noveyy777
19.03.09, 00:12
Chciałbym, aby każdy,kto rozumie te kwestie uzasadnił logicznie i bez skoków
myślowych dlaczego (jeśli takową widzi) widzi wyższość filogenetyki
molekularnej nad anatomią porównawczą (kladystyką). Co takiego przekonującego
tkwi w tej metodzie,że aż WYRWANO Z KORZENIAMI DRZEWO OPARTE O DZIESIĘCIOLECIA
BADAŃ CAŁYCH POKOLEŃ ANATOMÓW I KLADYSTÓW?
Jeśli masz zamiar używać argumentu typu - na poziomie genu lepiej badać
ewolucje, bo ewolucja jest bezpośrednią konsekwencją zmiany w genach - to ja
zadam kilka pytań:
- skoro się uważa,że ewolucję powodują zmiany w kluczowych genach, które są
"ewolucyjnie konserwatywne" u współczesnych organizmów (chodzi o sekwencje
synteniczne czy ortologiczne). A to przecież te geny - zmiany w nich - według
hipotezy evo-devo powodowały znaczne zmiany makroewolucyjne. A więc tam
powinniśmy szukać śladów ewolucji różnych grup zwierzat! Uważa się, że takie
"wolno ewoluujące" geny ze względu na zjawisko wysycenia ewolucyjnego dobrze
się nadaja do badania pokrewieństw organizmów daleko spokrewnionych. Zadam
więc pytanie: jak daleko spokrewnionych?
Badając pokrewieństwo parzystokopytnych i waleni (oraz jeszcze kilku gatunków,
które zakwalifikowano do tej grupy), badano sekwencję ortologiczną
transpozonową, gdzie uznano, że pochodzi ona od wspólnego przodka tych
organizmów. Czy "wspólny przodek" waleni i jeleni przekształcił się w płetwala
błekitnego i jelenia w wyniku zmian w tym transpozonie, który uległ już
znacznemu wysyceniu mutacyjnemu, jako pseudogen (przynajmniej tak go
zakwalifikowano), co może dać wiele zwodniczych wyników badań [oczywiście
pewnikiem badano jeszcze inne sekwencje ale nie wiem jakie. A może nie? Może
nie znaleziono lepszych markerów?].
Niektóre geny funkcjonalne tolerują dużą ilość mutacji w obrębie ORF. I takie
geny nazywa się "genami szybko ewoluującymi". Należy podkreślić, że takie
geny, głównie nie związane z wyznaczaniem planów budowy (morfogenami), ale za
to uczestniczących w różnych,właściwych niemal wszystkim organizmom procesach
biochemicznych, po prostu w pewnych miejscach zmiany w nich powodują
tolerowanie więcej niż jednego aminokwasu w białku [choć przeważnie ilość
tolerowanych aminokwasów jest ograniczona], w innych przypadkach/konkretnych
sekwencjach geny takie nie tolerują w ogóle zmian w swoim obrębie [są to
sekwencje konserwatywne],a w innych tolerują wszystkie mutacje,których efektem
jest dowolne podstawienie aminokwasu [takich sekwencji jest dosyć mało ale
zdarzają się geny, które są bardzo tolerancyjne dla mutacji np. cytochromy].
Innymi słowy białko,które jest produktem takiego "tolerancyjnego" genu będzie
posiadało domeny konserwatywne, tolerujące małą ilość aminokwasowych
podstawień oraz domeny tolerujące duża ilość aminokwasowych podstawień. Może
się też zdarzyć, że w domenach stanowiące konserwatywne, aktywne centrum
pojawią się mutacje dostosowawcze będące produktem "ewolucji sterowanej" ale o
tym pózniej.
Takie geny w pewnych warunkach występują w jednej lub kilku kopiach u pewnych
gatunków, w innych w rodzinach wielogenowych. Takie zduplikowane geny w
obrębie jednego genomu nazywamy paralogami, a geny ,które - używając
darwinowskiego żargonu - rozeszły się u wspólnego przodka w wyniku
dywergencji, nazywamy ortologami (lub sekwencjami syntenicznymi). Uczeni chcąc
znalezć taki "szybko ewoluujący" ortolog - który ma w dodatku odpowiednią
długość, ponieważ niektóre krótkie sekwencje nie nadają się do analizy
filogenetycznej ze względu na większe prawdopodobieństwo kumulowania się
mutacji w obrębie takiego genu, czego efektem będzie szybkie wysycenie
mutacyjne - stają przed nie lada wyzwaniem! Bo jak odróżnić, czy dana
sekwencja analogiczna (homologiczna) powstała podczas dywergencji dwóch
gatunków czy duplikacji w obrębie genomu tego samego gatunku?
W przypadku genów konserwatywnych pojawia się dokładnie ten sam problem co w
przypadku wysycenia mutacyjnego u genów "szybko ewoluujących". Takie
konserwatywne geny tolerują BARDZO MAŁO zmian w swoim obrębie, czasami
tolerują jedną taką zmianę czasami tylko dwie a czasami zaledwie sześć! I nie
jest to proces uniwersalny dla wszystkich gatunków, bo takie nicienie
rozmnażają się z większą częstotliwością niż np. meduzy, a te ostatnie z
większą częstotliwością niż np. szympans. Ze względu na małe spektrum
tolerowania mutacji w genach konserwatywnych występuje większe
prawdopodobieństwo powstania mutacji identycznych, co również może dać
zwodniczy wynik, jeśli chodzi o ustalanie pokrewieństw filogenetycznych.
Tak naprawdę te metody sprawdzają się odnośnie bardzo blisko spokrewnionych
gatunków czy nawet osobników (ojciec-syn), własnie poprzez badanie szybko
zmieniających się sekwencji syntenicznych, które w przypadku jednego czy kilku
pokoleń dają w miarę dobre wyniki, bo przeciez czasu jest za mało na to, aby
zaszło zjawisko wysycenia mutacyjnego. Biorąc pod uwagę opisane przeze mnie
problemy, stojące przed filogenetyką molekularną, uczeni są zmuszeni stosować
różnego rodzaju algorytmy analityczno-matematyczne, które dopuszczają miliony
możliwych do przyjęcia scenariuszy ewolucji! Często stosuje się tzw. metodę
oszczędności (w kladystyce również ja stosowano, tyle że na mniejszą skalę),
która polega na korzystaniu z wcześniejszych założeń i wybieraniu takich
drzew, które zdają się do nich najlepiej pasować. Filogenetyka molekularna
jednak coraz bardziej rysowała "drzewa filogenetyczne" niezgodne z ustaleniami
kladystów, które to ustalenia stanowiły cały dorobek dawniejszych i
współczesnych ewolucjonistów. Analiza kladystyczna opierała się na logicznie
powiązanych cechach różnych organizmów, opartych o wspólną morfologię, dopóki
nie pojawiła się filogenetyka molekularna. Czy filogenetyka molekularna jest w
świetle tego, co napisałem, bardziej wiarygodna od tradycyjnej kladystyki? No
cóż, jeszcze zobaczymy, jaka będzie przyszłość tej dziedziny, bo oprócz
opisanych przeze mnie mankamentów (a jest ich więcej!) pojawiają się nowe,
komplikujące obraz zbudowany na kanwie założeń filogenetyki molekularnej.
- Występowanie w genomach gorących miejsc mutacyjnych (takich, w których
prawdopodobieństwo zajścia mutacji jest większe. Występują nawet polimerazy,
które się częściej "mylą").
- Mamy dowody na powtarzalność wzorów mutacji w pewnych typach białek, co może
dać zwodnicze wnioski, jeśli takie mutacje nieprzypadkowe mogą zachodzić w
"ortologach" różnych niespokrewnionych organizmów.
Na koniec kilka linków:
"Wybuch duplikacji DNA u przodka ludzi, szympansów i goryli"
iq0.gourl.org 007/2008
www.nauka-a-religia.uz.zgora.pl/index.php?action=tekst&id=145
Eva Jablonka, Marion J. Lamb, Zmiana genetyczna: ślepa, ukierunkowana,
interpretatywna?
creationism.org.pl/teoria_kontroli
Ewolucja kontrolowana
"świadczą o tym, że szereg biologicznych struktur jest w stanie sterować
procesem własnej ewolucji w kierunku ulepszenia dostosowania. Naukowcy sądzą,
że badania te oferują nowe dowody na ukryte mechanizmy, kierujące sposobem,
jakim biologiczne organizmy odpowiadają na siły doboru naturalnego. Jak
stwierdził Rabitz "Fakty implikują, że my wszyscy wewnątrz mamy tę wspaniałą
maszynerię, która optymalnie odpowiada na ewolucyjną presję"."
Poniżej link do angielskiego tekstu na temat "ewolucji sterowanej". Chciałby
zwrócić uwagę, że takie sterowane zmiany, w podobnych warunkach, mogą się
pojawić u różnych, niespokrewnionych gatunków w genach uznawanych za
ortologiczne, co może prowadzić do fałszywych wniosków filogenetycznych. Np.
mutacja w łańcuchu oddechowym u górali spowodowała skuteczniejsze dostosowanie
się tych ludzi do warunków z mniejszą ilością tlenu. Badania nad "ewolucją
sterowaną" pokazały (właśnie bada
