Проблемы Эволюции |
Специальный проект
Сотрудники Института Биологии Развития РАН А.М.Куликов, А.И.Мельников, Н.Г.Горностаев, О.Е.Лазебный, В.Г.Митрофанов и сайт "Проблемы эволюции" представляют...
Трудно переоценить значимость морфологических, физиологических, поведенческих признаков, имеющих строгую количественную выраженность, в формировании видового статуса высших организмов. Для прокариот и простейших эукариот появление новых белков (и генов, кодирующих эти белки) прямо опосредует новые признаки, например возможности метаболизма или поведенческие реакции. У многоклеточных цепочка, ведущая от нового белка к признаку, намного длиннее. Признаки, связанные с действием нового или измененного белка внутри клетки, реализуются через межклеточные и тканевые взаимодействия, и в их выражении участвует огромное количество вспомогательных белков, осуществляющих эти функции. Более того, часто для высших организмов уже нет нужды "изобретать" новые инструменты, гены и белки, определяющие жизнедеятельность клетки, ткани, органа и всего организма. Вместо этого достаточно перенастроить уже имеющийся "ансамбль", заставить одни инструменты "звучать громче или тише" или подправить "мелодию".
Это выражается в изменении у эволюционирующих организмов скорости и места образования белков в ответ на стандартный сигнал. Такие изменения могут быть связаны с участками генов, непосредственно не кодирующими информацию о структуре белка, но осуществляющими функции контроля за местом и скоростью выработки информационных нуклеиновых кислот, с которых и синтезируется данный белок.
Все это многообразие межбелковых взаимодействий и регуляторных возможностей у многоклеточных организмов приводит к участию многих генов (и белков, соответствующих им) в реализации каждого признака, и принципиально меняет выражение самих признаков - если для простейших многие признаки могут быть охарактеризованы по принципу наличия или отсутствия, то в многоклеточных большинство признаков имеет выраженную количественную характеристику. То есть характеристика "есть или нет" заменяется на "больше или меньше".
И именно этот принцип количественной оценки изменений становится главной проблемой на пути изучения генетических закономерностей эволюционных процессов у высших организмов. Важно ТОЧНО и ПОЛНО оценить изменчивость каждого признака, и уже на основе этой количественной изменчивости искать генетические составляющие эволюционных изменений.
Наши работы посвящены оценке изменчивости морфологических признаков, или признаков "формы". Половые органы самцов насекомых выбраны потому, что именно половая система насекомых подвергается наиболее мощным изменениям при дивергенции (расхождении) видов. Родственным популяциям насекомых, адаптированных к разным условиям существования, в какой-то момент становится невыгодно иметь совместное потомство, и отбор начинает поддерживать в таких популяциях все формы, обладающие наибольшей изоляцией от соседних популяций. Практика систематиков показывает, что именно половые органы насекомых подвергаются наиболее мощным изменениям в ходе эволюции.
А.М.Куликов
Публикации:
А.М.Куликов, А.И.Мельников, Н.Г.Горностаев, О.Е.Лазебный, В.Г.Митрофанов. Морфометрический анализ половых органов самцов видов двойников Drosophila virilis L. // Генетика. 2004. Т. 40. № 1. С. 1-15.
Куликов А.М., Мельников А.И., Горностаев Н.Г., Митрофанов В.Г. Дивергенция видов дрозофил группы virilis по форме фаллуса.// В печати
A. M. Kulikov, A. I. Melnikov, N. G. Gornostaev, O. E. Lazebny and V. G. Mitrofanov. Morphological analysis of male mating organ in the Drosophila virilis species group:
a multivariate approach // J. Zool. Syst. Evol. Research 42 (2004) 135–144. Русский перевод статьи.