Принципи еволюційних перетворень
В даний час вважається, що багато хто, можливо, навіть всі основні, еволюційні новоутворення з’явилися не в результаті поступового накопичення мутацій, а за рахунок перекомбінаціі готових функціональних блоків живих систем. Такими блоками в різні моменти еволюційного розвитку могли служити молекули, гени, клітини, структури організму, цілі особини і їх спільноти. Так формулюється блочний (модульний) принцип в теорії еволюції.
Як зазначалося, ще до появи життя, в ході абіогенного синтезу, цілком могли сформуватися короткі білкові молекули, що представляють собою випадкові комбінації амінокислот (див. П. 1.4.2). Виявилося, що вже такі короткі білки мають слабкими каталітичні властивості, причому розрізняються у різних молекул. Великі складні білки могли утворитися як комбінації з таких порівняно коротких шматочків-блоків. Аналіз структури відомих білків підтверджує саме такий шлях розвитку.
Перші живі системи, за однією з гіпотез, виникли шляхом об’єднання абиогенно синтезованих РНК і білкових молекул.
Формування нових генів та інших функціональних послідовностей ДНК відбувається при перетасування генетичних модулів. Хромосомні перебудови – утворення нових комбінацій предсуществующих блоків – також не рідкість серед механізмів еволюційних перетворень. Ілюстрація реалізації блочного принципу – спостережуване повсюдно явище дуплікації генів з можливим подальшим розходженням їх функцій. Горизонтальний перенос генетичного матеріалу – переміщення в геном організму МГЕ, генів і цілих геномів інших організмів – також приклад блочного характеру еволюції.
Блоковий принцип еволюційних перетворень виявляється і в феномені симбіозу. Існує думка, що поява нових форм життя в результаті симбіозу, тобто при злитті співтовариства або якихось його компонентів у єдиний організм, – один з основних шляхів еволюції.
Так, еукаріотична клітина виникла в результаті симбіозу декількох різних видів прокаріот-бактерій. Ці бактерії спочатку довго існували як компоненти інтегрованого бактеріального спільноти – бактеріального мата (див. П. 1.4.4) (рис. 13.7). Після того як між ними встановилася стійка система взаємодій і взаємної координації, ці бактерії злилися в єдиний організм, який і став першою еукаріотичної кліткою. Добре відомий приклад з лишайниками – організмами, які представляють собою співжиття гриба з одноклітинними водоростями. Лишайники, по суті, являють собою маленькі компактні спільноти, які самі забезпечують себе всім необхідним. Ще приклад – глибоководні риби, що світиться орган яких заселений бактеріями, що світяться. Жуйні ссавці ніколи б не навчилися харчуватися грубою рослинною їжею, а значить, і не стали б жуйними, якби не обзавелися цінними співмешканцями – одноклітинними симбионтами, що живуть у них в шлунку і переварюють за них целюлозу, яку жодне ссавець переварити самостійно фізіологічно не може. Терміти, які харчуються виключно деревиною, для розкладання целюлози мають у своєму кишечнику цілу групу симбіонтів – жгутиконосцев і живуть усередині них бактерій. Спочатку терміти знаходять їжу і подрібнюють деревну масу, доводячи до дрібнодисперсного стану, в якому її можуть поглинати жгутіконосци. Потім за справу беруться живуть усередині жгутиконосца бактерії. Поряд з генами, які відповідають за синтез целюлази – ферменту, що руйнує молекули целюлози, в їх геномі є гени, що кодують ферменти, відповідальні за азотфіксацию, – зв’язування вільного азоту атмосфери N2 і перетворення його у форму, придатну для використання не тільки самими бактеріями, але також жгутиконосцами і термітами. Більше того, терміти не тільки самі використовують, але і при необхідності “заражають” один одного цими симбионтами.
Значну роль відіграє блоковий принцип еволюції і при формуванні ароморфозов, хоча це виявляється і не настільки яскраво.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)