Это первая лекция большого курса Александра Маркова «Эволюционная биология», прочтенного в 2015-2016 годах в культурно-просветительском центре «АРХЭ» и основанного на авторских курсах, читавшихся для студентов Биологического факультета и Факультета биоинженерии и биоинформатики Московского государственного университета.
Таймкоды
00:03 Введение в эволюционную биологию
- Эволюция придает биологическим фактам смысл и связанность.
- Теория эволюции делает биологию настоящей наукой.
- Без эволюционной теории биологические факты теряют смысл.
01:59 История и значение теории эволюции
- Теория эволюции показала, как классифицировать живые организмы.
- Эволюция путем естественного отбора была понята поздно.
- План лекции: практическая значимость, история, эволюционный механизм, базовые понятия.
05:09 Практическая значимость эволюции
- Эволюция происходит быстро и дает значимые результаты здесь и сейчас.
- Эволюционные изменения важны для понимания адаптации и оптимизации.
- Пример: гонка вооружений с паразитами и бактериями.
09:44 Эволюционные гонки вооружений
- Эволюционные гонки вооружений происходят между паразитами и жертвами, хищниками и жертвами.
- В сельском хозяйстве вредители быстро адаптируются к ядам.
- Эволюционная биология помогает предвидеть и опережать эволюционные ответы.
12:22 Выведение новых продуктивных видов
- Эволюционная биология важна для решения продовольственной проблемы.
- Рост населения требует новых достижений в селекции.
- Селекция — это искусственная эволюция под контролем человека.
14:46 Историческая справка
- Четыре ключевых события в развитии биологии: теория естественного отбора, законы Менделя, генетика, расшифровка ДНК.
- Генетика и дарвинизм согласовались в 1940-х годах.
- В 1950-60-х годах была расшифрована структура ДНК, что дало понимание эволюции на молекулярном уровне.
19:21 Введение в книгу Дарвина
- Книга Дарвина написана в научно-популярном стиле, что делает её интересной для современного читателя.
- Книга содержит как правильные, так и ошибочные идеи, которые можно разделить на четыре группы.
- Дарвин сделал уступки под давлением критики, что привело к изменениям в его теории.
23:38 Причины популярности теории Дарвина
- Теория Дарвина вызывает бурную реакцию из-за сложности и разнообразия живой природы.
- В прошлом люди считали, что сложные объекты созданы разумным проектированием, что делало теорию Дарвина противоречащей этому.
- Дарвин показал, что сложные объекты могут возникать случайно, что изменило восприятие биологической науки.
32:07 Репликаторы и эволюция
- Репликаторы обладают четырьмя свойствами: размножение, изменчивость, наследственность и способность к адаптации.
- Примеры, такие как горение и каталитическая реакция, показывают, что не все объекты могут эволюционировать.
- Репликаторы, такие как живые организмы, обладают всеми этими свойствами, что делает их способными к эволюции.
39:57 Условия для репликации
- Объект должен быть репликамом, чтобы его можно было назвать репликой.
- Наследственные различия должны влиять на эффективность размножения.
- Приспособленность оценивается по эффективности размножения, а не по скорости.
41:16 Наследственная изменчивость и дифференциальное размножение
- Для жизни, созданной искусственно, достаточно первого условия.
- Для саморазвивающейся жизни нужны все четыре условия.
- Наследственная изменчивость и дифференциальное размножение важны для эволюции.
42:23 Естественный отбор
- Некоторые наследственные различия влияют на приспособленность.
- Это соответствует понятию естественного отбора.
- Объекты с более эффективными наследственными свойствами будут размножаться лучше.
44:20 История расшифровки структуры ДНК
- В 1953 году Крик расшифровал структуру ДНК.
- Это открытие стало эпохальным, так как показало, что ДНК является носителем наследственной информации.
- Были сомнения, что белки являются носителями наследственности.
49:27 Принцип комплементарности
- ДНК состоит из двух нитей, каждая из которых содержит информацию для построения противоположной нити.
- Принцип комплементарности объясняет, как ДНК размножается.
- Это открытие подтвердило, что ДНК является репликатором.
57:21 Репликация ДНК
- Репликация ДНК происходит по принципу комплементарности.
- Каждая нить ДНК достраивается до двойной спирали.
- Это объясняет, как ДНК обеспечивает эволюцию.
57:42 Прионы как пример нетипичного репликатора
- Прионы — это инфекционные агенты, вызывающие нейродегенеративные заболевания.
- Они ведут себя как вирусы, но не являются бактериями или вирусами.
- Прионы — это белковые молекулы, которые могут изменять свои свойства.
01:00:57 Прионы и их свойства
- Белки состоят из аминокислот, которые могут сворачиваться в разные трёхмерные структуры.
- Неправильно свёрнутые белки могут превращаться в прионы, которые размножаются, заставляя другие белки сворачиваться неправильно.
- Прионы заражают нервные клетки, вызывая их гибель.
01:03:22 Прионы и каннибализм
Прионы были обнаружены у коренного населения Новой Гвинеи, практикующего каннибализм.
Прекращение каннибализма снизило заболеваемость прионовыми болезнями.
Прионы могут размножаться, используя нормальные белки как пищу.
01:05:19 Наследственная изменчивость прионов
- У прионов есть несколько вариантов неправильного сворачивания, что позволяет им эволюционировать.
- Эволюция прионов ограничена, так как изменчивость ограничена.
- Естественный отбор у прионов работает с единичными мутациями.
01:07:42 Соотношение генотипа и фенотипа
- Фенотип включает все признаки и свойства организма.
- Генотип не полностью определяет фенотип, так как влияние генов на признаки сложно и переплетено.
- Влияние генов на признаки может быть сложным и запутанным.
01:15:21 Влияние генов и среды
- Признаки организма развиваются в результате взаимодействия генетических и средовых факторов.
- Изменчивость признаков может быть обусловлена как генами, так и средой.
- Большинство признаков имеют как наследственную, так и средовую составляющую.
01:20:16 Примеры признаков и их изменчивости
- Признаки, такие как количество глаз, могут быть как врождёнными, так и приобретёнными.
- Изучение мутантов помогает понять, какие гены влияют на эти признаки.
- Генетические исследования могут выявить, какие гены отвечают за определённые признаки.
01:21:47 Генетические мутации и их влияние
- Мутации в гене могут приводить к отклонениям в развитии, таким как циклопия.
- Ген необходим для правильного разделения переднего мозга и формирования лица.
- Ген многофункционален и участвует в передаче сигналов между клетками.
01:24:56 Сложности генетики
- Генетики не считают, что один ген влияет на один признак.
- Гены могут влиять на множество признаков одновременно.
- Мультигейн влияет на признаки через множество генов.
01:27:53 Влияние среды на фенотип
- Среда влияет на развитие организма и фенотипические признаки.
- Гены влияют на развитие организма, а не на признаки напрямую.
- Развитие организма зависит от множества генетических и средовых факторов.
01:31:56 Случайность в развитии
- Случайность присутствует на каждом этапе развития организма.
- Экспрессия генов не может быть полностью отрегулирована.
- Молекулярные процессы в клетках всегда немного отличаются.
01:38:19 Модификационная изменчивость
- Модификационная изменчивость возникает из-за различий в условиях среды.
- Изменения в среде могут быть как полезными, так и вредными для организма.
- Адаптивная модификационная изменчивость помогает организмам адаптироваться к новым условиям.
01:40:19 Примеры адаптивной и неадаптивной изменчивости
- Адаптивная модификационная изменчивость полезна для организма в новой среде.
- Неадаптивная модификационная изменчивость может замедлять развитие или ухудшать состояние организма.
- Примеры включают замедление развития у холоднокровных животных при низких температурах.
Таймкоды сделаны при помощи Нейросети YandexGPT
Расшифровка видео
Поиск по видео
0:03
ни что В биологии не имеет смысла Иначе как в свете эволюции и это
0:08
действительно так и есть действительно именно теория эволюции придаёт
0:15
биологическим фактом смысл связанность и делает их Ну
0:24
настоящей науко ци
0:34
понятиях и попытаемся некоторые распространенные заблуждение
0:41
об эволюции развить чтобы настроить
0:46
вас правиль рациона Лане в качестве эпиграфа лекциям про
1:02
американского цини украинского происхождения
1:07
нского который в году опубликовал вот Под таким названием ни
1:13
что В биологии не имеет смысла Иначе как в свете эволюции и это действительно так и есть действительно
1:22
именно
1:28
теори смысл связанность и делает их Ну настоящей наукой если мы уберём из
1:37
основания современной биологии эволюционную теорию то эти факты действительно в
1:43
значительной мере потеряют смысл станут просто неким нагромождения
1:59
как бы основа основ биологии как биологическую систематику задолго до Дары естественно
2:08
Испытатели классифицировали животных и растения делили их там на какие-то виды
2:16
роды но при этом при
2:23
этом тго понимания того Какую именно реальность отражает вот эта класификация
2:30
бы и были бесконечные споры о том как лучше делить живые организмы как их
2:37
лучше классифицировать именно теория показала Какая именно реальность
2:45
отражается биологической классификации Ну и другая полезная
2:52
цитата которую в качестве эпиграфа можно привести это уже цитата из одного из
2:59
основателей биологий сказал Любопытный Аспект теории
3:07
эволюция состоит в том что всякому кажется что он понимает е действительно на первый взгляд Дарская
3:18
эволюция кажется таким очень простым понятным механизмом собственно
3:24
такого но когда разби в деталях вые что очень
3:29
люди неправильно понимают смысл этого механизма и как он
3:35
работает обманчивая простота удивительно кстати вот Ричард
3:41
кинс обращает внимание на на этот факт в своих книгах удивительно что такая казалась бы
3:48
простая идея как эволюция путём естественного отбора
3:54
была понята человечеством осознанно и принята так поздно
4:00
только во второй половине X века в то время как в других естественных
4:05
науках теоретические прорывы такого масштаба были сделаны значительно
4:15
раньше там физику скажем классическую Почему так долго Люди не могли прийти к
4:22
этой Казалось бы простой лежа на поверхности
4:28
мысли так это были так сказать эпиграфы теперь план лекции собственно что мы
4:35
сегодня пытаемся разобрать сначала я скажу пару слов о практической значимости эволюционной биологии потому
4:43
что помимо теоретической значимости которая сама очевидно у этой науки
4:48
есть сегодня вполне практически значимость дальше краткая историческая
4:55
справка совсем немного слов будет
5:01
об истории развития эволюционных представлений и о том какую роль сыграла
5:06
в умственном развитии человечества и в развитии науки дариновская книга
5:12
происхождения видов затем мы разберём Что такое собственно дас
5:19
эволюционный механизм что это такое чтобы тут не было никаких
5:25
недосказанное ВС было Чётко и ясно Ну и
5:31
дальше сколько успеем некоторые базовые понятия эволюционной биологии такие как
5:38
генотип фенотип изменчивость мутации отбор приспособленность вот эти понятия
5:44
Мы с ними познакомимся Так значит по практической
5:52
значимости вот первое такое распространенное заблуждение которое хотелось бы сразу развить состоит в том
5:58
что эволюци часто считают очень медленным процессом которые приводит к каким-то заметным результатам лишь на
6:05
промежутках в миллионы лет в действительности как мы сегодня
6:12
уже очень хорошо знаем эволюция — это повседневный процесс который происходит
6:17
здесь и сейчас и даёт значимые результаты Здесь и
6:23
сейчас это обстоятельство важно и для теории для того чтобы
6:29
Лучше понимать как оно ВС происходит в частности из вот
6:35
такой возможности очень быстрых эволюционных изменений следует такая вещь как потенциальная возможность
6:42
эволюции механизма самой эволюции поскольку естествен отбор не
6:47
умеет заглядывать вперёд если бы действительно если бы действительно
7:00
милна лет то естественный отбор в принципе не мог бы создавать адаптации приспособления направленные на
7:05
оптимизацию самого эволюционного процесса Но поскольку этот эволюционный процесс актуален вот в каждом каж с
7:12
каждой сной поколений он может привести изменени то такая теоретическая возможность на самом деле
7:19
существует Вот и практическое
7:24
значение для практики это понимание Очень важно ну
7:30
наверное нигде это так наглядно не проявляется актуальность и очень высокая скорость эволюционных изменений
7:36
как той гонке вооружения которую человечество ведёт со своими паразитами
7:42
с бактериями вирусами
7:48
вот ведь на самом деле это стало понятно очень дано такой
7:55
Рид когда разработки первых эффективных
8:01
антибиотиков существовала на самом деле Эйфория многие серьёзные учёные были
8:09
убеждены что инфекционные заболевания побеждены навсегда что всё Мы вступаем в
8:16
эру когда инфекционных заболеваний не будет Вот с изобретением антибиотиков всё больше инфекционных болезней не
8:22
будет Это окончательная Победа человечество над инфекция настолько были эффектив первые
8:28
антибиотики очень маленькие дозы их э вылечивать любую инфекцию но прошло
8:35
буквально всего несколько лет и фиктивность этих препаратов начала катастрофически снижаться э Ей пришлось
8:42
сначала увеличивать дозы потом изобретать новые антибиотики потому что как
8:49
выяснилось паразиты очень быстро адаптируются и вырабатывают устойчивость вообще говоря К любым
8:57
средствам борьбы с ними которую мы изобретаем и вяза раз в эту эволюционную
9:02
гонку мы уже не можем из неё выйти Потому что если мы остановим Развитие медицины
9:08
фармакологии вот сейчас на в том состоянии в каком мы сейчас находимся
9:14
нас обгонять наши соперники в этой гонке вырубят устойчивость ко всем этим
9:20
лекарствам и нас фактически съедят то есть мся
9:25
Нам бы медицинскому состояни опять будет огромная детская смертность смертность
9:33
от инфекционное заболевание опять будет продолжительность жизни там средние 30 лет и так
9:44
далее мы будем говорить конечно ещё об эволюционных гонках вооружении но здесь к слову можно
9:51
уть так называемый эффект чёрной королевы как его назвал американский
9:57
палеонтолог Ливан вален значит
10:03
это Это имеется в виду сцена из Алис в Зазеркалье
10:09
где есть такая сцена как чёрная Королева которая на самом
10:15
деле крас короля в оригинале у крола и Алиса бегут со всех ног какое-то время в
10:21
итоге остаются На том же самом месте и Очень удивляется говорит что
10:29
у нас если долго бежать обязательно окажешься в каком-то другом
10:35
месте что чёрная Королева отвечает что какая отсталая страна что у нас чтобы
10:41
попасть в другое место нужно бежать как минимум там несколько раз быстрее вот в
10:47
эволюции часто имеется как раз такая ситуация
10:54
чтобы сохранить свою приспособленность нам уровне Неди бы быстро
11:03
эволюционировать вооружения между паразитами жертвами между хищниками жертвами и так
11:10
далее аналогичная ситуация ционной гонки вооружений происходит у нас в сельском
11:18
хозяйстве это соревнования между вредителя
11:29
ми по сей день Эти вредители тоже очень быстро вырабатывают устойчивость К всевозможным
11:36
ядам которыми их пытаются сдерживать и там тоже
11:44
идёт постоянная вот эта гонка и чтобы чтобы не проиграть в этой
11:53
гонке необходи вать эю биологию понимать
12:00
предвидеть эволюционный ответ наших соперников и разрабатывать более эффективные стратегии как их
12:07
можно на данном этапе получше опередить
12:12
Хотя непонятно Возможно ли здесь какая-то окончательная Победа какая-то стабилизация на устраиваю нас
12:20
уровне жизни но если возможно то здесь тоже
12:26
может помочь ционная биология вот ну и наконец ещ один очеред практический
12:33
Аспект эволюционной биологии связан с выведением новых более
12:39
эффективных продуктивных ворот домашних животных и культурных растений связано
12:46
прежде всего с продовольственной проблемой вот здесь этот график роста
12:52
населения мира с года по 197 и
12:59
можете видеть что точки описываются достаточно точно такой гладко кривой которая
13:05
называется гипербола и которая если экстраполировать её в будущее убегает в
13:12
бесконечность где-то вот веке не помню точно поком году 2030
13:20
2050 То есть если этот тренд очень давний не изменился бы то население
13:27
должно было бы стать бесконечно поня может стать бесконечным вступят действи какие-то ограничивающие факторы и сечас
13:33
действительно населения немножко начинает замедляться но тем не менее он ещ по-прежнему очень большой Вот это
13:40
прогноз показа прогноз рост населения Земли предложе организации Объединенных
13:46
Наций в 2004 году То есть максимальный прогноз средний И минимальный И красненькой точкой показано Где мы
13:54
находимся видно что истори между максимальной и
14:01
Средней этими кривыми и соответственно 2050 году Нужно ожидать что на Земле
14:09
будет где-нибудь 99,5 млрд человек равы
14:14
нужно чем-то кормить и в общем здесь не
14:20
обойтись без каких-то новых достижений в области селекции области а селекция — Это что Это искусственная эволюция
14:27
которую мы проводим ну которые идёт под нашим
14:33
контролем так Ну теперь Значит кратко историческая
14:46
справка в принципе у нас на факе есть целый курс
14:51
специальная история методология биологии я в эти
14:57
вопросы обычно глубоко не в даюсь
15:03
но на мой взгляд можно выделить четыре ключевых
15:08
события которые произошли в развитии биологии
15:13
и вот сделали из неё ту науку кото которую мы видим
15:20
сейчас четыре важнейших На мой
15:27
взгляд стенного отбора 1859 год это год выхо знамений Ниро
15:38
происхождени второе событие второй такой переломный рубеж наступил в начале X
15:46
века когда были приоткрыты законы Менделя когда стала складываться классическая генетика
15:59
в этот момент люди впервые поняли Ну по крайней мере начали
16:04
понимать механизм наслед то чего Дарвин не знал Вот это самая большая так сказать
16:12
такое белое пятно было в теории Дарвина что во врем Дарвина никто ещё не знал на
16:18
чём основана наследственность как она работает и дарвину приходилось строить свою теорию на догадках Некоторые из
16:25
которых оказались правильные некоторые нет но в общем и целом он угадал всё
16:31
правильно но почему это работает было непонятно и вот значит появляется генетика поначалу
16:40
появление генетики привело к тому
16:46
что что у ряда Биологов Появились сомнения в работоспособности дарвинов
16:54
теории многим казалось поначалу что генетика не состыковаться с дарвинизмом
17:01
Почему прежде всего потому что Дарвин делал акцент на медленных
17:07
постепенных очень небольших изменениях то есть что эволюция происходит путём накопления очень маленьких практически
17:14
незаметных мельчайших изменений тогда как первые генетики работали с грубыми
17:22
Зри мутациями с сильным фенотипически эффектом Ну то есть
17:29
жёлтые семена гороха зелёные семена гладкие морщинистые или там дрозофилы с
17:36
красными глазами с белыми глазами такие грубые резкие фенотипические изменения вызываемые
17:42
мутациями и соответственно поначалу было не
17:48
совсем понятно как можно связать генетику с
17:54
дарвинизма это удалось понять в т сороковые годы сразу
18:02
нескольким великим ум один из хрона здесь его портрет есть
18:10
удалось понять что на самом деле дарвинизм с генетикой прекрасно согласуется и была
18:17
предложена объединяющая теория которая извест назвати
18:29
содержательно название генетической теории эволюции Это был следующий этап
18:37
развив Но на этом дело не закончилось И в пятидесятые шестидесятые
18:42
годы произошло ещ одно переломное событие А именно была
18:48
открыто расшифрована материально природ наследственности то есть структура ДНК
18:54
вот э самая знаменитая двойная спираль и механизмы копирования генетического
19:00
материала и механизмы считывания и реализации генетического материала были расшифрованы материальным у на
19:06
молекулярном уровне и только в этот момент стало наконец понятно как же работает эволюция уже на самом
19:14
фундаментальном уровне на уровне молекул на уровне
19:21
д это такая как бы историческая канва в пределах которой мы будем как-то там вот
19:28
существовать знат о книг Дарна что ещ Я бы хотел
19:33
сказать вопервых все кто е не читал я очень
19:38
рекомендую тогда был совсем другой стиль написания научной монографии Хотя э
19:44
книга вполне науч не считалась научно популяр но тем не менее для современного
19:49
читателя она выглядит Ну почти как научно популяр напи пром жим понят язым
19:56
ску примеров вполне интересно хорошо читается
20:06
сегодня так что прочесть всем кто интересуется эволюции конечно нужно
20:12
обязательно вот и очень интересно Конечно следить за мыслью Чарльза
20:24
Дарвина в соответствует действительности
20:29
соответствует вот современным представлениям Ну что вы хотите Прошло
20:34
уже 150 лет конечно наука за это время продвинулась очень далеко вперёд и Дарн
20:40
конечно во многом ошибался Ну вот как я говорил главное чего не
20:45
хватало не хватало информации о том как работает наследственность же многие другие вещи были неизвестны Вот и
20:53
поэтому идеи кото разви Дарвином в этой книге их
20:59
можно поделить вот на условно говоря на четыре группы Первое — это правильные до
21:05
сих пор не устаревшие и хорошо обоснованы Да уже на том этапе иде Кроме
21:11
того там есть гениальные догадки которые как мы теперь знаем верны хотя и удивительно как Да мог до этого
21:16
додуматься не имея современных факторов но у него по видиму был какой-то талант
21:24
угадывать заб
21:30
уступки которые Дану Пришлось сделать давлением критики
21:37
современников понятно что его книга была встречена многими вки было очень много критики и дар как честный учёный на эту
21:46
критику пытался реагировать и многие возражения он приня
21:59
переда сво ни ВНО ВС время всякие изменения из
22:05
них сегодняшней позиции выт неудачными то есть критика которая обрушилась на во
22:13
многом была гораздо более низкого уровня чем дасе
22:19
дотки критика немного Ула
22:30
таким вещам которые впоследствии не подтвердились такие как наследование приобретенных
22:35
признаков и всякие там оговорки и если в первом издании Он придавал естественному
22:42
отбору такую ключевую роль эволюции то последних изданиях он как бы ВС меньше и
22:47
меньше напил и на естественный отбор и вс больше уделял внимание каким-то
22:59
лучшим изданием ни является первое издание А чем дальше тем хуже А вот на
23:06
русский язык К сожалению переведено только последнее шестое издание перво
23:11
издание на русском языке нет насколько мне
23:17
известно кто-то даже пошутил про последнее издания
23:27
происхождение а происхождение видов путём естественного отбора и целая куча
23:32
всяких других
23:38
путей так это я порекомендовал прочесть теперь такой вопрос
23:46
которые не все отдают себе отчёт как на него ответить почему собственно Такой
23:53
ажиотаж даже до сих пор даже до сих пор
23:59
не стихают страсти вокруг иде Да и может сколько угодно найти современных
24:05
средствах массово информации всяких там заголовков типа теория да
24:11
опровергнута новое открытия британские Учёные доказали что
24:16
Дарвин был неправ и всё вот это вот считается что это привлекает читателя
24:22
чивит зало
24:30
пожалуй никакая другая научная теория придуманная в X веке
24:37
скажем не вызывает такого бурление страстей вокруг себя Почему что
24:42
такого-то повидимому дело следующем основная причина много на самом можно предложить
24:50
разных причин но как мне представляется основная при
24:57
выхо человечество был известен только один один способ возникновения сложных
25:03
объектов которые выглядят так как будто предназначены для выполнения какой-то цели какой-то функции и Этот способ был
25:11
Разумное проектирование разумный дизайн вот человек может спроектировать какое-то сложное устройство механизм и
25:17
сделать его вот будет сложный механизм никакого другого способа создания сложных механизмов человечество не
25:25
знало и поэтому поэтому сложность и
25:31
разнообразие живой природы воспринимались большинством философов думающих людей
25:38
Биологов натуралистов воспринимались как самое
25:43
убедительное и бесспорное доказательство божественного сотворения
25:49
мира божественного вмешательства это направление
25:55
философской мысли называлось естественно
26:00
есви и описва это примерно
26:06
так Миха Васа это таки
26:12
слова создатель оставил нам две книги
26:18
писания одно из них это священное писа
26:28
вести а другая Книга — это книга природы которая демонстрирует нам Величие
26:35
создать и так думали очень логи и соответственно изучение живой природы
26:40
было воспринималось как дело очень богоугодное а фактически как чтению
26:47
священного текста думали что Изучая биологию мы приближаемся к лучшему более
26:55
полному пониманию замысла творца
27:02
сам Дарвин в молодости читал книге об этом
27:09
Вот это британский философ ульм ли который один из самых ярких
27:14
представителей этого философского направления он написал книгу под
27:20
названием и да читал был под большим впечатлением самая известная метафора из
27:27
этой книги связано с часами часовщиков Наверное вы знаете но я напомню
27:36
рассуждение такое Представьте себе что вы идёте по дороге по полю по
27:42
какому-нибудь и вдруг видите ли на дороге лежат
27:48
часы Вот вы разглядывает часы такой сложный механизм предназначенный для
27:56
определённо функции показы время и в НМ много деталей которые все очень аккуратно друг другу приг и ни одна
28:03
деталь без других деталей не имеет никакого смысла и работать не будет только всё
28:08
вместе Можем ли мы представить себе что эти часы возникли как-то сами собой в пыли случайно Конечно же нет если мы
28:16
видим часы то мы можем сделать логическому заключение что существует
28:22
Часовщик который э сдел Это очевидно тепер пори
28:31
Олю устроена гораздо сложнее совершеннее инее чем вот эти несчастные часы как же
28:38
мы можем предполагать что живые существа возникли случайно раз их существование доказывает нам
28:46
существование Великого творца часовщика который это сделал э логика
29:00
[музыка]
29:06
Хотя надо сказать что времени начинал свою
29:14
работу века других естественных науках както например физике астрономии уже от
29:20
таких взглядов начали [музыка]
29:30
пла разработал теорию Солнечной системы и написал об этом толстую книгу в
29:35
которой ознакомился Наполеон и Легенда гласит что Наполеон спросил лапласа Ну всё это
29:42
хорошо Вы тут всё написали всякие формулы А где же вашей теории Бог на что
29:50
лаплас якобы ответил Я не нуждаюсь в этой
29:56
гипотезе тако шокирующее заявление
30:02
физики могли уже себе позволить вво половине века биологи не могли биологи
30:08
без этой гипотезы не
30:14
могли и что сделал Дан как раз
30:19
показал биологи тоже могут суст
30:30
с обеспечить самопроизвольное создание автоматическое развития сложных объектах
30:38
которые выглядят так как будто они нарушено спроектированы для выполнения
30:44
какой-то цели какой-то функции и после
30:51
этого сви
30:58
на противоположно То есть если раньше это было как приближение к Богу и
31:03
чтение некого священного писания то после Дарвина всё развитие биологической
31:10
науки стало Как наоборот уводить учёных Всё дальше от идеи о божественном
31:17
сотворении потому что новые факты подтверждали Дарвина а не творение раз
31:22
за разом и получалось так что действительно
31:31
действительно сонно неза привлекать сверхъестественные силы для объяснения вот этого удивительного совер
31:36
разнообразие живых существ Вот именно этого никогда не простят дарвину религиозные фундаменталисты
31:44
поэтому страсти до сих пор народ не устаёт дедушку
31:56
дать ционного механизма что собственно Да
32:07
предложил Я попробую сделать это не теми словами которыми пользовался сам Дарвин
32:15
а другими которые пользуются современным цини в частности вот Чар Дон очень любят
32:23
такую терминологию это позволит нам бы свежим
32:28
взглядом Взглянуть на э на эту идею механизм объекты которые способ
32:36
эволюционировать пор часто называют реплика Что такое репликатор репликатор
32:44
это объект который обладает четырьмя свойствами пер из этих свойств это способность к размножению то есть объект
32:51
должен мм способом обеспечить производство собственных копий спом например а путём химического
33:01
катализа Вот такая вещь как автокатализ например то есть какое-то
33:06
вещество катализирует химическую реакцию в результате которой получаются новые молекулы этого же самого
33:13
вещества можно сказать что это вещество молекул этого вещества
33:19
производит копии самих себя это можно рассматривать как ме
33:25
размножить второе второе обязательное свойство реплика это
33:30
изменчивость Это означает что копии не должны быть абсолютно иденти они должны
33:36
хоть иногда хоть немножко чем-то отличаться то есть копирование должно быть абсолютно
33:41
точ какие-то неточности обязательно должны иногда быть это
33:47
изме третье очень важное свойство реплика называется на
34:00
обро призна НВИ вот те самые черты самы индие
34:08
особенности которые возникают в рамках изменчивости ошибки копирования которые
34:14
возникают в процессе размножения они тоже должны наследоваться вот это называют наследственностью
34:26
именно и тоже самое другими словами изменчивость должна быть хотя бы отчасти
34:32
наследствен бывает же и не наследствен изменчивость не все признаки организма обязательно
34:41
наследуются здесь можно вместе спросить а Бывает ли вообще в принципе такие объекты у которых есть
34:49
размножение есть изме
34:58
один из примеров приводит в своих книжках тоже р Донс это горение язычки
35:05
пламени можно зажечь спичку там от спички зажечь свечку от свечки зажечь ещ
35:11
свечку и так далее или во время лесного пожара огоньки зажигаю другие огоньки
35:19
жаю это вполне вполне ноже
35:28
быть наме разного цвета в зависимости от того от химического
35:34
состава топчи Но вот наследственности в этой
35:40
системе нет потому что цвет язычка потомка огонька
35:48
потомка совершенно не зависит от цвета язычка лади
35:58
химического состава горючего материала соответственно размножение
36:04
есть изменчивость есть а вот наследственности нету огоньки передают
36:09
друг другу только свои обще родовые свойства свойства быть огоньком но не свои индивидуальные особенности значит
36:16
наследственности Нет этот объект не является репликам и не может
36:22
эволюционировать е один пример кото в которой есть
36:29
размножение и изме нет наследственности
36:35
Это пример име отношение име некоторое отношение к те
36:41
происхождени жизни кото лежит за нашего курса так называемая
36:47
реакция это знаменитая каталитическая реакция в ходе которой
36:59
Прим эта реакция катализируется собственными продуктами вот этими сахара которые образуются в
37:06
ходе этой реакции но при этом да И при этом
37:12
получается смеси огромного количество самых разных Саха но при этом состав этой смеси
37:21
практически зае имен
37:26
ези В этой системе размножения есть в каком смысле
37:31
молекула Сахаров катализирует производство новых молекул Сахаров из
37:36
фор альдегида они как бы размножаются используя фор альдегид в качестве можно
37:42
сказать пищи размножение есть изменчивость тоже есть потому что сахара получаются
37:49
разные а вот насле
38:01
широкого спек других Сахаров ЕС была такая ситуация что молекулы рибозы
38:07
избирательно катализируют синтез других молекул рибозы иногда происходит мутации
38:13
случайна ошибка врете которой вместо рибозы получается глюкоз и молекулы
38:18
Глюкозы будут уже катализировать синтез молекул г
38:29
Роя если бы другие условия выполнены были но так как есть в этой системе нет
38:35
наследственности кстати говоря на основе этой реакции были попытки разработать
38:43
метод получения пищи для космонавтов
38:48
длительных каких-то межзвёздный полётах Потому
38:53
чтоль это такое широко распростра во Вселенной вещество о есть даже в
39:01
меном пространстве если можно было из формальдегида
39:07
изготавливать в нужных количествах съедобные сахара какие-то углеводы для
39:13
людей это было бы полезно но вроде пока не удалось приручить эту
39:20
реакцию
39:28
Саров многие из которых просто-напросто недо токсичны и укротить как-то
39:34
стабилизировать эту реакцию чтобы она производила только съедобно подходящее для человека
39:41
сахара оказалось очень трудно Вот пример система в которой есть
39:47
размножение есть изменчивость но нет наследственности это не репликатор
39:57
последнее условие которое необходимо чтобы выполнение котором необходимо для
40:02
того чтобы объект можно было назвать репликам и чтобы он мог цини подано а четвёртое условие состоит в том что хотя
40:09
бы Некоторые из наследственных различий должны влиять на эффективность
40:20
размножения или что тоже самое влияет на приспособленность приспособленность я об
40:26
этом скажу уже приспособленностью в общем первом приближении можно считать именно эффективность
40:35
размножения Я говорю эффективность размножения а не скорость размножения потому что эффективность Это несколько
40:43
Точнее можно быстро размножаться производить очень много потомков но эти потомки будут например слабые
40:51
мазне ини из ни
40:57
будет свидетельство высокой приспособленности Поэтому лучше
41:02
оценивать приспособленность не по количеству потомков А например количество вну это будет более надёжная
41:10
мера поэтому я стараюсь говорить эффективность размножения а не скорость
41:16
размножения так вот соответственно вот четыре условия которые должны выполня
41:27
заметить что для жизни которая была искусственно
41:32
создана каким-нибудь разумным существом в принципе хватило бы одного первого пункта способности к размножению Но для
41:39
жизни способной к саморазвитию нужны все четыре объекты которые обладают этими
41:46
свойствами чит называются репликами как я уже сказал и другими словами тоже самое что
41:56
я вам сейчас рассказал можно
42:01
сформулировать например так как здесь написано наследственная изменчивость плюс дифференциальное размножение Это
42:09
примерно тоже самое дифференциальное размножение имеется в виду что организмы
42:15
размножаются дифференцированно в зависимости от своих наследственных свойств кто-то размножается эффективнее
42:20
кто-то размножается хуже и ров
42:27
из большинства учебников изменчивость наследственность отбор вот этот четвёртый пункт Некоторые
42:35
из наследственных различий должны влиять на приспособленность он по сути дела соответствует понятию естественный
42:46
отбор Вот вот здесь Я попытался сформулировать
42:59
в
43:04
одно способом сост производст соб копий это называется
43:10
размножение коро является абсолютно точ этова изво но ВС же достаточно точ чтобы
43:17
в череде поколений происходила устойчиво воспроизведение
43:26
с если наконец какие-то из наследственных различий влияют на эффективность размножения это называется
43:32
естественный отбор то такой объект является полным репликам который не только может но и обязан
43:38
эволюционировать по
43:44
Дане автоматически если выполняются эти четыре
43:50
свойства среди вот множество размножающихся объектов будет становиться больше
43:57
таких Чьи наследственные свойства обеспечивают более эффективное размножение те объекты Чьи
44:03
наследственные свойства обеспечивает менее эффективное размножение соответственно их количество
44:10
будет относительно количество будет уменьшаться Вот это собственно и есть основа ционного
44:20
процесса Теперь мы перейм сразу
44:28
чет из этих чех ключевых событий в истории биологии которых я
44:34
упоминал К тому моменту когда была расшифрована структура
44:39
ДНК это эпохальные события произошло в 1953
44:46
году как вы знаете Крик расшифровали структу
44:58
Согласно легенде фн после того как
45:04
они поняли структу дн воск мы открыли главную Тай
45:12
жизни Вот почему собственно он так обра что такого выдающегося было в этом
45:19
открытии Ну поняли Как устроена молевой сза бы
45:27
чтото хоть тройная з Величие хорошо те
45:33
будем знать структу Но почему главная тайна жизни сейчас
45:40
попробуем
45:47
разобраться моменту расшифровки структуры ДНК уже
45:57
в Моле дн до этого были ещ версии Что может быть
46:05
белки являются веществом наследственности Ну уже было известно что
46:13
Гены находятся в хромосом это уже было понятно что они расположены в хромосомах
46:18
линейно и было известно что хромосомы состоят из дн и белков Вот именно дн или белок являются
46:27
носителем наследственной информации тут какие-то сомнения были но
46:32
к к моменту работы воно Крика было уже показано что всё-таки ДНК это было
46:38
сделано в ходе экспериментов с меченым вирусами
46:48
бактериофагами которых метили радиоактивными метками либо с помощью радиоактивных изотопов сера либо фосфора
46:55
и соответственно можно было получить таким образом вирусную частицу
47:01
которой радиоактивной меткой помечены либо белки либо
47:07
ДНК Почему Потому что сера входит в состав белков но не входит в состав ДНК
47:13
фосфор наоборот входит в состав ДНК но уходит в состав белков очень просто Элегант И после этого зажали
47:20
бактериальные клетки вируса не смотрели Что именно попадает в бактериальную клетку
47:28
что Т подает толь Виру не попадает вирус повну клетку оказывается
47:36
достаточно чтобы создать много новых много новых вирусов нох вирусных частиц
47:42
Следовательно вся информация вируса записа белки не нужны
47:48
для этого
47:57
вещество наследственности но было неясно следующее во-первых Каким образом
48:02
наследственная информация содержащаяся в ДНК копируется Перед каждым клеточным делением Ведь ясно же что когда клетка
48:08
делится в каждую дочернюю клетку должна попасть вся наследственная информации то есть информация должна копировать должна
48:15
размножаться как это происходит было непонятно И вообще Каким образом ДНК
48:21
обеспечивает выполнение всех условий необходимых для Эволюции Пользуясь вот
48:27
введенными терминами можно сказать проблема заключалась в том
48:36
что биологи понимали если дарвинов теория эволюции генетическая теория
48:42
эволюция верна то ДНК должна обладать свойства репликаторы она должна быть
48:49
как-то так устроен чтобы соответствовать всем критериям
48:55
реплика если бы оказалось что ДНК такими свойствами не
49:00
обладает из этого бы повидимому следовало что эволюция
49:07
невозможна был неправ Это был как раз один из моментов когда эволюционная теория проходила
49:15
серьёзное испытание тически могла бы и быть опро
49:21
на этом эк
49:27
то что там спираль спирали это детали главное что Они открыли это так
49:32
называемый принцип комплементарности то есть то что
49:39
молекула ДНК состоит из двух нитей каждый из которых это
49:46
полимер состоящий из тих чех
49:51
типов соответственно
49:58
н и напротив аденина в одной цепи всегда
50:04
должен стоять мин другой напротив
50:12
соответственно одной це всегда нуть и больше никак
50:27
расположением зарядов и способность образовывать водородные связи Вот так они друг к другу подходят и благодаря
50:34
этому принципу комплементарности получается что каждый из двух нитей ДНК
50:40
фактически кодирует в себе противоположную нить то есть содержит
50:46
всю необходимую информацию для того чтобы можно было воссоздать противоположную
50:51
комплементарную нить Вот вот этот принцип комплементарности и принцип
50:58
специфического спаривания вот что глав главный момент который открыли
51:06
крик и когда они открыли структуру дн они написали
51:12
опубликовали свою Эпоха статью списанием этой структуры дн и в конце этой статьи
51:20
они сдела
51:29
вызывай в исто биологии больших не вот э
51:35
фраза от нашего внимания не ускользнула Пит представьте себе это два молодых
51:43
очень амбициозных таких молодых учёных полных
51:55
всяких де Величайшее открытие стиль какой от нашего внимание
52:02
значит не ускользнула что специфическое спаривание которое мы постулировать
52:11
предположить что вот здесь я студентов обычно пытаюсь заставить угадать
52:18
окончание этой фразы иногда они угадывают иногда нет Есть иде
52:28
Ну почти значит принцип специфического спаривания принцип комплементарности
52:34
которую мы постулировать сразу позволяет
52:41
понять ну что
52:47
что ну это уж очень далеко глядите а
52:59
воспроизведение Вот это ближе всего Да вот окончание этой фразы возможно
53:04
механизм копирования генетического материала просто-напросто стало понятно
53:10
Каким образом эта молекула размножается Каким образом она является
53:18
репликатор нити
53:25
можно нити и поскольку каждый из этих нитей содержит всю информацию для построения второй нити значит можно
53:32
построить на каждой нити вторую нить как на матрице соответствие записанной в не
53:41
информации и таким образом оказалось что молекула ДНК
53:47
устроена именно как репликатор она устроена Так что и ей очень легко
53:55
размножаться а все остальные все остальные свойства
54:13
репликатор изменчивость изменчивость логически выводилась из того что ну во-первых уже
54:20
было
54:27
может точно иногда нетт но должны возникать
54:32
какие-то в ходе копирования очки и напротив адено станет не тимин а
54:38
какой-то другой нуклеотид и такая ошибка мутация она будет передаваться по наследству она
54:45
будет наследоваться следующий копии счита этой ни
54:57
наследственность тоже Наверняка есть потому что если у нас цепочке ДНК нуклеотид
55:05
Заменил на другой то это изменение будет наследовать ну и
55:12
последнее четвёртое влияние наследственных различий на эффективность
55:18
размножения тоже было логически
55:26
одет наследственные свойства организма более-менее все ну сейчас
55:34
приходится делать уже кое-какие оговорки там есть и кое-какие
55:41
другие механизмы наследственности львина до наследствен свойст организма вс-таки
55:46
определяет ДНК ираз
55:59
эв его ноже Ида каких-то особых доказательств таким
56:06
образом просто-напросто открытие Крика показало что да земная жизнь основана на такой
56:14
молекуле которая является репликам соответственно дарвино эволюция просто
56:19
не может
56:26
эволюционировать подар учёные любят когда всё сходится
56:33
подтверждается и собственно говоря вот с
56:39
момента расшифровки структуры
56:44
ДНК не один серьёзный вменяемый биолог
56:50
в в реальности эволюции и правоте
56:57
в реальности даско механизма не сомневался остались там мелкие доделки которые ещ
57:06
нужно было сделать например расшифровать понять реальный механизм размножения
57:11
ДНК кри только так сза полироли теоретически как это в принципе может происходить нужно было показать как это
57:18
на самом деле происходит и оказалось что так и происходит репликация дн плее двойная
57:25
спираль и на каждой из двух нитей в соответствии с принципом комплементарности достраивается вторая
57:31
нить и получается две одинаковые двойные спирали
57:42
вот завершая вот это вот вводное знакомство с репликаторы я
57:50
расскажу об одном из таких нетипичных репликатор
57:58
чтобы ну во-первых чтобы бы Вы лучше почувствовали смысл этого понятия
58:03
вовторых Чтобы показать что не всякий репликатор способен обеспечить
58:10
длительные и интересное эволюционное развитие для этого должны выполняться
58:16
ещё ряд условий Ну в частности возможно изменчивости реплика
58:25
могут быть разные могут быть такие репликаторы у которых очень мало степеней свободы
58:31
которые могут меняться только вот там так так и так и всё допустим два-три варианта а всё
58:38
остальное несовместимо с жизнью то есть диапазон возможно изменчивости очень мало и понятно что такой репликатор он
58:45
будет чуть-чуть эволюционировать Может быть но в очень узких пределах и ничего
58:51
интересного не породит
58:57
вот есть такое интересное явление которое называется
59:03
прионы там была целая драматическая история их
59:12
открытия Прошу прощения кстати говоря книжка вот здесь продаётся многоликий
59:18
вирус называется очень хорошая популярная книжка про вирусологи там вот в крах
59:25
описана история крыть этих прионов драматических значит что это такое
59:30
прионы — Это инфекционные агенты которые ведут
59:35
себя как Ну практически как вирус то есть они заражают э новые организмы
59:43
вызывают заболевания нейродегенеративные заболевания связанные с разрушением
59:48
нервной системы смертельные заболевания но только
59:57
Ну хотя это инфекционные агенты тем не менее не удавалось их
1:00:03
долгое время выделить потому что сначала были исключены бактерии
1:00:08
оказалось что это не бактерии проходят через бактериальные Потом оказалось что это и
1:00:14
не вирусы что-то ещё более маленькое оказалось что это
1:00:20
просто белковые молеку это
1:00:27
белка кото вет себя Нейро их мембранах
1:00:35
есть мас всяких белков в том числе один из них белок который называется прий
1:00:42
белок Он выполняет какую-то функцию не очень понятно Какую на мембране
1:00:48
Нейро и вс хоро
1:00:57
све неправильну мерную структуру надо напомнить что белки
1:01:04
представляют собой полимеры из аминокислот есть 20 разных аминокислот и
1:01:09
вот они в разной последовательности соединяю цепочку это вот будет белковая молекула но она не в виде нити работает
1:01:17
а она сворачивается в ту или иную трёхмерную
1:01:25
для многих аминокислотных последовательно для многих белковых молекул в принципе
1:01:32
Возможно не один а большее количество разных вариантов вот этого
1:01:37
[музыка] сворачивая И вот приёмный
1:01:43
белок может если вот организму не повезёт может по ошибке свернуться
1:01:49
неправильно таким образом что он превращается вот в этот самый прион
1:01:59
такой неправильно свёрнутый прионы Лок прион он обладает свойствами Ну не совсем репликатор он
1:02:07
может размножаться для начала Каким образом Он заставляет другие молекулы
1:02:13
примного белка тоже принимать вот эту неправильную конфигурацию и начинают расти такие
1:02:26
нер клет и в конце концов выводит е из строя То есть можно сказать что прионы
1:02:33
размножаются производят копии самих себя используя в качестве Как бы пищи
1:02:40
нормальные молекулы ного белка они уберут эти молекулы и заставляют их свернуться по-другому свернуться также
1:02:47
как они сами превратиться в
1:02:52
прио Ну вот здесь показано схематично пространственная
1:03:00
конфигурация нормального приго Бека и патологическая
1:03:06
конфигурация когда этот белок превращается в Смертоносный
1:03:11
прион и эти прионы заражают Новые нервные клетки
1:03:18
распространяются по не [музыка]
1:03:28
точнее расшифрованы природо этих природных болезней в связи с изучением странной инфекционной болезни
1:03:35
которая была обнаружена у коренного населения Новой Гвинеи
1:03:42
у народности живущих в центральной части Новой Гвинеи у которых было
1:03:50
распространено распрост традиция каннибализма они
1:03:56
умершего родственника Ну торжественно собирали все сем готовили и съедали такой
1:04:03
обычай с они таким образом оказывали дань
1:04:09
уважения родственнику и в принципе в хорошо приготовленном состоянии уши родственник не
1:04:16
представляет опасности но пока женщи
1:04:26
сказать умершего дедушки и вот тут происходило заражение прина через какие-то рамки на коже и так далее И
1:04:34
когда удалось объяснить этим местным жителям что традиции у них не очень
1:04:40
хорошие чтобы они Придумано что-нибудь другое в качестве похоронного обряда
1:04:45
себе И когда прекратился этот каннибализм то и заболева смерте
1:04:54
боле сразу а ну снизилась сошла на
1:04:59
нед вот таким образом
1:05:06
значит рион — это вот белковая молекула которая может размножаться используя в
1:05:13
качестве пищи молекулы нормального природного белка
1:05:19
недавно оказалось что у прионов есть и нечто похожее на наслед
1:05:27
изменчивость То есть по-видимому у них есть не один вариант неправильного патологического сворачивания а несколько
1:05:35
и каждый такой вариант будет превращать приёмные белки
1:05:42
в копии самих себя то есть то есть существует некое
1:05:49
наследствен изменчивость иногда очень редко данный вариант риона может
1:05:57
ошибке породить другой вариант прина и т уже будет производить копии самого себя
1:06:04
есть в небольших пределах есть наследствен изменчивость у этой
1:06:09
системы и выяснилось даже что это позволяет Прим немножко эволюционировать
1:06:15
по действиям естественного отбора и даже приспосабливаться в определённых
1:06:26
раз хозяева они меняются они эволюционируют Но конечно возможности эволюции этих
1:06:32
прионов невелики в силу того что Измени ограничено в отличие от молекулы ДНК
1:06:40
которая может меняться практически до бесконечности То есть
1:06:46
существует совершенно невообразимое число вариантов дально
1:06:55
в случае прионов изменчивость очень ограничено существует вот какое-то количество вариантов неправильного
1:07:01
сворачивания приго Белка
1:07:07
и и по-видимому естественный отбор у прионов является одноразовым То есть он
1:07:13
работает с единичными мутацией постепенного накопления последовательных
1:07:20
мутаций там не происходит но тем мене
1:07:25
тоже репликаторы которые чуть-чуть в очень небольших пределах могут обеспечивать дас эволюцию без участия
1:07:42
генов мы продолжаем разбираться с базовыми понятиями
1:07:47
и рассеивать так сказать широко распростра заблуждение чтобы у нас была
1:07:53
правильная основа Для более глубокого знакомства с
1:07:59
эволюцией значит очень сложный запутанный вопрос Это соотношение
1:08:05
генотипа и фенотипа то есть наследственная информация которая записана в ДНК данного организма
1:08:13
и х признаков и свойств организма достаточно сложно дать строгое
1:08:19
определение что такое
1:08:24
фно сытое определение на это есть причины как-нибудь может Расскажу потом
1:08:31
в ЧМ они состоят Но значит фенотипом давайте будем считать Совокупность всех
1:08:38
признаков свойств организма какие мы только можем
1:08:44
придумать вот как же соотносится наследственная информация и тот организм
1:08:49
который на основе этой наследственной информации Вот получается
1:08:58
понятно что совершенно неправильно было бы думать что весь фенотип полностью
1:09:03
определяется генотипа вот я схожу в Гусь у меня
1:09:09
генотип другой будет а гены те же
1:09:16
самые Вот это самые философский
1:09:24
лубом устроил Мир Вот точечки — это всякие объекты
1:09:31
события явления а линии которые их соединяют это причинно-следственные
1:09:39
связи То есть я хочу сказать что у каждой у каждого следствия как правило
1:09:45
куча причин у каждой причины куча следствий всё это переплетается сложным образом и ничего
1:09:51
не разберёшь крана
1:10:00
[музыка] точ какое-то явление которое нас в
1:10:08
данный момент интересует мы пытаемся понять его причине вытащить из этого лубка какие-то
1:10:15
отдельные линии которые в состоянии
1:10:25
в этом кошмарном клубке выделить хотя бы некоторые линии причинно-следственной
1:10:36
связи и дело как правило осложняется тем что влияние различных причин на
1:10:43
следствия не складываются просто а являются слож об
1:10:55
причина А может влиять на то как причина B влияет на следствие C и там далее
1:11:02
какая-нибудь причина D может влиять на то как а влияет на влияние B на C и так
1:11:09
далее То есть всё переплетено и запутано в генетике когда Ген а влияет
1:11:17
на то как Ген B влияет на признак с Вот это явление имеет специальное название
1:11:23
кто-нибудь знает Ну почти не совсем это называется
1:11:30
эпистаз э
1:11:38
вот и в связи с этим такое е философское
1:11:47
отступление Нам биологам очень часто приходится сталкиваться с агрессивной
1:11:52
критикой когда обвинят том что чему-нибудь там биологи вот стоит
1:11:58
например выступить како лекций по психогенетике
1:12:05
по влиянию генов на психологические какие-то характеристики людей
1:12:11
обязательно вас будут обвинять в так называемом редукционизм
1:12:27
рудное ругательство сечас такое биологист
1:12:39
биологи дело в том что мы на самом деле не сводим многообразие скажем человеческих
1:12:46
проявлений к биологии мы среди ност ВХ при
1:12:55
наше поведение в том числе есть и генетические причины в том числе как а
1:13:02
один из фактор и то есть наука занимается тем
1:13:09
что выявляет вот эти взаимодействия между причинами и следствиями по одному начиная с самых
1:13:15
толстых вот этих стрелочек соединяющих причину со следствия то есть самых сильных причинно следственных связей Мы
1:13:23
никогда не выявим все до конца но Разумеется нам Всегда приходится
1:13:28
иметь дело с упрощенных статей — это некое
1:13:35
исследование которое показывает что а влияет на б вот провели сложные
1:13:42
эксперименты получили Грант провели экспериментов потратили 5 млн долларов и показали что а влияет на
1:13:51
Б Но при этом учёные вовсе не хотят сказать что определяется только А и больше ничем
1:13:58
вообще они также не хотят сказать что А кроме ни на что не больше не влияет они
1:14:05
просто хотят сказать что среди множества возможных причин которые влияют на есть
1:14:10
в том числе причина а и
1:14:16
всё Ну и конечно
1:14:24
в ре особенно велика Поэтому в принципе Конечно можно
1:14:31
всегда К любым утверждениям которые я буду тут озвучивать можно всегда про
1:14:37
любое из них сказать что Это упрощение в действительности всё гораздо сложнее это
1:14:42
будет практически всегда правда но это неизбежно так работает наука по-другому
1:14:49
невозможно изучать мир коне ща но становится
1:14:56
ВС точнее ВС сложнее и вс ближе к к идеалу к точному описанию реальности
1:15:08
которая в целом недостижима вот ну теперь более
1:15:14
конкретно о соотношении генов и
1:15:21
признаков прежде всего нужно помнить когда биологи говорят о признаках они
1:15:28
почти всегда имеют в виду не признак вообще А какие-то
1:15:35
различия различия по которым какие-то вещи которыми один
1:15:41
организм отличается от другого вот что тако признак вообще это непонятно Мы с ними не работаем
1:15:55
организма глаза Вот это признак тогда количество глаз у этого у
1:16:01
этого А если признак у всех одинаковый Это вроде
1:16:07
как-то даже и не признак и мы не можем подступиться к его изучению То
1:16:12
есть когда мы говорим фенотипический признак мы по умолчанию
1:16:28
прия полу искусственно с лучи радиации мушку дфи родила потомков
1:16:38
мутантов у которых стабильные
1:16:43
признаки изменились получили искусстве тогда можно говорить о
1:16:53
при В какой мере от среды или что примерно тоже самое В какой мере признак
1:16:59
является врождённым В какой мере он является приобретённый то мы на самом деле имеем
1:17:05
в виду следующее В какой мере изменчивость по этому признаку определяется
1:17:12
вариабельностью генов А в какой мере Она обеспечивается вариабельностью среды
1:17:26
то есть надо всегда помнить что каждый признак организма и организм в
1:17:32
целом развивается в результате сложного взаимодействия генетических факторов и
1:17:39
средовых факто и ещё часто забывают о том что
1:17:46
кроме влияния генов влияние сре кажы призна существует
1:17:55
просто
1:18:02
Стаха есть на самом деле три типа изменчивости можно выделить об этом чуть
1:18:07
позже наследствен изменчивость рядовая изменчивость и стохастическое
1:18:14
из изменчивости подвержены большинство сво
1:18:25
вобще в принципе ни при каких обстоятельствах не подвержен
1:18:32
изменчивости и даже теоретически не может быть изменён большинство сво подвержены
1:18:39
изменчивости и практически всегда когда мы имеем дело с каким-то признаком
1:18:46
оказывается что изво
1:18:53
призна организмов разные Гены то есть эти различия отчасти генетически
1:18:59
обусловленные наследственные врождённые а отчасти эти различия объясняются
1:19:04
разными условиями среды ну и наконец отчасти просто
1:19:13
стохастика И на самом деле между врождёнными приобретённым признаками чёткую границу провести очень трудно это
1:19:21
такой сложный философский вопрос на котором все спотыкаются и биологи в том числе потому что многим кажется что это
1:19:27
чёткое различие Ну как же вот этот признак там цвет глаз — это признак врождённый а знание таблицы умножения —
1:19:35
это признак приобретённый разве нет вот на самом деле
1:19:42
нет На самом деле и на цвет глаз факторы среды могут повлиять в ходе
1:19:48
развития и на знание таблицы умножения Гены очень даже тоже могут влиять
1:19:57
все признаки практически все осмысленные признаки с которыми Мы работаем они
1:20:03
имеют какую-то наследственную составляющую какую-то средою составляющую то есть являются отчасти
1:20:09
врождёнными отчасти
1:20:16
приобретён Ну вот например я упомянул про призна количества Лаз Мы изучаем
1:20:23
популяцию животных у всех представителей которых
1:20:28
по два глаза то в этом
1:20:33
случае вопрос о том какими генами определяется
1:20:44
двуглазка мы не получим каких-нибудь мутантов с иным
1:20:53
количеством бывает циклопия так называемая голопрозэнцефалия такая такое
1:21:00
наследственно врождённое уродство
1:21:05
когда у людей тоже это бывает или вот как здесь показано это
1:21:11
порон один глаз среди головы Вот найдя таких мутантов уже
1:21:18
можно да посмотреть От каких генов зависит наличие именно двух глаз а не
1:21:26
одного то есть находим такого поросёнка и смотрим
1:21:31
где у него в каком Гене у него произошла мутация какой Ген у него изменился по сравнению с нормальным глазным
1:21:37
поросёнком и в итоге мы можем прийти мы можем найти этот Ген может оказаться что
1:21:43
это такой известный Ген регулятор развития который называется Sonic в честь героя компьютерной
1:21:51
игры знаете была и
1:21:57
об этом ге если успеем мы е на последующих лекциях будем говорить
1:22:03
вот действительно некоторая мутации этого Гена или тех генов которые
1:22:09
регулируют работу этого Гены взаимодействуют с ним могут приводить как раз вот к такому отклонению развития
1:22:15
к
1:22:23
циклопе пресс появляются заголовки найден Ген
1:22:38
двуглавая значит если мы обнаружили что мутации в данном Гене могут приводить к
1:22:47
одноглазое вывод из этого факта состоит в том что вот мутации
1:22:55
одно для дгз необходима нормальная работа
1:23:02
гено Вот пример неверного выдала необходимо и достаточно иметь
1:23:07
нормальный Ген абсолютно недостаточно чтобы
1:23:13
развился нормальный глазый фенотип ну должна нормально
1:23:23
разви для чтобы развитие вообще дошло до той стадии когда формируются
1:23:32
глаза также неверно было бы сделать вывод из этого
1:23:38
что возник в ходе эволюции для того чтобы обеспечить на двумя глазами совершенно отсюда не следует даже не
1:23:45
обязательно Вер являтся Утверждение
1:23:53
что на самом деле этот Ген действительно э участвует в развитии глаз он очень
1:23:58
многофункциональный это такой сигнальный белок который просто м используется для передачи сигналов между клетками
1:24:05
развивающегося организмом но э именно в случае с
1:24:11
одноглазое там история э состоит по-видимому в том что Ген сник
1:24:18
хок необходим для правильной для м правильного разделения переднего мозга
1:24:24
полушария А уже к этому подвешиваются другие генетические процессы связанные с
1:24:29
формированием двух нормальных половинок лица симметричных ответственно двух глаз
1:24:37
и если это процесс нарушен разделение переднего мозга то нарушается и
1:24:42
формирование лица и вот может получиться такая аномалия
1:24:56
изучени скажем того же поведения человека
1:25:02
распространена такая Легенда что биологи генетики представляют себе
1:25:09
соотношение генотипа фенотипа вот так показано этом рисунке один Ген один
1:25:15
признак изменился
1:25:23
ген Следовательно произошла мутация в Гене на самом деле генетики так не
1:25:30
думают уже очень давно уже первые создатели современной генетики
1:25:36
уже понимали что это конечно же что всё гораздо сложнее на самом деле что вот
1:25:42
так не бывает почти никогда за исключением некоторых таких специальных вот подобранных ситуаций особых случаях
1:25:50
которые удобно изучать Но которые в природе встречаются крайне редко
1:25:55
значит признак проблема первая сложность первая называется вот
1:26:02
как здесь правильно заметили тропность
1:26:08
множественность эффектов генов то есть один Ген может влиять и как правило
1:26:13
влияет на много разных признаков то есть одна какая-нибудь мутация изменение
1:26:19
какого-нибудь одного ге приводит мени сразу нескольких многих
1:26:25
признаков организма вторая сложность
1:26:34
мультигейн как правило влияет не один Ген а значительно больше их
1:26:41
число к сходным изменениям признака могут приводить разные изменения на
1:26:47
генетическом уровне Ну простейший какой-нибудь пример Ну вот смотрите например чтобы
1:26:53
[музыка] организм допустим кани животное кото но имет рю окраску РНУ окраску имеет за с
1:27:01
пигмента меланина синтез меланина осуществляется каким-то количеством там
1:27:07
десятком ферментов которые последовательно катализируют химические
1:27:12
реакции Значит каждый фермент кодируется
1:27:17
одним геном
1:27:27
с есть
1:27:33
э исчезает чёрный окрас а мутации обеспечивающих такой ческий
1:27:39
эффект может быть много раз значит
1:27:45
генно эпистаз о котором
1:27:53
я на то как другие Гены влияют на
1:27:59
признаки вот эти красные стрелки Ну и
1:28:06
конечно как я уже говорил факторы среды среды в которой происходит развитие
1:28:12
организма тоже влияет на практически все без исключения фенотипические признаки
1:28:17
Итак каждый признак — это некое следствие которое находится в
1:28:23
таком вот наме пересечения множество разных причин
1:28:29
как генетических так и средовых и распутывать этот клубок
1:28:34
достаточно трудно Ну немножко забегая вперёд
1:28:45
ещё нужно сказать что вот эта неоднозначность и сложность соотношения
1:28:50
фенотипа и генотипа она во многом объясняется тем что Гены Вт не непосредственно на призна они влияют на
1:28:57
ход развития организма на развитие признака
1:29:02
онтогенезе и с этим обстоятельством связано очень
1:29:08
много всяких сложностей и хитрости о которых может быть будет отдельная лекция Я надеюсь Вот это знаменитый
1:29:15
генетик середина X века нари такую кото по
1:29:24
по учеб переходит кото он попытался На этой
1:29:29
картинке передать своё понимание того как Гены на самом деле влияют на фенотип
1:29:38
вот этот шарик это клетка скажем одна из клеток развивающегося эмбриона развитие
1:29:45
эмбриона начинается с того что все клетки являются так называемыми рентми
1:29:53
клетка то есть каждой из этих клеток Ну не у всех животных но у некоторых я не буду сес даваться дета у нас с вами
1:30:00
например плюрипотентные клетки каждая такая клетка может стать
1:30:07
Может в итоге дать начало и мышцам и костям и нервные ткани и там
1:30:12
пищеварительной системе она может стать клеткой кишечника или мыше в общем и так
1:30:19
далее е судьба е не предопределена дальше в ходе развития клетки так или
1:30:26
иначе выбирают свою судьбу выбирают свой путь их возможности сужаются сужаются
1:30:32
сужаются в конце конв клет Уже становится например нервной клеткой
1:30:38
Обратного пути нет и
1:30:43
изобразил процесс в виде нша
1:30:55
воч и её конечная судьба то есть станет ли она там ней клеткой или мышечной
1:31:01
клеткой или клет пече зависит от того какому локу По каком развите она
1:31:07
покатится А это зависит от формы рельефа от формы этого ландшафт а форма ландшафт
1:31:14
определяется г вот примерно так это вид снизу сниу эти
1:31:21
кое ие
1:31:27
н
1:31:56
Интере шле может мся вот ну нане проблема которой я
1:32:05
говорил уже это хасти неизбежно присутствие Эмен случайности на каждом
1:32:10
этапе пути от ге призна вот об этом большинство Биологов
1:32:15
забывает кстати говоря обычно с призна одется отчасти ге отре
1:32:24
точка То есть получается что если знать геном организма если знать
1:32:31
точности в каких условиях среды он развивался можно точно сказать какой него будет Ноти на самом деле нет Есть
1:32:39
ести изменчивость и её существование можно доказать теоретически очень
1:32:46
просто известно
1:32:52
что не может быть отрегулирована с абсолютной точностью есть сложная система регуляции активности
1:32:59
генов Но они никогда не могут дать абсолютную точность
1:33:05
регуляции экспрессия Гена — Это что такое Это с с каждого Гена считывается
1:33:12
Ну сначала матричная РНК синтезируется процесс на
1:33:18
транскрипция а потом это матричная нка на которую переписана информация с Гена
1:33:24
она транслируется процесс называется трансляция в ходе которого на основе
1:33:30
генетического кода соответственно в соответстви с инструкциями записанными в данном Гене
1:33:36
стро молекула белка это называется э Гена или просто работы
1:33:42
Гена есть специальные белки которые регулируют экспрессию Гена чают выключают разные ге на стаях разви раз
1:33:58
в лет все было Моле данного белка обязательно будет получаться
1:34:04
314 потому что процессы там клетки они процессы молекулярно вде су сво
1:34:14
чесно ВС рано Бро движение молекул жи
1:34:26
одих условия немножко но будут отличаться друг от друга по количеству
1:34:32
молекул каждого Белка и соотвественно по своим свойствам по тому как они реагируют на ные
1:34:39
сигналы онтогенеза развиваю клетки заро они будут немножко
1:34:45
разны и
1:34:55
у ВС рано будут ть немножко но раз Рани очень хоро видна хаче из часто
1:35:04
на одном и том же растении у Цветков может наме ровать количество лепестков там одна генетическая программа и
1:35:10
условия развития тоже одинаковые вы Не найдёте никакой корреляции между
1:35:16
распределением
1:35:24
знаю ищ цветочек с пятью лепестками нужно съесть будет вам счастье Да вот
1:35:30
Это пример стохастическая изменчивость почему большинство цветочков у меня четыре бка но иногда бывает пять чистая
1:35:38
хасти это не Гены не среда
1:35:58
Ну действительно вот специальных исследований по сирене я
1:36:04
э не могу вам привести Но тот факт что распределение этих цветочков по
1:36:13
соцветию случайно нуно как бы свидетельствует о том
1:36:18
что это факт что это Даха какая-то а не
1:36:26
детерминированы эффекты детерминированы эффект среды В общем в тех пределах в которых мы в
1:36:33
состояни в эксперименте контролировать условия развития есть стохастическое составляющую
1:36:48
чисть Ну хотя конечно Тут уже Мы поступаем в области такой философии там
1:36:54
сейчас если бы мы знали траектория броского движения каждой молекулы в
1:37:00
клетке то наверное могли бы докопаться в каждом случае до конкретных причин
1:37:05
равинистическое
1:37:15
четыре Вот и на самом деле
1:37:25
из того что мы с вами обсудили следует что тот факт что на самом
1:37:32
деле генетически идентичные организмы скажем те жет Близнецы
1:37:40
показываются на практике очень очень похожими друг на друг это на самом деле
1:37:46
ф заслуживаю удивление это не с не падае Это
1:37:51
интересный Фато заслуживает того чтобы мы подумали А почему
1:37:56
собственно если знать как В общих чертах Как идёт
1:38:02
индивидуальное развитие Как из одной клетки развивается
1:38:08
организм и на каждом шаге вроде бы должны накапливаться случайные
1:38:19
отклонения об этом мы тоже поговорим
1:38:26
я поранить какие-то вопрос
1:38:32
какие-то непонятные моменты обрати на них внимание
1:38:38
Так здесь перечислен форма изменчивости такая грубая класификация Значит есть у нас наследственная изменчивость те
1:38:45
различия между организмами которые объяс
1:38:55
и комбина возникает изза мутации и кото возникает изза
1:39:02
перекомбинация
1:39:23
ри в теоретических работах Вот например в русской
1:39:30
Википедии говорится о модификационной
1:39:36
изменчивости е часто называют модификационная изменчивость Вот это та изменчивость которая порождается
1:39:43
различиями условия среды в русской
1:39:49
Википеди почему-то что она как правило адаптивна
1:39:55
на самом деле совершенно это не факт изменив условия среды мы можем
1:40:04
получить организм с отличающимися признаками Но эти изменения которые произойдут в
1:40:12
изменившейся среде они могут быть как полезными для организма В этой новой среде так и
1:40:19
вред и это е боль во проходит ще но некоторые организмы
1:40:27
выработали в ходе эволюции способность действительно к адаптив модификация и
1:40:34
они в таком случае изменени адаптив например один и тот же организм если
1:40:42
Какого зверька если мы будем выращивать в тёплых условиях у него
1:40:53
погуще вот Это пример адаптивной модификации полезного изменени фенотипа обусловлено
1:41:00
изменением среды но способность к таким адаптивным полезным модификациям сама по
1:41:06
себе является адаптацией которая развилась вхо предшествующей эволюции А
1:41:12
бывают сколько угодно примеров и не адаптивной модификационной изменчивости
1:41:25
организм становится е хуже чем было без этих изменений простейший
1:41:31
приме не адаптивной средовой изменчивости
1:41:36
это замедление развития у холоднокровных животных при снижении
1:41:44
температу например когда скажем
1:41:53
при они попадают более холодный регион куда на
1:41:58
Севе заселяются там холодно на холоде все биохимические процессы автоматически
1:42:06
замедляются животное холоднокровные регулировать температура нено все процессы замедляются автоматически этой
1:42:14
лягушки развитие будет идти медленно голова
1:42:26
упе взс ш до того как
1:42:31
зма соответственно на севере Е наоборот нужно как можно быстрее развиваться
1:42:36
А средовая из направле противоположную сторо Это пример не
1:42:42
адаптив не адаптивно СДО изменчиво
1:42:49
[музыка] на этом Давайте Мы остановимся пока
