Читаем Универсальный Ген (СИ) онлайн бесплатно

   Эпиграф:

   "- А вдруг они не золотые? - спросил любимый сын лейтенанта, которому очень хотелось, чтобы Паниковский возможно скорее развеял его сомнения.

     -- А какие ж они, по-вашему? -- иронически спросил нарушитель конвенции.

     -- Да, - сказал Балаганов, моргая рыжими ресницами, -теперь мне ясно."

   ----------------------------------------------------------------------------------------------

   Школа. Урок биологии. Тема - теория эволюции Дарвина.

Действующие лица:

   Терпеливый учитель - с бесконечным терпением несущий свет знаний молодому поколению, но давно не пополнявший своих знаний современными достижениями генетики и биологии. Его догматизм часто вызывает недоумение многих присутствующих продвинутых учеников, включая порой его самого.

   Школьник Зануда - непрерывно задающий наивные вопросы, ставящие в тупик учителя. Часто нервирует учителя.

   Школьница Отличница - помогающая учителю разъяснить детали. Она в курсе всех новостей генетики - но порой только усугубляет проблему своими объяснениями. Любит быть первой во всем, чем часто вызывает глубокое возмущение тех, кто хочет вставит свое слово.

   Школьница Гугольшица - сидит на уроке с компьютером и молча Гуглит. Иногда вскакивает и зачитывает цитаты из Гугла. Вызывает опасение всех присутствующих - без всякой причины.

   Школьник философ - любит изучать идеи во всех областях. Вызывает тревожное волнение только когда многозначительно молчит.

   Школьник фантазер. - Сидит молча, а потом выдает свои теории. Его теории зачастую раздражают учителя.

   Школьник оппортунист -Любит критиковать все теории. Вызывает глубокую смущение у всех, кого он критикует.

   Школьник Шут - Любит цинично надсмеяться над серьёзными вещами. Иногда делает это в рифмованной форме. Приводит в бешенство тех кого дразнит.

Урок

   Терпеливый Учитель вывешивает на доску схему дерева эволюции и, показывая на него указкой, начинает:

   - Как нас учит Дарвин, и в свете современных знаний о генетике, изменения в генах возникают у отдельных особей под влиянием внешней среды и носят случайный характер. Возникнув естественным путем, органические формы медленно и постепенно преобразовывались, и совершенствовались, в соответствии с окружающими условиями. Если возникшие изменения полезны для данного вида, то в процессе естественного отбора они закрепляются, давая в последующем начало новому виду. Благодаря непрерывному действию естественного отбора, каждый вид приспосабливается к местным условиям. Эти изменения возможны в различных направлениях. Изменения расходятся в своих признаках, или дивергируют. Эта дивергенция приводит к образованию новых форм, которые в свою очередь будут также преобразовываться в новые виды и разновидности. Всем понятна эта гениальная по простоте идея?

   Школьник Зануда начитает функционировать:

   - Мне кажется, что понятно все, кроме одной мелочи. А откуда известно данному виду- в каком направлении ему надо дивергировать?

   Терпеливый учитель снисходительно объясняет:

   - Он не знает. Но случайно, то там, то сям появляется мутации в ДНК, на которой записана вся информация. Мутации могут быть естественными, спонтанными, т. е. возникающими непроизвольно, или искусственными, индуцируемыми, возникающими при воздействии на организмы различных факторов. Генные, или точковые, мутации могут нарушить строения одного участка ДНК. А еще бывает, что в результате выпадения или вставки участка происходят мутации при их случайном удвоении или перемещении, или повороте.  А иногда происходят геномные мутации, когда меняется число хромосом. Как можно увидеть, причин для мутаций хватает. Очевидно, что самые главные мутации для организмов, размножающихся половым путем - это мутации в половых клетках - их называются генеративными. Мутации в других клетках называются соматическими. Они нас не интересуют с точки зрения эволюции. Если быть очень кратким - неудачные потомки гибнут - а удачные выживают и закрепляются в своей экологической нише. Надеюсь, все понятно?

   Зануда (радостно):

   -Вроде бы все ясно! Если получилась удачная генеративная реакция у зверька ( например появились острые рога) - то его потомок будет удачливее и выживет, и соответствующее изменение будет закреплено у его счастливых потомков. Потомки с благодарностью к своим передкам будут поддерживать спасительную мутацию. Кто-то их них так же благополучно мутирует, научившись быстро бегать, чем выполнит свой долг перед следующим поколением.

   Терпеливый учитель честно уточняет:

   По правде, этого мало - нужно чтобы эта мутация была доминантной. Иначе, она не очень-то поможет в борьбе за существование в первом поколении. Например, если бы карие глаза имели преимущество в выживании, то, поскольку карий цвет доминантный, соответствующая мутация проявилась бы уже в следующем поколении. А вот если полезным является признак голубоглазости, то надо подождать до следующего поколениям где родится потомок у родителей у каждого из которых была голубоглазая мутация. Что конечно, несколько менее вероятнее.

   Зануда начитает заводиться :

   Так получить сразу доминантную и полезную мутацию - это двойная удача! В общем, одинокой голубоглазой мутации так быстро не породить голубоглазый народ. Я правда не очень понимаю, какая эволюционная разница в цвете глаз? А вот сами глаза... - сколько мутаций требуется у эволюции, для того чтобы их создать?

   Терпеливый учитель начинает раздражатся:

   -Ну дались тебе эти глаза! Почему ты про печень, почки или хотя бы волосы не спросил? Мы же о видах говорим. Ну, хорошо - начнем с глаз. В соответствии с теорией, сначала появилась, в результате спонтанной мутации, вернее серии мутаций, то есть абсолютно случайно - сетчатка. Сетчатка нам просто необходима, чтобы уметь регистрировать фотоны видимого спектра, исходящие от нашей звезды - Солнца. Интересно что пик чувствительности приходится на зеленый цвет. А ведь именно на этот цвет приходится максимум излучения нашего Светила. Что еще раз подтверждает гибкость эволюционной модели. Но как мы понимаем обзавестись сетчаткой неплохо но недостаточно .Поэтому все что видели первые животные с примитивным глазо, было довольно расплывчато. И вот тогда у кого-то из наших предком произошла счастливая случайность, в результате мутации, и появился хрусталик, который фокусировал изображение на сетчатку. Понятно, что обладатели этого набора были непобедимы. Конечно, для полноценного глаза нужны были еще некоторые ингредиенты. Вроде всякой мелочи - например, роговица, стекловидное тело, склера, зрачки, специальные мышцы. После того как все эти части собрались вместе стало совсем видно очень хорошо! Да, совсем забыл - для полноты восприятия нужно было, чтобы в мозгу развились соответствующее центры - для правильной и быстрой обработки зрительной информации. И вот, когда накопились все эти благополучные мутации - появился, наконец-то, полноценный глаз.

   Школьник Зануда (призадумавшись):

   - A что - все эти вещи сразу появились? То ест мутации появились гармоничным аккордом и один из слепых наших предков получил в подарок готовый глаз. Или Тогда как же они закреплялись? Одинокий хрусталик служит зрению так же как галстук на голом женихе в день свадьбы! А может быть, получив мутацию, наш геном терпеливо вынашивает ее до следующий то есть наш жених ходит абсолютно голый в галстуке терпеливо ожидая когда к его ногам упадет брюки?

   Школьница отличница (вскакивая):

   - Нет, конечно! Любой идиот (она выразительно смотрит в сторону Зануды) понимает, как маловероятно появление всего вместе одновременно. Ты прав - поочередное появление и закрепление предполагает, что ген заранее знает куда мутировать - что в полном противоречии с теорией эволюции. Поэтому нетрудно понять, что идет постепенный процесс. Сначала был очень примитивный глаз с очень примитивным мозгом - у кого-то первого. И он побеждает в борьбе за существование. А потом этот примитивный вариант закрепляется генетически. Со временем он немножко совершенствуется по всем параметрам - сетчатка становится более зернистой хрусталик - более гибким и так в каждом следующим поколении, при помощи естественного отбора все лучше и совершеннее. И эти улучшения ведутся в полном соответствии со средой обитания и способом добычи пищи.

   Терпеливый учитель (одобрительно кивая):

   -Совершенно верно. Поэтому у каждого вида свой вариант глаз. У некоторых видов пауков, например, восемь пар глаз. Другие пауки, живущие в пещерах -вообще ничего не видят потому что им и не надо видеть. А пауки скакуны обладают цветным зрением - как у людей. Или возьмем орлов - у них широкое поле зрения, позволяющие оценить обстановку во всех направлениях да к тому же способность четко различать мельчайшие оттенки цвета, что конечно помогает опознать потенциальную жертву издалека. В полном соответствии с теорией эволюции! А у кого-то, кому зрение не надо - то оно и не появилось, как у червя или летучей мыши.

   Гугольшица, не спрашивая разрешения, встает и, держа в руках планшетку, зачитывает:

   -А я прочитала, что есть такой ген - общий для людей и насекомых - PAX6 называется. Он   обеспечивает преобразование многофункциональных эмбриональных стволовых клеток в клетки будущей нервной системы.  Мутации в гене PAX6 приводят к различным проявлениям глазной патологии: врожденной катаракте, дисгенезу переднего сегмента глаза. И он управляет развитием глаза! (8)

   Школьник Шут (подскакивает)

   У паучка и у амебы

   Есть генетический заказ

   Едва коснёшься их - как оба

   Из ног достанут гордо глаз!

   Зануда (задумчиво):

   Как здорово! Я начинаю понимать. Чтобы выжить, насекомые случайно обзавелись глазами. А мы наверно от них произошли? Поэтому у нас тот же ген!

   Терпеливый учитель (теряя терпение):

   Ты невежда! Разве ты не помнишь? Ведь мы проходили, что у насекомых и у хордовых (прародителей позвоночных) был один общий предок. Кто? Черви. А они были и есть слепые.

   Зануда (немножко удивляясь):

   -Так что - насекомые и хордовые - каждый обзавелся сам глазами самостоятельно? Но, тогда как же получилось, что у них общий управляющий ген для развития глаз и нервной системы?

   Терпеливый учитель, пытаясь замять непонятный момент, демонстрирует ангельское терпение:

   -Так раз есть общий ген - значит глаза развились у общих предков. Может быть, эти самые гены были нужны для других целей. Может быть, мы всего не знаем?

   Гугольщица поднимает руку и, как обычно, не дожидаясь разрешения, нетерпеливо зачитывает:

   - В 2005 году в журнале Nature появилась публикация о зрительном аппарате некого желеобразного создания jellyfish, которое можно перевести как кубо-образная медуза. У этой тропической рыбки или медузы есть 24 глаза (1,2)! В этой статье рассказывается, что у этого существа есть глаза, вернее линзы с идеально подогнанными оптическими характеристиками для четкого зрения - как у нас всех. Правда сетчатка находится вообще на другом месте. Кроме того, отсутствуют другие части нервной системы, без которых все это деяние становится бессмысленно?

   Школьник Шут (печально)

   Чтоб Горгоновой медузе буйна голову отсечь

   Для сражения с ней Персею дали зеркало и меч

   А с медузой в форме куба - чтобы ты не отсекал,

   Остаются неизбежно -не зубов , но глаз оскал.

   Школьница отличница с изумлением смотрит на Гугольщицу:

   - Ты, наверно, что-то перепутала. Глаза такого качества появились намного позже. Да и зачем эти гены медузам. Они же ими не могут воспользоваться без соответствующих зон мозга. Учитель - объясните ей, что это не может быть по Дарвину!

   Терпеливый учитель, отмахнувшись рукой на гипер- активную Гугольщицу:

   Самое главное, что вы должны знать -если есть приобретенное в эволюции полезное свойство, то оно будет закреплено в генах его потомков.

   Зануда (нерешительно) :

   - А у меня еще вопрос. Вот нашу способность разговаривать мы давно приобрели? Наверно, когда-то в результате случайных мутаций появился язык и гортань и голосовые связки. И центры мозга, управляющие этим все.

   Терпеливый учитель (улыбаясь) :

   -Примерно так. А у кого не появилось ни того ни другого - остался молчаливым крокодилом.

   Гугольщица не выдерживает и зачитывает:

   -Я хочу добавить про крокодилов! Я прочитала, что есть общий ген, без которого невозможно говорить или петь. Он есть у нас и у птиц! Он называется FoxP2. (4) Оказывается он есть и у крокодилов. Но у них он как бы не заактивирован.

   Школьница отличница приходит на помощь:

   - Но это легко объяснить - в рамках естественного отбора иногда надо отказаться от каких- либо лишних качеств. Например - в далеком прошлом крокодилы или их предки пели или общались, но по каком-то причинам это им оказалось во вред. Вот они и деактивировали ген.

   Зануда (радостно крича) :

   -Я знаю почему - они своим пением всю рыбу распугивали!

   Школьник Шут (энергично)

   Взвод зеленых крокодилов мимо зебры проходил

   Запевай! - подумал молча самый главный крокодил,

   Но солдатики молчали и никто не запевал,

   Лишь улыбкой сто-зубастой зебре взвод салютовал

   Терпеливый учитель (сохраняя присутствие духа) показывает рукой на дерево эволюции :

   -Пусть нас не смущают несколько не совсем понятных моментов. Ведь наша цель - понять, что естественный отбор и появление новых признаков - это случайный процесс. Случайные мутации приводят к появлению полезных свойств, которые неизбежно закрепляются в потомстве. Например, четыре миллиарда лет назад все живое обитало только в воде. Затем, около 400 миллионов лет назад, живые существа начали осваивать сушу. Для дыхания в воде требуются совсем не такие органы, как для дыхания на суше. У каких- то рыб произошла мутация, позволяющая им дышать воздухом и ходить по берегу. Это рыбы амфибии (земноводные) явились предком всех животных, которые расплодились впоследствии на суше. Сначала, как показывают геологические данные, это были разные рептилии, то есть пресмыкающиеся. Затем, в Мезозойскую эру, около 200 миллионов лет назад, из них появились млекопитающие. В меловой период, около 80 миллионов лет назад появились приматы. А совсем недавно дошла очередь до человека разумного.

   Зануда удовлетворённо кивает :

   Наконец- то я все понял. Например, те рыбы, что спокойно плавали несколько миллиардов лет, не могли обзаводится мутациями, которые пригодятся им намного позже. Ведь не может быть у рыб никаких генов, связанных с ходьбой пока они плавают. Потому что эти гены не закрепятся, а напротив - отсеются. Вы попробуйте поплавать, когда у вас вместо плавников - ноги! А лапы для ходьбы появились намного позднее. Что и является еще одним доказательством теории эволюции.

   Терпеливый учитель (одобрительно) :

   Молодец! Так ты у меня и в отличники выйдешь!

   Гугольщица бесцеремонно встает и зачитывает прямо из планшетки: