от обезьяны, от общего предка. Ну, с другими-то кандидатами не густо. Разве есть какие-то удовлетворительные варианты?

После аминокислотного бульона обычно вставляют РНК-мир (с каким-нибудь твердоматричным синтезом). С точки зрения самоорганизации вполне логично, хотя в этой области еще очень далеко до ясности (как и во всей ранней эволюции, да).

нуклеотидов (аминокислот, которые входят в состав базовых пар).

не аминокислот)

Белки - это длинные цепочки аминокислот, которые ОЧЕНЬ длинные и сворачиваются в плотную структуру под действием определенных химических реакций

не реакций, а возникающих связей между определенными типами АК. Окружение тоже влияет, конечно, но исходно все равно зависит от самого строения цепи. По идее, третичная структура - энергетически наиболее выгодное состояние, хотя тут тоже не без исключений.

О да, прионы тема. Этакий живой лед-девять)

заставляет по другому взглянуть на то что вообще такое жизнь и как она работает.

нуу, в этом я не уверена. Да, они "размножаются", но это больше физический процесс, типа слипания снежного кома. В сторону философии можно порассуждать, но это все на уровне сильных обобщений будет.
Белковая наследственность как явление - да, прищемила нос Центральной Догме Молекулярной Биологии) она ведь не только при болезнях работает, но и в качестве адаптационного механизма ок.

Про эволюцию интеллекта хотелось бы почитать)

[morpha carbonaria]

Я бы с удовольствием подискутировала, но ничего не понимаю ((( Ну то есть понимаю, но ровно настолько, чтобы прочитать открывши рот и ужаснуться. Хотя, с другой стороны, в эволюцию верю, так что и дискутировать особо не о чем.

[Just-a-Shadow]

нихуя не понял, но очень интересно)

[almaburu]

amelia the sad, но в этот раз нет!11

Alge,
Йей, биолог в треде! Спасибо за обстоятельный комментарий.

>После аминокислотного бульона обычно вставляют РНК-мир
Есть ли какие нибудь хорошие программные статьи на эту тему?

>а возникающих связей между определенными типами АК.
Я занесла это в "химические реакции", проще объяснение проще уже не получалось

>нуу, в этом я не уверена. Да, они "размножаются", но это больше физический процесс, типа слипания снежного кома. В сторону философии можно порассуждать, но это все на уровне сильных обобщений будет.
Я пока не могу определиться. Вирусы тоже довольно так себе подходят под роль живых существ, в их цикле размножения все построено на простых механических процессах.
И если всю жизнь распределить по спектру "живое-неживое", где на одном конце будут автокаталитические реакции, а на другом млекопитающие, то где-то придется ставить черту, но у меня лично рука не поднимется. На вирусы точно не поднимется и на прионы, хотя они и балансируют на грани.

Последнее время я склонна придерживаться нигилистического подхода и относить всю жизнь к физическим процессам. В том же белковом размножении нет чего-то ужасно осмысленного, оно просто сложное, а люди склонны наделять все сложное особым смыслом. Но опять же, не знаю.

morpha carbonaria,
НОО, С КЕМ ЖЕ МНЕ ТОГДА СРАТЬСЯ В КОММЕНТИКАХ?

[morpha carbonaria]

almaburu, я могу сделать вид, что не верю в эволюцию! Хочешь?

[Alge]

almaburu,

Есть ли какие нибудь хорошие программные статьи на эту тему?

очень нравится, как Марков пишет на эту тему elementy.ru/lib/431077
там про все сразу, но и РНК-мир хорошо подан. И вообще мне его книги очень симпатичны, рекомендую.

Я занесла это в "химические реакции", проще объяснение проще уже не получалось

в принципе да, так можно сказать, но нам в свое время такую плешь проели на учебе объяснениями, что "вот реакция - это когда что-то новое получается! не говорите так!", что я уже автоматически делаю стойку)

Последнее время я склонна придерживаться нигилистического подхода и относить всю жизнь к физическим процессам. В том же белковом размножении нет чего-то ужасно осмысленного, оно просто сложное, а люди склонны наделять все сложное особым смыслом. Но опять же, не знаю.

согласна. Если опускаться все ниже по уровням при разборе любых сложных явлений, то обычно оказывается, что это все следствие каких-то статистических закономерностей. Чего-то много, оно реагирует, переключается тумблер, реакция меняется и "о! я разумное существо, я сам принял осмысленное решение!")
Кстати, в этом плане осмысленного, на мой взгляд, вообще не очень много) реакция и саморегулирование даже человеческих сообществ тоже ведь не сильно отличаются по принципам. Например, то, что возникающее при росте клеточной культуры контактное торможение примерно соответствует снижению рождаемости при перенаселении, или тот же "феномен военных лет", когда начинает рождаться больше мальчиков (тут, правда, нормальных исследований в последнее время не было) и т.д.
так что с такой точки зрения, наверное, даже вирусы имеют не меньше права считаться живыми, чем мы) другое дело, что такая условная граница практически малоценна. Думаю, даже в этом веке, даже с возможным переносом разума в неорганические тела, мы не придем к требованиям прекратить дискриминацию вирусов антибиотиками)