Две силы эволюции – устойчивость и подверженность мутациям
Устойчивость и способность к эволюции (два необходимых условия развития жизни на Земле) – на первый взгляд представляются несовместимыми задачами. Живым существам необходимы крепкие, устойчивые гены; любая мутация может привести к гибели.
Наряду с этим, без мутаций невозможна эволюция, адаптация к новым условиям, выживание в меняющимся мире.
«Если система устойчива, она выживет вопреки мутациям. Но если вы хотите эволюционировать, нельзя не меняться»,
— рассказывает Андреас Вагнер (Andreas Wagner), биолог из Цюрихского университета.
Новое исследование, представленное в журнале Science, сообщает, что эти противоположно направленные свойства на самом деле идут рука об руку. Вагнер и его коллега Джошуа Пэйн (Joshua Payne) изучили 104 фактора транскрипции у мышей и 89 – у дрожжей.
Факторы транскрипции – это специальные белки, отвечающие за регулирование экспрессии генов. Они связываются с последовательностями ДНК, которые называются участками связывания; обычно один транскрипционный фактор может пристраиваться к нескольким УС.
Вот что обнаружили Пэйн и Вагнер: чем с большим числом участков может связываться фактор транскрипции (и чем больше шансов на то, что он может «перепрыгнуть» с одного участка на другой с помощью единичных мутаций), тем больше устойчивость функции у этого фактора.
Более того, такая устойчивость облегчает популяции мышей и дрожжей поиск новых, потенциально полезных мутаций – и ключевое слово здесь именно «популяция». При прочности/устойчивости транскрипционных факторов каждый член группы способен выполнять одни и те же биологические функции, невзирая на фантастическое разнообразие ДНК на УС.
У их потомков это разнообразие вырастет еще больше.
Данное исследование – лишь один из проектов Пэйна и Вагнера, пытающихся понять истоки биологического разнообразия. Перефразируя датского ботаника Гуго де Фриса, Вагнер замечает, что «естественный отбор может объяснить выживание сильнейших, но не появление сильнейших».
Исследование представлено в журнале Science.
По материалам пресс-релиза Института Санта-Фе.
Источник: А. Космарский nauka21vek.ru
