shvarz

SMBC сегодня смешной



Путешественник во времени: "Хочу увидеть, как выглядят наши потомки. Поскольку размножаются лишь сильнейшие, готов поспорить, что все они - мускулистые супергении."

Через 10 тысяч лет.

Человек из будущего: "Мы примерно такие же, только вот у 95% из нас на пенисе есть механизм, разрывающий презервативы."

Прочитал книжку Джереми Тейлора "Не шимпанзе". Тейлор взял под прицел утверждение о том, что разрыв между шимпанзе и человеком очень мал. Особенно его раздражают сравнения шимпанзе с детьми и попытки присвоить им человеческие права. Утверждения о размытости границы между шимпанзе и человеком делаются во многом основываясь на близком генетическом родстве двух этих видов (пресловутая разница в 1.6%). Тейлор довольно убедительно и используя исследования в самых разных областях науки рассказывает о том, что разница между человеком и шимпанзе намного больше, чем могло бы показаться.

Во-первых, цифра в 1.6% не учитывает множественных дупликаций или делеций генетического материала. Некоторые гены были утеряны, а некоторые были приобретены в процессе эволюции. Если принять их в счет, то разница между нашими геномами составит уже 4.3%. Кроме того, с момента расхождения человека и шимпанзе в наших видах по-разному распространялисль повторяющихеся элементы - "эгоистичные" генов, которые копируют себя в геноме. С ними разница возрастает до 13.3% (что-то многовато, мне кажется...). Наконец, существуют глобальные изменения в структуре генома, которые во многом "перемешали" все эти последовательности так, что у нас и у шимпанзе сейчас даже разное количество хромосом.

Во-вторых, Тейлор на примере точечных мутаций, влияющих на речь или на поведение человека, показывает, что даже очень маленькие изменения на генетическом уровне могут разительно сказываться на фенотипе. Например, небольшое изменение в функции белка-регулятора развития может привести к разительному изменению в анатомии мозга, количестве нейронов и их "связности" друг с другом, а следовательно генетическая разница в 1.6% вовсе не обязательно означает, что мы должны быть близки к шимпанзе в плане умственных или эмоциональных качеств.

Затем Тейлор разбирает исследования поведения и приводит примеры того, как шимпанзе проваливают тесты, с которыми справляются даже такие отдаленные от человека животные, как собаки или вороны. Собаки, например, гораздо лучше интерпретируют человеческое поведение, а вороны намного превосходят шимпанзе в способности создавать орудия труда и пользоваться ими. Особенно удивителен один эксперимент, в котором ворона с первого раза сообразила использовать короткую палочку, чтобы достать более длинную палочку, чтобы достать еще более длинную палочку, чтобы достать самую длинную палочку, которая и была ей нужна для того, чтобы достать лакомство. Способности шимпанзе в этом плане даже близко не достигают способностей ворон. Таким образом, говорит Тейлор, тот факт, что шимпанзе демонстрируют некоторые из человеческих способностей поведения или интеллекта, не является аргументом в пользу того, что они к нам так уж близки в целом. Это сходство вполне можно объяснить параллельной эволюцией.

Наконец, он обращается к исследованиям анатомии и физиологии мозга и приводит примеры того, как человеческий мозг не просто является увеличенной версией мозга шимпанзе, но имеет структуры, чьим функциям в мозге шимпанзе нет аналогов.

Самая последняя глава посвящена теории о том, что человек "одомашнил" сам себя: социальные характеристики человеческих сообществ потребовали развития социальности, миролюбивости и способности жить рядом с другими людьми, что было достигнуто эволюцией путем изменения регулирования гормонов, влияющих на поведение (в том числе на агрессивность). Тут он опять же проводит различия с шимпанзе (у которых эти гормоны якобы способствуют куда более агрессивному поведению) и приближает человека к виду шимпанзе бонобо, в сообществе которых агрессия куда менее распространена, чем у обычных шимпанзе.

Не скажу, чтобы эта книга так уж впечатлила меня, но в целом впечатление оставила очень неплохое. Стиль Тейлора очень похож на научно-популярные посты в ЖЖ и является, по сути дела, коллекцией таких постов, посвященных определенной теме. Он хорошо умеет объяснять научные концепции и рассказывает о самых последних исследованиях. Мне показалось, что в книге присутствует градиент качества исследований - работы, описываемые в начале книги более-менее надежны, но их качество постепенно снижается к концу книги. Возможно это обусловлено тем, что тематика исследований удаляется от знакомых мне тем, а может и тем, что исследовать поведение и эмоции в принципе труднее, чем более четкие генетические различия, описываемые в первых главах. В целом, если вам интересна эта тема, то я рекомендую вам эту книжку прочитать. Это отличный способ быстро ознакомиться с последниими научными исследованиями в данной области.

Некоторые люди очень озабочены тем, что под воздействием цивилизации человеческий вид начинает вырождаться и становиться менее приспособленным к жизни в природе. Что они с этим делать предлагают, я не знаю - может в детстве неприспособленных со скалы сбрасывать, может сексом им запрещать заниматься. Как бы там ни было, делать с этим что-то надо - иначе человечество будет в опастности. Вот в этой статье подобраны примеры такого вырождения, связанные с питанием:

Во-первых, мы имеем выродков, способных усваивать молоко во взрослом возрасте. В дикой природе молоко усваивать могли только дети, а во взрослом возрасте этот фермент переставал вырабатываться. Но с приходом цивилизации молоко стало доступно всем и выродки расплодились. Пьют молоко и не поносят. Особенно их много в северной Европе и в Африке, зато почти нет в Азии.

Во-вторых, с приходом цивилизации стала в изобилии доступна пища, богатая крахмалом. И сразу же развелись выродки у которых вместо одного гена амилазы (как это было в природе) оказалось этих генов несколько. Эти дополнительные гены позволяют им быстро усваивать крахмал. Таких выродков много в Японии, зато почти нет среди якутов.

В-третьих, изобилие зерновых в цивилизованном обществе привело к тому, что стало нехватать витамина B9, что привело к появлению выродков, у которых фермент NAT2 (расщепляющий витамин B9) работает медленно. Но в результате эти выродки плохо справляются с инактивацией многих растительных токсинов и токсинов, содержащихся в пережаренном мясе. Таких людей много в Европе и на Ближнем Востоке. Кроме того, переход к зерновым привел к появлению выродков, у которых фермент PLPR2 более активен, чем это нужно в дикой природе, что позволяет им лучше усваивать растительные гликолипиды.

В-четвертых, в Африке нашлись выродки, у которых дефективен один из рецепторов горечи (T2R16) и они не морщясь едят кассаву, из которой потом в желудках у них выделяется цианид. Зачем им этот цианид не совсем понятно, но кажется он помогает им справляться с малярией. Тут, правда, не совсем понятно, кто есть выродок - они или мы? С одной стороны у них цианид в желудке, с другой - мы бы на их месте загнулись от малярии. И сюда же надо отнести выродков у которых недостаточность фермента G6PD: они если неправильных бобов поедят, то у них сразу анемия случается. Но тоже - к малярии более устойчивы, чем "дикий тип". Водятся в Африке, Средиземноморье и на Ближнем Востоке.

Ну и наконец, некоторые популяции людей не сами выродились, а воспользовались вырождением живущих в них микробов. Так, многие азиаты могут усваивать молоко, хотя лактазу во взрослом возрасте они и не производят - у них в кишечнике живут бактерии, которые им в этом помогают. А у японцев, говорят, есть бактерии, которые помогают им водоросли переваривать. Но с этими выродками хоть понятно что делать - курс антибиотиков, потом клизму с нормальными бактериями и будут как новенькие - от молока поносить и водоросли не переваривать.

Но что же нам делать с генетическим вырождением (приведенным выше и прочим другим)? Я предлагаю сделать так: каждого человека на месяц-другой лишаем всех благ цивилизации. Ни антибиотиков им, ни компьютеров, ни даже одежды или огня. Голышом в лес и следить, чтобы лук и стрелы, например, не сделал (это же тоже блага цивилизации). Если через месяч выжил, значит все в порядке. Если умер - спас человечество от вырождения. И так каждые пять лет, чтобы не расслаблялись.

Фаги - вирусы бактерий.
В книжке только что прочитал впечатляющий фактоид: По некоторым оценкам общее количество фагов на Земле - порядка 10³¹. Если их всех собрать и выстроить один за другим, то получится цепочка (вчитайтесь!) в 200 миллионов световых лет. Исходя из средней продолжительности жизни фага, можно посчитать, что такое их количество производится за неделю. Каждый новый фаг - это вероятность мутации, рекомбинации - биологический мир исследует пространство возможных белков. Обычно считается, что вирусы появились очень рано в процессе эволюции, так что вполне можно предположить, что это продолжается уже 3 миллиарда лет (15x10¹⁰ недель). Этого достаточно для того, чтобы сгенерировать полностью все варианты пептидов размером в 30 аминокислот (22³⁰).

Меня уже несколько раз просили прокоментировать статью Михаила Васильевича Супотницкого «К вопросу о месте ВИЧ/СПИД пандемии среди других инфекционных, эпидемических и пандемических процессов», а также некоторые другие его статьи. Конкретно эта статья привлекает внимание людей своей гипотезой о том, что уничтожение оспы в Африке путем массовой вакцинации (не сами вакцинации!) привело к тому, что ВИЧ перешел из локальной спорадической инфекции в пандемию. Я обычно отвечал на такие вопросы тем, что с моей точки зрения такая теория совершенно не соответствует действительности, но спрашивать продолжают, а прошлый мой ответ нашел сам Михаил Васильевич и даже отметился в моем журнале. Так что я решил прокомментировать эту статью более развернуто.
Получилось довольно длинно. Те, кому это интересно, ( добро пожаловать под кат )

О секс-жизни мышей я уже писал, а сегодня будет про размножение у вьюрков Гулда.

История настолько удивительная, что я когда ее в первый раз услышал (примерно неделю назад) - принял за первоапрельскую шутку. Однако нет - все серьезно, вот статья в "Science".
У вьюрков Гулда в популяции есть две разновидности, которые судя по всему находятся на пути разделения на два новых вида. Внешне они отличаются по окраске головы - у одних она красная, а у других - черная. Они и скрещиваться предпочитают внутри разновидностей - черные с черными, а красные с красными. "Предпочитают" - потому что если черноголовой самке не досталось черноголового самца, то она и на красноголового согласна. Но есть проблема. Потомство от таких "несовпадающих" скрещиваний не очень жизнеспособно, умирает часто в раннем детстве, особенно "девочки". Согласно некоторым теориям (внутри теории эволюции), в такой ситуации самке не выгодно напрягаться и вкладывать свою энергию в потомство. Ей выгоднее размножиться "абы как", с тем чтобы на следующий год размножиться "как следует". Поэтому ученые давно уже искали подобные ситуации и пытались определить, действительно ли сей подход имеет место. В случае с вьюрками им это удалось.

Они взяли по сотне черноголовых и красноголовых самок и скрестили их по очереди с красноголовыми и черноголовыми самцами. Результат - в "несовпадающих" парах количество и размер яиц были существенно меньше, чем в "совпадающих". Более того, в "совпадающих" парах в потомстве "мальчики" и "девочки" появлялись с одинаковой частотой, а в "несовпадающих" - "мальчиков" было в 3-4 раза больше, чем "девочек". Эти данные совпадали с теорией о том, что самки намеренно регулируют свои усилия по производству потомства. Если им достался неподходящий самец, то они не особо напрягаются с качеством и количеством яиц и делают упор на производство мальчиков (девочки чаще гибнут). Однако, можно было объяснить эти данные и иначе - биологическая несовместимость "несовпадающего" скрещивания начинает действовать еще до формирования яйца, ведет к плохим яйцам и убивает "девочек" еще в зародыше.

Авторы протестировали эту гипотезу довольно оригинальным образом: Они взяли красноголовых самцов и покрасили им головы в черный цвет. После чего скрестили их с черно- и красноголовыми самками. Наблюдаемые выше эффекты повторились, но в полной зависимости от цвета головы самца, а не от его генотипа. Все перевернулось - маленькие яйца и преймущественно "мальчики" появлялись при скрещивании этих (красноголовых) самцов с красноголовыми самками, а при скрещивании с черноголовыми все было нормально.
То есть эти самки способны на основании исключительно визуальной информации регулировать не только свою фертильность, но и влиять на пол будущих потомков! Как они это делают - совершенно непонятно.

И вот еще интересный вопрос, задаваемый некоторыми читателями: Откуда самка знает, какого цвета у нее голова?

Ходили мы однажды на вечеринку и встретился там мне креационист. Я, честно говоря, растерялся, потому что не ожидал такой встречи в нашей тусовке, довольно плотно насыщеной всякими учеными и просто образованными людьми. Я стал судорожно соображать, что мне с ним делать: поспорить, конечно, хотелось, но я понимал, что споры по этому поводу часто бывают очень длинными, довольно эмоциональными и переходящими на личности. Будучи в гостях, я хотел этих проблем избежать. А он, между тем, вещал мне свои теории: "В кембрийском периоде, - говорил он, - возникли все известные body plans. Возникли почти одновременно! Если бы эволюция могла их произвести, то мы бы видели возникновение новых body plans и после кембрийских времен (эволюция ведь продолжалась), а мы видим лишь их потерю. Следовательно, их произвела не эволюция, а что-то иное." Я решил перевести разговор на какую-нибудь близкую, но менее опасную биологическую тему. Однако body plans совершенно поразили воображение креациониста. Он отказывался обсуждать что-либо иное, потому что он считал body plans главным достижением биологических организмов. Всё, случившееся до кембрийского периода, он считал недостойным внимания потому, что тогда организмы даже не имели развитых body plans (о чем тут можно разговаривать?), а всё, случившееся после - недостойным внимания потому, что все эволюционные изменения были лишь небольшими и несущественными модификациями возникших в Кембрие body plans.

Признаюсь честно - я просто соврал, что мне надо сходить в туалет, и удрал от него.

По итогам позапрошлого поста.

17 человек проголосовали за то, что птицы ближе к рыбам
34 человека проголосовали за то, что птицы ближе к человеку

Большинство, в данном случае, оказалось право. Исходя из того, что нарисовано на картинке, птицы действительно ближе в эволюционном плане к человеку, чем к рыбам. Посмотрите на точки А и B на этой картинке:



Точка А указывает на общего предка, от которого произошли все виды, показанные на картинке. Этот предок жил 400 миллионов лет назад.
Точка B указывает на общего предка, от которого произошли все виды, кроме рыб. Этот предок жил 300 миллионов лет назад.
То есть общий родственник птиц и рыб жил раньше, чем общий родственник птиц и людей. В эволюционном плане птицы более родственны людям, чем рыбам.

Если кому все еще непонятно, то попробую еще так: Жил-был "прадедушка А", было у него два сына - "дедушка В" и "дедушка С". От "дедушки С" произошли рыбки, а от "дедушки В" - птички и люди. У птичек и людей дедушка был общий, а у птичек и рыбок - лишь прадедушка.

Довольно многие замечали, что непонятно, в чем измеряется близость или даже говорили, что вопрос задан некорректно. Это не так. Поясняю: Близость действительно можно измерять по-разному и строить разного вида эволюционные деревья и рассуждать о достоверности каждого из вариантов. Методы построения таких деревьев действительно достаточно сложны и неоднозначны. Однако речь в вопросе шла об интерпретации уже существующего дерева. Интерпретация же полученного дерева - абсолютно тривиальна и однозначна. Тем не менее очень многие делают ошибки. Это довольно грустно и говорит о низком уровне преподавания эволюции в школе.

Будем считать этот пост тематическим отмечанием 200-летия со дня рождения дедушки Дарвина.

Когда говорят об эволюции, то обычно отделяют процесс образования некоего генетического фактора от его изменения во времени. Эволюция обычно имеет дело именно со вторым (тем не менее любимым аргументом креационистов является взять некий кусок ДНК и посчитать "вероятность" его случайного возникновения, но речь сейчас не об этом). Но все-таки откуда же берутся новые гены? Чаще всего они появляются путем дупликации - ошибка при копировании генома приводит к тому, что вместо одной копии гена в геноме получается две. Одна из них при этом может выполнять старую функцию, а вторая может мутировать и приобретать новые функции.

А может ли ген возникнуть ниоткуда, совершенно на новом месте?

Предположим, что может. Как мы определим, что ген возник именно ниоткуда? Можно сравнить ДНК нескольких родственных организмов и если у большинства организмов в некотором месте в геноме лишь мусор, а у одного организма там некий ген, то это будет достаточным аргументом в пользу возникновения гена de novo. Насколько мне известно, таких случаев еще найдено не было. Но их особенно и не искали. Пока что секвенируют геномы организмов, стоящих достаточно далеко друг от друга в эволюционном плане.

Тут на выручку в очередной раз приходят вирусы. Они имеют достаточно гибкие геномы и часто близкородственные вирусы имеют разное количество генов. Но с вирусами иная проблема - они могут приобретать гены захватывая их у собственных хозяев или у других вирусов. Так что появление нового гена в вирусе вполне может быть объяснено тем, что он подхватил его где-нибудь в уже готовом виде.

Есть однако особый случай, в котором возникновение гена на новом месте не вызывает никакого сомнения.( дальше )

В вирусологии/эпидемиологии есть такое понятие - аттенуация. Оно появилось из идеи о том, что вирусу (или любому другому паразиту) не выгодна смерть его хозяина, потому что со смертью хозяина погибает и он сам. Отсюда было заключено, что вирус должен эволюционировать так, чтобы как можно меньше вредить своему хозяину. Такая эволюция и называется аттенуацией. Теория (несколько устаревшая на данный момент) гласила, что все паразитические организмы стремятся к этому оптимуму - где хозяин вообще не испытывает от паразита никакого дискомфорта.

Приведу самый известный пример аттенуации и ко-эволюции хозяина и вируса (его до сих пор можно найти в учебниках). В 1759 году в в Австралию завезли 24 кроликов, которые стали размножаться в геометрической прогрессии и разбредаться по континенту. Спустя два века их число достигло нескольких сотен миллионов.
Распространение кроликов по Австралии (по годам):

( дальше )