Реферати » Реферати з біології » Мутації і передбачувана макроеволюція

Мутації і передбачувана макроеволюція

Мутації і передбачувана макроеволюція

Вертьянов С. Ю.

В організмах постійно відбуваються мутації. Велика кількість мутацій викликано несприятливими зовнішніми факторами - шкідливими випромінюваннями і хімічним впливом. Але частина мутацій нерозривно пов'язана з функціонуванням організму. При відтворенні генів завжди відбуваються помилки. Існує велика кількість різнофункціональних ферментів, які контролюють і виправляють пошкодження генів. Зміни в геном вносять також відбуваються при розмноженні рекомбінації (перетасовки генних блоків). Навіть саме прочитання наявних в організмі генів може бути кілька різним при втручанні "мобільних генетичних елементів", так званих "стрибаючих генів", хоча, строго кажучи, ці елементи генами не є. "Впригівая" в ген, вони дещо змінюють зчитування з нього інформації (транскрипцію, див. § 16). Перераховані механізми забезпечують пристосованість і дають багатство форм всередині виду.

Вид являє собою обмежене безліч допустимих станів. Зовнішні зміни, наскільки б помітними вони не здавалися, фундаментальних структур і функцій організму не зачіпають. Більш масштабні зміни генів призводять не до утворення нових видів, а до загибелі. Організм сприймає як прийнятні далеко не будь-які зміни і аж ніяк не у всіх білків. Існують дозволені зони, в рамках яких зміни в генах не призводять до катастрофічних наслідків. Про це говорить і тисячолітній досвід селекціонерів. Варіації, які можуть бути досягнуті селекцією, мають чіткі межі. Розвиток властивостей можливо тільки до певних меж, а потім призводить до порушень або до повернення в початковий стан.

Досліджуємо більш докладно еволюційну гіпотезу про походження видів шляхом випадкових мутацій. Припустимо, що в результаті помилок в генах у істоти відбулася зміна в сітківці ока. Така зміна пов'язана з змінами у всьому апараті: одночасно повинні змінитися в корисному напрямку не тільки ряд інших частин очі, а й відповідні центри мозку. За все це відповідають цілі структури, що складаються з безлічі генів. Наскільки реально очікувати узгодженої корисної мутації цих структур?

Можливість того, що яка-небудь подія відбудеться, характеризується в науці ймовірністю. Уявімо собі, що ми кинули монетку. Імовірність монетку шльопнутися на землю дорівнює 1 - це подія достовірне. Імовірність впасти орлом - 1/2, решкою ??-теж 1/2. Ці події рівноймовірно. Імовірність же монетку встати на ребро досить мала (навіть при самому акуратному киданні не більше 10-4) - цього ніхто, напевно, не спостерігав, хоча така подія математика нема за ¬ прещается. Імовірність монетку зависнути в повітрі дорівнює нулю. Така подія зовсім заборонено. Якщо в молекулах відбуваються випадкові зміни, то і вони мають свою ймовірність.

Реєстровані вченими мутації відбуваються в середньому з ймовірністю 10-9-10-11, помітно рідше - 10-6-10-8. Зазвичай це невеликі, точкові порушення генів, лише трохи змінюють організм. Спробуємо зрозуміти, чи можуть подібні зміни перетворити комплекс генів так, щоб це призвело до утворення абсолютно нового виду.

Далеко не всяка мутація призводить до утворення нового білка, не всякий новий білок означає появу нової функції, а її поява ще не означає придбання нового ознаки. Потрібні саме конструктивні зміни. Для конструктивного перетворення гена одного виду істот в ген іншого виду в ньому має відбутися в середньому близько п'яти незалежних точкових корисних мутацій; для появи найпростішого ознаки потрібна зміна в середньому п'яти генів. Зазвичай за ознака відповідає не менше десятка генів (усього в організмі ссавця кілька десятків тисяч генів, в організмі бактерій їх від десятка до тисячі). Таким чином, ймовірність появи найпростішого нового ознаки становить всього 10-250! Це число настільки мало, що байдуже, скільки часу ми будемо чекати подібної мутації, рік або мільярд років, у однієї особини або у мільярди особин. За все передбачуваний час існування життя на Землі не зміг би з'явитися жоден складний ознака. А скільки ознак має перетворитися, щоб одні види перетворилися на інші, утворивши безліч істот на планеті?! Для утворення будь-якого нового ознаки шляхом генних мутацій не вистачило б і всього передбачуваного вченими часу існування Всесвіту!

Мутації випадкові. Як вимагати від них синхронності і соразмеренность? Інша справа, коли ми розглядаємо мутації, що приводять до хвороб, потворності або смерті: для цього підійдуть будь-які порушення, а для того, щоб мутація була сприятливою, необхідно чудесний збіг, синхронне "корисне порушення" відразу цілого набору генів, що відповідають різним, точно сонастроенності системам і функціям живого організму. Академік Л. С. Берг писав: "Випадковий новий ознака дуже легко може зіпсувати складний механізм, але очікувати, що він його вдосконалить, було б вкрай нерозсудливо". Геологічні шари містили б неймовірне безліч всяких уpодов в набагато більшій кількості, ніж нормальних істот! Але нічого подібного у відкладеннях не виявлено.

З фактами палеонтології і математики важко сперечатися - різноманіття видів ніяк не могло виникнути шляхом випадкових мутацій!

Як доказ широти діапазону мутацій іноді наводять результати дослідів з мушкою-дрозофіли, але фактичне відмінність між мутаціями цієї плодової мушки занадто мало. Один з найвідоміших дослідників дрозофіли Р. Гольдшмідт стверджує, що "навіть якщо б ми могли з'єднати більше тисячі цих варіацій в однієї особини, все одно це не був би новий вид, подібно зустрічається в природі". Непіддатлива дрозофіла випробувала всі можливі генетично негативні впливи, але з неї не вдалося отримати нічого, крім зміненої дрозофіли. Більше того, виявилося, що більшість мутацій цієї мушки пов'язано не з порушеннями генів, а зі вставкою "мобільних генетичних елементів". Вставкою мобільних елементів у гомеозісние гени, що керують процесами всередині клітини, пояснюється і поява у дрозофіли замість вусиків бездіяльних лап на голові. Але чи можуть паралізовані ноги на голові сприяти прогресивному розвитку?

У бактерій і вірусів діапазон прийнятних мутаційних змін надзвичайно широкий, ступінь негомологічних генів може досягати десятків відсотків. Швидко пристосовуючись до зовнішніх умов, вони зберігають свою видоспецифичность. Збудники туберкульозу, мутуючи, швидко утворюють стійкий до антибіотика штам, зберігаючи при цьому свої основні властивості. Біофізичні дослідження показали, що виникають у процесі придбання несприйнятливості до антибіотиків мутації не додають нових корисних генів, а навпаки, ведуть до морфологічної дегенерації. Так, несприйнятливість бактерій до стрептоміцину з'являється внаслідок мутації, що зачіпає роботу рибосом і порушує їх структуру. Захищаючи бактерію від загибелі, мутація збіднює генофонд і погіршує роботу рибосом.

На дослідах з бактеріями вдалося експериментально підтвердити неможливість макроеволюції допомогою мутацій. Для еволюційного процесу важлива не тимчасова тривалість, а кількість поколінь, яке у бактерій досягається всього за кілька років. За популяціями бактерій проводилися спостереження протягом десятиліть. Кількість мутацій спеціально збільшували аномальним зовнішнім впливом, створюючи так зване мутагенну тиск. Бактерії пройшли шлях, відповідний сотням мільйонів років для вищих тварин. Мутантні штами бактерій постійно поверталися до вихідного "дикого типу", утворення нових штамів не виходило за внутрішньовидові рамки.

Отже, спостережувані варіації ознак обмежені межами виду. Завдяки рекомбінації при схрещуванні і мутацій організми мають можливість змін, що забезпечують дивовижне розмаїття істот кожного виду, їх адаптацію до середовища і виживання. Але такі зміни, як ми переконалися, не можуть перетворити генний комплекс одного виду в генний комплекс іншого виду, і цей факт представляється виключно розумним. Якби природа йшла шляхом дарвинской еволюції, на якому в результаті відбору виживає найсильніший і пристосування мутант, то миp, очевидно, був би переповнений надзвичайно жахливими істотами, серед яких щур, можливо, виявилася б одним із самих симпатичних і нешкідливих звірків. А адже світ диво красивий. Він гарний особливою, піднесеною красою, яку неможливо пояснити мутаціями. "Створений світ є найдосконалішим з світів", - писав великий німецький математик Лейбніц.

І на завершення теми зазначимо таке. Якщо визнати боротьбу за існування, яка була висунута Дарвіном як причина походження видів, то адже в ній прості форми часто мають переваги перед складними. Найпростіші організми навряд чи можна вважати менш пристосованими до життя, ніж високоорганізовані. Якщо виживає самий пристосований, то на Землі і жили б одні "пристосуванці" - найпростіші організми. Природним відбором випадкових мутацій скрутно пояснити різноманітність настільки складних організмів, що населяють планету.

Матеріалізм в біології, полонить уми дослідників, досить показав свою неспроможність, його час пройшов. Багато серйозних біологи сьогодні відокремлюють еволюційну теорію як науку про можливі зміни в організмах від реконструкції "дерева еволюції", визнаючи останнє лише передбачуваної історією. Сучасні еволюційні теорії є чисто гіпотетичними, своєрідною філософією в науці. Будь то дарвінізм або синтетична теорія еволюції, системні мутації Р. Гольдшмідт або модель переривчастого рівноваги Гулда-Елдріджа, гіпотеза нейтралістского еволюції Кімури, Джукса і Кінга, стрибкоподібна еволюція Ю. Алтухова або мозаїчна Н. Воронцова - всі ці моделі є лише припущеннями, непроверяемимі і суперечать один одному.

Мало хто з кваліфікованих біологів залишився переконаним в еволюційно-матеріалістичної версії виникнення живих організмів. Біологи, як і багато інших вчених, з неминучістю замислюються про Творця.

Гомологічні органи, рудименти і атавізми

Існування цих органів, як на перший погляд може здатися, свідчить про минулу еволюції.

Гомологічні органи. Розглянемо найвідомішу гомологию - передні кінцівки хребетних. Неначе наявності еволюційний розвиток їх влаштування від плавника риби до крила птаха. І що ж? Виявилося, що схожі кінцівки формуються у різних видів з різних груп зародкових клітин. Ні про яке послідовному розвитку кінцівок від виду до виду не може бути й мови! Гомология виявилася

Сторінки: 1 2

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар