Prawda

Niedziela, 26 czerwca 2022 - 00:54

« Poprzedni Następny »


Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 4. Rzekome znaczenie dryfu genetycznego w ewolucji


Jerry A. Coyne 2020-10-09


Dryf genetyczny jest losową zmianą w częstości występowania alleli (postaci genu, jak allele A, B i O w genie grup krwi Landsteinera) z powodu losowego szeregowania genów podczas mejozy i faktu, że populacja jest ograniczonych rozmiarów. Jest to tylko jeden z garści “sił” ewolucyjnych, które mogą powodować ewolucję – jeśli pojmujesz “ewolucję” tak jak robi to wielu z nas, jako “zmiany w częstości występowania alleli w czasie” (“częstość występowania alleli” nazywa się czasami “częstością występowania genów”). Innymi siłami, które mogą powodować ewolucyjną zmianę, są dobór naturalny i napęd mejotyczny.

Dryf genetyczny z pewnością działa w populacjach, bo populacje są skończone a allele przypisywane losowo, kiedy tworzy się plemnik (lub pyłek kwiatowy) i jajeczka. Pytanie, którym najbardziej zajmowali się ewolucjoniści, brzmi: “Jak ważny jest dryf genetyczny w ewolucji?”  Wiemy na przykład, że jeśli populacje są wystarczająco małe, dryf może działać przeciwko doborowi naturalnemu, prowadząc do wysokiej częstości występowania szkodliwych genów. To zdarzyło się w małych, izolowanych społecznościach ludzkich, takich jak społeczności religijne Amiszów i Dunkersów. Nie jest jasne jednak, by to zdarzało się dostrzegalnie często u innych gatunków. 


Sewall Wright, słynny ewolucjonista, wskazał na dryf w swojej dobrze znanej “teorii zmiennej równowagi“, która utrzymuje, że dryf jest zasadniczy w tworzeniu wielu adaptacji w naturze. Ta teoria była kiedyś wpływowa, ale obecnie wypadła z łask i przypisuję sobie za to nieco zasługi (patrz tutaj i tutaj).


Związane z tym są różne teorie, które widzą dryf genetyczny i jego nieprzystosowawcze efekty jako kluczowe w tworzeniu się nowych gatunków (np. teoria specjacji oparta na „efekcie założyciela”). W książce, którą napisaliśmy wraz z Allenem Orrem, Speciation, analizujemy te idee w rozdziale 11 i dochodzimy do wniosku, że dryf miał minimalne znaczenie w specjacji w porównaniu do doboru naturalnego.


Wreszcie, dryf genetyczny miał ważną rolę w teorii przerywanej równowagi Steve’a Goulda, bo była to siła, która pozwalała izolowanym populacjom na losową zmianę fenotypową,  rzucając ją z jednego boku „wielościanu Galtona” na drugi. To było jedno z wyjaśnień, dlaczego zapis kopalny jest tak urywany. No cóż, zapis kopalny może być przerywany, ale teoretyczne wyjaśnienie Goulda zostało dość solidnie zdemolowane przez genetyków populacyjnych, włącznie z kilkoma moimi kolegami z Chicago (patrz na tę ważną krytykę).


Choć można przytaczać przykłady dryfu genetycznego działającego w naturze, jak spodziewana utrata genetycznej zmienności w bardzo małych populacjach, moim zdaniem nie miało to dużego znaczenia w specjacji morfologicznej i fizjologicznej ewolucji ani w ułatwianiu adaptacyjnej ewolucji przez popychanie populacji do „adaptacyjnych dolin”. Także pogląd, że naraża to gatunek na wymarcie przez redukowanie puli genetycznych różnic, potrzebnych do adaptowania się do zmian środowiskowych, był przesadny. Nie znam ani jednego wypadku wymarcia spowodowanego przez dryf genetyczny, chociaż ostatnio nie sprawdzałem sprawy gepardów (podobno jest tam wysoki stopień chowu wsobnego z powodu małej populacji, ale nie jestem pewien, że to czyni je narażonymi na wymarcie). W rzeczywistości, dla celów zachowania gatunku, moim zdaniem, znaczenie utraty genetycznego zróżnicowania poprze dryf był znacznie mniej ważny niż redukcja samej populacji, która naraża populację na wymarcie, bo nie mogą znaleźć partnerów. To jest wymarcie spowodowane raczej demografią niż genetyką.  


Dryf był jednak ważny w molekularnej ewolucji, powodując fluktuacje postaci genów w długich okresach czasu. Jeśli te wersje genów są “neutralne” – to jest tak samo reagują na dobór naturalny - to z czasem będą się wymieniać w z grubsza liniowym tempie i tych zmian można używać jako rodzaju „zegara molekularnego” do oceny czasu rozejścia się między gatunkami. Ten rodzaj molekularnej rozbieżności służy do tworzenia drzew rodowych gatunku, jak również do oceny, kiedy gatunki rozeszły się. Jest to dość nowe użycie, bo takie molekularne narzędzia są dostępne dopiero od lat 1960.    


Przejdźmy do tego, co “New Scientist” ma do powiedzenia o dryfie genetycznym w swoim nowym, specjalnym numerze o ewolucji.  


Ich artykuł o tym, jak nowe odkrycia rozszerzą nasze rozumienie ewolucji, zawiera punkt 9 o dryfie, zatytułowany Survival of the luckiest [Przetrwanie największych szczęściarzy]. Najpierw opowiada, poprawnie, jak działa dryf, ale potem przesadza jego znaczenie przez powołanie się na dwa badania miejskich populacji zwierząt, populacji, które w zasadzie powinny wykazywać więcej dryfu niż dzikie populacje, ponieważ populacje żyjące w miastach są małe i podzielone. Nie ma tam niczego o żadnej z tych rzeczy, które właśnie omówiłem powyżej, a więc czym naprawdę zajmowali się ewolucjoniści w sprawie dryfu genetycznego.  


Tutaj jest tekst z “New Scientist”, zgodnie z którym dryf zmienia nasz pogląd na ewolucję (autorem tego kawałka jest Colin Barass):

Biolodzy od stulecia wiedzieli o dryfie genetycznym, ale w ostatnich latach zrozumieli, że może być szczególnie częsty w miejskim środowisku, gdzie drogi i budynki izolują organizmy na małe populacje. Badanie myszaka białostopego  (Peromyscus leucopus) z 2016 roku w Nowym Jorku poparło tę tezę. Jason Munshi-South z Fordham University, New York, i jego koledzy odkryli, że te miejskie populacje utraciły aż połowę swojego genetycznego zróżnicowania w porównaniu z populacjami wiejskimi.


W zeszłym roku Lindsay Miles z University of Toronto Mississauga, Canada, i jej koledzy opublikowali przegląd dowodów z około 160 badań ewolucji w miejskich środowiskach, w organizmach od ssaków i ptaków do owadów i roślin. W niemal dwóch trzecich z tych badań informowano o redukcji genetycznego zróżnicowania w porównaniu do ich wiejskich odpowiedników, co doprowadziło badaczy do wniosku, że dryf genetyczny musi tu odgrywać rolę. “Dryf genetyczny zdecydowanie może stanowić znaczny napęd w ewolucji” - mówi Miles.


Te odkrycia mają duże implikacje, ponieważ populacje tracą zdolność adaptowania się i rozwoju, jeśli tracą genetyczną różnorodność, na którą może działać dobór naturalny. Oczywiście, dryf genetyczny nie jest ograniczony do miejskich środowisk, ale biorąc pod uwagę jak bardzo urbanizacja przypuszczalnie wzrośnie, niepokoi dodatkowa groźba, jaką stanowi to dla dzikiej przyrody. Podkreśla to potrzebę tworzenia zielonych korytarzy, żeby zwierzęta i rośliny nie były izolowane w coraz mniejszych populacjach.  

Nie uważam, że te odkrycia mają “duże implikacje”, ponieważ znaczenie zredukowanego zróżnicowania genetycznego w miejskim środowisku nie jest jasne, szczególnie, kiedy badane geny nie mają wyraźnego związku z doborem naturalnym. Znaczenie utraty połowy genetycznej różnorodności także jest wątpliwe: w końcu, jedna zapłodniona samica zawiera połowę “odziedziczalności” całej populacji. Wszystko spoczywa na tym, czy ewolucja drogą doboru naturalnego zależy od bardzo rzadko występujących genetycznych wariantów obecnych tylko w dużych populacjach, a w rzeczywistości nie wiemy wcale, czy tak naprawdę jest. Powyższe badanie zaś dotyczy myszaków białostopych, jednego tylko gatunku wśród milionów i tylko populacji w miejskich środowiskach. Nie chodzi o pomniejszanie znaczenia tego badania, a tylko o wskazanie, że jego znaczenie dla nie-miejskiej przyrody jest niejasne, podobnie jak niejasne jest jego znaczenie dla ewolucji.


Można przeczytać o badaniu Miles i in. tutaj, i po przeczytaniu go muszę powiedzieć, że sami autorzy dalece nie dochodzą do tak stanowczego wniosku, jak to robi „New Scientist”. Tutaj są wnioski z artykułu:  

Chociaż nasz przegląd literatury z ilościowymi analizami opublikowanych danych genetycznych miejskich populacji pokazuje trend ku zwiększonemu dryfowi genetycznemu i zredukowanemu przepływowi genów, te wzory nie są znaczące i nie widziano ich powszechnie w taksonach. W rzeczywistości, ponad jedna trzecia opublikowanych badań nie wykazuje żadnych negatywnych skutków urbanizacji na genetyczną różnorodność i zróżnicowanie. To, jak populacje i gatunki reagują na urbanizację, zależy wyraźnie od naturalnej historii badanego taksonu, liczby i lokalizacji wybranych miast i molekularnych technik użytych do scharakteryzowania genetycznej struktury populacji.

Innymi słowy, chociaż dwie trzecie badań pokazywały zredukowane zróżnicowanie i zwiększone różnice między populacjami, te wzory nie różniły się znacząco od populacji poza miastami. A jeśli te różnice nie były znaczące, nie ma potrzeby spekulowania o dryfie genetycznym. Autorzy wnioskują po prostu, że różne gatunki pokazują różne wzory genetyczne, kiedy żyją w miejskim środowisku.  


Zdanie Miles, że “dryf genetyczny zdecydowanie może stanowić znaczny napęd w ewolucji”, jest wieloznaczne, ponieważ nie mówi, co rozumie przez “znaczny”, ani co rozumie przez “ewolucję” (czy mówi o wzorach molekularnej ewolucji, jak genetyczne zróżnicowanie, czy o innych rodzajach ewolucji?)


Innymi słowy, “New Scientist” nie pokazał, że dryf genetyczny zmienił nasz pogląd na to, jak działa ewolucja,  a tym mniej, że zmodyfikował nowoczesną syntezę teorii ewolucji. Wiedzieliśmy już, że małe populacje tracą genetyczną różnorodność z powodu dryfu genetycznego i to jest standardowa wiedza od dziesięcioleci. Rzeczywiście nowe twierdzenia o dryfie – że ułatwiają adaptacyjną ewolucję, że są ważnym czynnikiem napędowym specjacji i że wyjaśniają przerywany wzór w zapisie kopalnym – zniknęły z braku zarówno danych, jak teorii wspierającej te twierdzenia.  


Znużyła mnie ta pogoń za “New Scientist” i to może być moja ostatnia krytyka tego numeru. Wiedzcie jednak, że dosłownie każdy z pozostałych dziewięciu punktów jest także przesadzony. Idźcie dalej ludzie – tu nie ma niczego do zobaczenia.


The intellectual vacuity of New Scientist’s evolution issue: 4. The supposed importance of genetic drift in evolution

Why Evolution Is True, 29 września 2020

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Jerry A. Coyne

Emerytowany profesor na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji.  Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków. Jest również jednym ze znanych "nowych ateistów" i autorem książki "Faith vs Fakt". Jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.
 

Skomentuj     Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1306 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Dramatyczny wzrost cen paliw kopalnych jest bolesny, ale daje niewielkie korzyści w walce z globalnym ociepleniem   Lomborg   2022-06-25
Efekt grupy – paskudny błąd poznawczy   Novella   2022-06-22
Nasiona z edytowanymi genomami będą miały przystępną cenę   Maina   2022-06-15
„Zapylisz mnie!”: nachalni bohaterowie świata roślin   Júnior   2022-06-11
Agroekologia zmienia biednych farmerów w biedniejszych   Muhumuza   2022-06-09
Kartofel z Matką Boską w jednej klapie i Karolem Marksem w drugiej   Koraszewski   2022-06-06
Jak nasze wspomnienia są powiązane   Novella   2022-06-04
Wielka Brytania dąży do zezwolenia na edytowanie genów   Novella   2022-06-02
„Grubogłowi przedsiębiorcy pogrzebowi w noc żywych trupów”   Júnior   2022-05-31
Coraz mniejsza część głównych plonów roślin jadalnych na świecie idzie na wyżywienie głodnych, a coraz więcej wykorzystuje się do celów niespożywczych     2022-05-28
Naukowiec z Ghany: “Afryka potrzebuje GMO bardziej niż reszta świata”   Gakpo   2022-05-26
GMO i edytowanie genów: jaka jest różnica?   Karavolias   2022-05-23
Toksyczny nektar, czyli ostrożnie z tureckim miodem   Júnior   2022-05-20
Kolejna nieudana i podyktowana ideologią próba wykazania, że płeć u ludzi nie jest binarna   Coyne   2022-05-18
Brian Charlesworth o błędach nowego artykułu rzekomo pokazującego, że fundamentalne założenie ewolucji neodarwinowskiej jest błędne   Coyne   2022-05-16
Trutnie i inni fruwający panowie   Junior   2022-05-13
Wygnanie z uniwersyteckiego świata – dwa lata później   Winegard   2022-05-10
Życie kwitnące po śmierci   Junior   2022-05-05
Organiczne środki owadobójcze są szkodliwe dla pożytecznych owadów     2022-04-30
Oxitec rozszerza próby z komarami GMO, by zredukować szerzenie się malarii   Conrow   2022-04-28
Słowa w wosku zapisane   Tonhasca Junior   2022-04-26
Rodzice, szkoła, państwo: kultura niskich oczekiwań   Koraszewski   2022-04-25
Nowoczesne ulepszanie roślin uprawnych przyjmuje historyczne podejście   Karavolias   2022-04-20
Pierwsza spożywcza roślina GMO w Ghanie   Baffour-Awuah   2022-04-16
Indie zwalniają edytowanie genów z wymaganej dla GMO oceny bezpieczeństwa   Paranjape   2022-04-11
Metamorfozy    Júnior   2022-04-09
Rolnicy nie mogą uprawiać tego, na co ich nie stać   Ongu   2022-04-07
Rośliny zmodyfikowane: odkłamać opinię o GMO   Conrow   2022-04-07
Odmowa szczelinowania jest szaleństwem   Ridley   2022-04-02
Jak wirusy chorób układu oddechowego ewoluują, by stać się łagodniejsze   Ridley   2022-03-22
Czy globalne ocieplenie może być dla nas dobre?   Ridley   2022-03-03
Południowa Afryka powinna przemyśleć regulacje dotyczące genetycznie modyfikowanych roślin   i Priyen Pillay   2022-03-01
Dlaczego środowiskowcy stanowią większą przeszkodę dla skutecznej polityki klimatycznej niż negacjoniści?   Boudry   2022-02-21
O figach i osach   Júnior   2022-02-18
Pień liczący 40 tysięcy lat przekazany Maorysom zamiast nauce   Coyne   2022-02-14
Propaganda anty-GMO obraża drobnych farmerów w Afryce i w Azji   Gakpo   2022-02-08
Jak “tubylcza medycyna” różni się od medycyny   Coyne   2022-02-07
Biotechnologia podnosi plony wysokobiałkowego afrykańskiego pochrzynu   Wetaya   2022-02-04
Spadanie w przepaść   Turski   2022-01-27
Czy koniki morskie coś nam mówią o LGBT? Błąd naturalistyczny popełniony przez Sussex Wildlife Trust   Coyne   2022-01-25
Ojczyznę wolną (od GMO) zachowują pany   Koraszewski   2022-01-22
Namawianie roślin, żeby podjęły ryzyko   Karavolias   2022-01-20
Czy uczenie się metodą prób i błędów jest „nauką”?   Coyne   2022-01-14
Czy gaz i energia jądrowa są “zielone”   Novella   2022-01-12
Ptasia grypa w czasach ludzkiej zarazy   Collins   2022-01-11
Rasa jest kontinuum. Płeć jest cholernie binarna   Dawkins   2022-01-10
Komiczne krzyki o klimatycznej Apokalipsie –— 50 lat nieuzasadnionego siania paniki   Lomborg   2022-01-06
Gnidy, o których PIS ci nie powie   Koraszewski   2022-01-05
Niebezpieczeństwo upolitycznienia nauki   Krylov   2022-01-01
Specjalne przesłanie do muzułmanów na całym świecie   Pandavar   2021-12-28
Nowe badania pokazują, że kraje rozwijające się płacą wysoką cenę za ograniczanie upraw roślin GMO   Maina   2021-12-25
Jajo, które wywołało sensację   Koraszewski   2021-12-24
Pięć powodów zakończenia debaty o GMO   Evanea   2021-12-16
Richard Dawkins pisze do “przyjaciół nauki i rozumu” w Nowej Zelandii   Coyne   2021-12-14
 Syntetyczna biologia oferuje obietnicę rozwiązania globalnego problemu z plastikiem   Agaba   2021-12-13
Nigeria wzywa Afrykę, by szła w jej ślady w sprawie GM wspięgi wężowatej   Opoku Gakpo   2021-12-09
Małe nietoperze idą do przedszkola   Koraszewski   2021-12-06
Afrykańscy naukowcy wzywają do polityki poparcia biologii syntetycznej i innych innowacji   Agaba   2021-12-02
Uprawy GMO zredukowały zatrucia farmerów pestycydami   Maina   2021-11-27
Czy genetyka może pomóc wyeliminować nierówność?   Coyne   2021-11-26
Matematyka i prawdziwa historia katastrofy klimatycznej   Lomborg   2021-11-24
Nigeria daje zielone światło kukurydzy GMO   Conrow   2021-11-22
Ugandyjscy studenci nalegają na powszechne stosowanie biotechnologii i uchwalenie prawa o biobezpieczeństwie   Agaba   2021-11-17
Organiczny eksperyment Sri Lanki   Novella   2021-11-16
Ruanda skwapliwie przyjmuje biotechnologię poprzez ekspansję OFAB   Meeme   2021-11-12
Sprzeciw wobec anulowania Huxleya   Coyne   2021-11-05
Farmerka z Kenii zbiera obfity plon z bawełny GM   Meeme   2021-11-04
Czarni uczeni i nauka o rasizmie   Koraszewski   2021-11-03
Kłusownictwo narzuca na słonie dobór w kierunku ewolucji słoni bez ciosów   Coyne   2021-11-01
Marnujemy naszą wielką szansę na edytowanie genów   Ridely   2021-10-29
“Czarne tygrysy” w małym indyjskim rezerwacie sugerują losowy dryf genetyczny   Coyne   2021-10-26
Wytwarzanie białek w roślinach przez rolnictwo molekularne   Novella   2021-10-20
Strzelby, zarazki, maszyny to zdecydowanie antyrasistowska książka. Dlaczego lewica jej nie kocha?   Barnett   2021-10-13
Nigeryjscy farmerzy nie mogą się doczekać wystarczających ilości GM nasion wspięgi wężowatej   Gakpo   2021-10-12
Dobór płciowy versus dobór naturalny: na przykładzie chrząszczy   Coyne   2021-10-08
Edytowanie genów kluczem do ulepszenia podstawowych upraw w Afryce   Abugu   2021-10-01
Bakłażan GMO jest udokumentowaną wygraną ubogich farmerów   Conrow   2021-09-23
O Jezu, wskrzeszają mamuta!   Koraszewski   2021-09-17
Wszystkie antyizraelskie wiadomości zasługują na publikację   Bard   2021-09-04
Tożsamość etniczna i rasa   Coyne   2021-08-30
Środowiskowcy mylili się – nie stoimy przed apokalipsą owadów   Ridley   2021-08-13
Czy znaleziono najstarszy dowód na istnienie zwierzęcia? Nowa gąbko-podobna skamieniałość liczy 890 milionów lat   Coyne   2021-08-11
Psy rozumieją ludzi   Novella   2021-08-06
Nowy start nauki o życiu w epoce genu   Ridley   2021-08-05
Użycie ognia przez homininy: przykład szybkiej ewolucji kulturowej?   Coyne   2021-08-04
Historia pandemii jest historią zaprzeczania   Jackoby   2021-07-27
Nieuchwytny neuron babci   Novella   2021-07-22
Cierpienie i pytanie, czy przestaniemy jeść mięso   Koraszewski   2021-07-14
Czy nadchodzi hydroponika?   Novella   2021-07-13
Raport Unii Europejskiej o glifosacie   Novella   2021-07-10
Dlaczego ideologii nie należy mieszać z nauką   Coyne   2021-06-30
Nagonka na Izrael grasuje w stowarzyszeniach nauk ścisłych, medycyny i edukacji   Chesler   2021-06-24
Szczęśliwi pracoholicy   Witkowski   2021-06-03
Propaganda w wykonaniu nauczycieli akademickich   Chesler   2021-06-02
Ewolucja wielokomórkowości   Novella   2021-05-07
Polityczna polaryzacja jest przesadzona   Novella   2021-05-04
Wrotki były kiedyś sztandarową grupą istot bez seksu, a teraz sądzi się, że ukradkiem odstawiają szybkie numerki   Coyne   2021-04-22
Błędna historia antykolonializmu   Tupy   2021-04-21
Mayflower wyrusza w podróż raz jeszcze   Koraszewski   2021-04-19
Genetyczny przełącznik CRISPR   Novella   2021-04-16

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

„Przebudzeni”


Pod sztandarem


Wielki przekret


Łamanie praw człowieka


Jason Hill


Dlaczego BIden


Korzenie kryzysu energetycznego



Obietnica



Pytanie bez odpowiedzi



Bohaterzy chińskiego narodu



Naukowcy Unii Europejskiej



Teoria Rasy



Przekupieni



Heretycki impuls



Nie klanial



Cervantes



Wojaki Chrystusa



 Palestyńskie weto



Wzmacnianie układu odpornościowego



Wykluczenie Tajwanu z WHO



Drzazgę źle się czyta



Sześć lat



Pochodzenie



Papież Franciszek



Schadenfreude



Pseudonaukowa histeria...


Panstwo etc



Biły się dwa bogi


 Forma przejściowa


Wstęga Möbiusa


Przemysł produkcji kłamstw


Jesteś tym, co czytasz,



Radykalne poglądy polityczne


Einstein



Socjologia


Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Malgorzata, Andrzej, Marcin, Henryk