Почему нет многоклеточных доядерных? |
||
МЕНЮ Главная страница Поиск Регистрация на сайте Помощь проекту Архив новостей ТЕМЫ Новости ИИ Голосовой помощник Разработка ИИГородские сумасшедшие ИИ в медицине ИИ проекты Искусственные нейросети Искусственный интеллект Слежка за людьми Угроза ИИ ИИ теория Внедрение ИИКомпьютерные науки Машинное обуч. (Ошибки) Машинное обучение Машинный перевод Нейронные сети начинающим Психология ИИ Реализация ИИ Реализация нейросетей Создание беспилотных авто Трезво про ИИ Философия ИИ Big data Работа разума и сознаниеМодель мозгаРобототехника, БПЛАТрансгуманизмОбработка текстаТеория эволюцииДополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информацииМатематикаЦифровая экономика
Генетические алгоритмы Капсульные нейросети Основы нейронных сетей Распознавание лиц Распознавание образов Распознавание речи Творчество ИИ Техническое зрение Чат-боты Авторизация |
2024-05-07 12:03 Человек, как и любое другое ядерное существо, содержит свою ДНК в ядре. И хотя каждая наша клетка содержит один и тот же геном (набор генов), они выражают свою ДНК по-разному, давая начало разным клеткам и тканям, выполняющим различную работу, как, например, клетки кожи, печени и иммунной системы. По сравнению с доядерными одноклеточными бактериями и археями, у которых ядра нет, мы более развиты. Так почему доядерные, имея преимущество перед ядерными в 1.5 миллиарда лет, так и не развили другой многоклеточный способ существования? Тогда как ядерные встречаются как одноклеточные, так и многоклеточные. Многоклеточностью зеленые водоросли, например, обязаны вирусам. Некоторые бактерии смогли развить примитивные формы многоклеточности, такие как колонии фотосинтезирующих цианобактерий или гигантская бактерия Thiomargarita magnifica. Но на этом они остановились, так и не став единым организмом. Естественно, ученых волнует, почему так. Единой гипотезы нет, ученые выдвигают разные точки зрения. Возможно, это из-за того, что ядерные умеют строить внутренние мембраны, что облегчает достижение многоклеточности. А может, из-за того, что мы имеем целый завод по производству энергии (АТФ) внутри наших клеток - митоходрии. Или же может быть, способность ядерных размножаться половым путем и регулярно смешивать свое генетическое разнообразие помогла нам преодолеть это препятствие - одноклеточность. Последняя из недавно выдвинутых теорий была получена путем вычислений на компуктере. Исследователи предположили, что геномы ядерных и доядерных по-разному реагируют на размер популяции, и это может повысить или понизить шансы для развития многоклеточности. Эти ученые уже 15 лет пытаются заставить одноклеточных ядерных развивать многоклеточность в лаборатории. Два года назад они начали выращивать дрожжи (грибы), раскручивать их в центрифуге, а затем собирать самые тяжелые особи, из которых начали новую культуру. Вскоре этот отбор способствовал появлению мутации, которая не позволяла клеткам разделяться, что привело к тому, что вся популяция состояла из особей с такой мутацией. Но неизбежным побочным эффектом развития многоклеточности является сокращение численности популяции, поэтому и популяция этих дрожжей упала в численности. Теперь эти дрожжи создают ветвящиеся строения тел, настолько огромные, что их видно невооруженным глазом. Ученые изучают условия, в которых возникла эта зачаточная многоклеточность, чтобы понять, что они накрутили в центрифуге. Ученые предположили, что в основе развития многоклеточности лежит генетический дрейф. Это когда гены дрейфуют в популяции, как «говно в проруби», а, по-научному, это механизм эволюции, при котором частота определенных генов в популяции меняется в течение нескольких поколений под влиянием случайных событий. Эволюция - это не только естественный отбор; генетический дрейф также играет большую роль, особенно в небольших популяциях. В больших же популяциях влияние генетического дрейфа минимально, поскольку гены в каждом поколении перемешиваются случайным образом. Но в небольших группах случайность может привести к тому, что определенные черты станут широко распространенными, даже если они не дают преимуществ в выживании. Геномы доядерных и ядерных по-разному реагируют на сильный генетический дрейф. В небольшой популяции геномы ядерных имеют тенденцию разрастаться, дублируя гены и добавляя все больше ДНК в геном. Геномы же доядерных имеют тенденцию к уменьшению размера в условиях генетического дрейфа. Ученые до сих пор не знают, почему так происходит. Возможно потому, что регуляция генов у доядерных гораздо менее сложная: все их гены воспроизводятся. Удаление кусков генома - это, возможно, защита от случайных последствий дрейфа. А как это влияет на многоклеточность? Возможно, доядерные избавляются от ДНК, а не накапливают ее, поэтому не могут накопить достаточно генов для развития многоклеточности. По сути, эволюция многоклеточности может сжать то, что раньше было множеством организмов, в меньшую популяцию; клеток может быть много, но все они - один и тот же организм. В условиях такого популяционного давления доядерные и ядерные могут реагировать по-разному: первые создают препятствия для эволюции многоклеточности, а вторые - ускоряют ее. Фото 2 - Arthrospira, род цианобактерий, который развил примитивную форму многоклеточности. Многие клетки растут рядом друг с другом в свернутых колониях, но им так и не удалось специализироваться в различные типы клеток или тканей. Фото 3 - За 2 года одноклеточные дрожжи эволюционировали в многоклеточные «дрожжи-снежинки» с замысловатыми формами и новыми физическими свойствами Видео 4 - На интервальном видео видно, как дрожжи-снежинки вырастают из одноклеточных дрожжей. Источник: vk.com Комментарии: |
|