Məlumat

3 Mutasiyalar Təkamül və Təbii Seleksiya - Biologiya

3 Mutasiyalar Təkamül və Təbii Seleksiya - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Həyatın Birliyi və Müxtəlifliyi

Bütün hüceyrə orqanizmləri ortaq bir əcdadın (ilk ibtidai prokaryotik hüceyrələr) ortaq olması (və ya "enmə") nəticəsində müəyyən xüsusiyyətlərə malikdir. Bununla belə, canlı orqanizmlərin inanılmaz müxtəlifliyi heyrətamizdir. Belə müxtəliflik necə yaranıb?

Həyatın müxtəlifliyi təkamül, orqanizmlərin populyasiyasının genetik quruluşunun dəyişməsi ilə izah olunur.

Təkamülün “xammalı” genetik dəyişkənlikdir, bir orqanizm populyasiyasının fərdləri arasındakı genetik fərqlərdir. Genetik dəyişkənlik necə yaranır?

Genetik dəyişkənlik təsadüfi mutasiyalar, orqanizmlərin nuklein turşusu ardıcıllığının dəyişməsi, mikroblarda genlərin üfüqi ötürülməsi və cinsi rekombinasiya nəticəsində yaranır.

Təsadüfi mutasiyalar: Bu mutasiyalar adətən hüceyrə bölünməzdən əvvəl genetik məlumatı kopyalayan fermentlər səhv etdikdə baş verir. Nümunə olaraq, DNT polimeraza fermenti aşağıdakı DNT ardıcıllığını dəqiq surətdə kopyalamalıdır.

DNT əsasının qısaldılması:

A=adenin T=Timin G=Quanin C=sitozin

Orijinal genetik məlumat, ikiqat zəncirli DNT-nin DNT əsas ardıcıllığı

A-T- C- G- G

T- A- G- C- C

Orijinal DNT

DNT polimeraza hüceyrə bölünməzdən əvvəl DNT-nin dəqiq surətini çıxarmalıdır ki, hər bir “qız” hüceyrə ana hüceyrədən genetik məlumatın dəqiq surətini alsın:

A-T- C- G- G

T- A- G- C- C surəti 1

A-T- C- G- G /T- A- G- C- C --- DNT polimeraza nüsxələri

Orijinal DNT A-T- C- G- G

T- A- G- C- C

surət 2

Orijinal hüceyrə bölündükdə, hər iki "qız" hüceyrə DNT-nin bir nüsxəsini, "ana" hüceyrədən DNT-nin dəqiq surətlərini alacaqlar.

Genetik dəyişkənliyin bir mənbəyi, DNT polimerazı aşağıda göstərildiyi kimi orijinal DNT-ni kopyalayarkən səhv etdiyi zaman baş verir:

A-T- C- G- G

T- A- G- C- G* ,<-səhv=mutasiya surət 1

A-T- C- G- G /

T- A- G- C- C --- DNT polimeraza nüsxələri

Orijinal DNT A-T- C- G- G

T- A- G- C- C

surət 2

Bu halda DNT polimeraza №1 nüsxədə səhv etdi (“C” əvəzinə “G” istifadə etdi). Bu mutasiya, DNT ardıcıllığında dəyişiklikdir. Nəticədə, mutasiyaya uğramış gen müxtəlif zülallar üçün məlumatı kodlaya bilər. Bu fərqli zülal mutant DNT nüsxəsini alan “qız hüceyrəsinin” bəzi xüsusiyyətlərini dəyişə bilər. Bu mutant orqanizm öz populyasiyasının “normal, mutant olmayan” üzvü ilə müqayisədə daha yaxşı rəqib ola bilər (yaxud mutant “normal” həmkarları ilə daha az rəqabət apara bilər).

Resurslar məhduddursa, daha yaxşı rəqib olan “variantlar” və ya mutantlar mutant olmayan qonşularına nisbətən daha çox sayda sağ qalacaqlar. Mutantların daha zəif rəqibləri olan mutant olmayan populyasiya üzvlərindən daha çox nəsli olacaq. Variantın daha yaxşı rəqabət aparmasına imkan verən mutasiya onun nəslinə keçəcək. Vaxt keçdikcə genetik məlumatın mutant forması sağ qalan əhalinin böyük bir hissəsi tərəfindən daşınacaq, başqa bir şəkildə deyim ki, mutant genin tezliyi populyasiyada artır. Beləliklə, populyasiyanın genofondu və ya genetik quruluşu zamanla dəyişdi və orqanizmlərin populyasiyası “inkişaf etdi” (və zaman keçdikcə əhali ətraf mühitə daha yaxşı uyğunlaşır).

Yuxarıda təkamülün “necə” baş verdiyini təsvir edən bu mexanizm 1800-cü illərdə Çarlz Darvin və Alfred Uolles tərəfindən hazırlanmış konsepsiya “təbii seçmə” adlanır. (Darvin və Uolles təkamülü təsvir edən ilk insanlar deyildilər, lakin təbii seçmə prosesini ilk təsvir edənlərdir).

Darvin və Uollesin təbii seçmə ilə təkamülü izah etməsi 5 fərziyyəyə əsaslanır (mənbə: Keeton and Gould's Biology 4-cü nəşr, Norton Publishers)

1. Hər nəsildə sağ qalacaq və çoxalacaqdan daha çox fərd doğulur (ekoloji resursların məhdudlaşdırılması, resurslar uğrunda rəqabət)

2. Populyasiyanın fərdləri arasında müxtəliflik var.

3. Müəyyən xüsusiyyətlərə malik olan fərdlərin sağ qalmaq və çoxalma şansı digər xüsusiyyətlərə malik olan fərdlərə nisbətən daha yüksəkdir.

4. Diferensial sağ qalma və çoxalma ilə nəticələnən bəzi fərqlər irsi xarakter daşıyır

5. Dəyişiklik üçün geniş zaman aralığı mövcuddur

Təbii seçmə və süni seleksiya

“Təbiət” təbii sərvətlər uğrunda rəqabətdə hansı variantların ən yaxşı olduğunu seçdikdə və beləliklə, digər variantlardan daha yüksək sürətlə sağ qalacaq və çoxalacaqsa, “təbii seçim” baş verir. Bununla belə, insanlar müəyyən xüsusiyyətlərə görə orqanizmləri seçərək yetişdirirsə və ya insanlar ətraf mühiti qəsdən dəyişdirirsə (məsələn, antibiotiklərin həddindən artıq istifadəsi ilə), "süni seçim" baş verir. Dünya miqyasında antibiotiklərin həddindən artıq istifadəsi/sui-istifadəsi süni şəkildə artan sayda antibiotikə davamlı bakteriyalar üçün seçilib.

Antibiotiklərə davamlı bakteriyaların təkamülü

Bakteriyalar bu qədər sürətlə çoxaldıqları üçün onların populyasiyalarının təkamül etməsi üçün "çox vaxt" lazım deyil. Antibiotik müqaviməti bəzi bakteriyalar populyasiyalarında bir neçə il ərzində (hətta bir neçə həftə ərzində) inkişaf edə bilər.

RNT viruslarının variant suşlarının təkamülü: HİV və qrip

Hüceyrə orqanizmlərinin hamısının genetik məlumatı olaraq DNT var. DNT-ni kopyalayan ferment, DNT polimerazları “yüksək sədaqətə” malikdir, yəni bu fermentlər nisbətən az səhv edirlər, çünki onların işlərini “redaktə etmək və ya yoxlamaq” və bir çox səhvlərini düzəltmək qabiliyyəti var. DNT polimerazasının səhv nisbətləri 108-109 nukleotid başına təxminən bir səhv nukleotiddir.

Bunun əksinə olaraq, bəzi virus növləri (hüceyrəsiz patogenlər) genetik məlumat kimi RNT-dən istifadə edirlər. RNT-ni kopyalayan fermentlər, RNT polimerazaları səhvləri düzəltmək qabiliyyətinə malik deyillər, buna görə də RNT polimerazalarının səhv nisbəti çox yüksəkdir (hər 104-105 nukleotiddə bir səhv nukleotid). Beləliklə, qrip virusu və HİV kimi bir çox RNT virusları çox yüksək mutasiya dərəcələrinə malikdir, beləliklə, HİV və qrip viruslarının "populyasiyaları" sürətlə inkişaf edir. Bu virusların yüksək mutasiya sürəti dərmana sürətli müqavimət və vaksin istehsalında böyük çətinliklərlə nəticələnir.

Təbii seçim "qısaca"

1. Hər növ yaşaya biləcəyindən daha çox nəsil verir

2. Nəsillər məhdud resurslar üçün bir-biri ilə rəqabət aparır

3. Hər bir populyasiyada orqanizmlər müxtəlifdir

4. Ən əlverişli əlamətlərə/variasiyalara malik orqanizmlərin sağ qalması və daha çox nəsil törəməsi ehtimalı yüksəkdir.

Nəticə:…..nəticə etibarilə variant genləri zamanla populyasiyaya “yayılır”, populyasiyanın genetik tərkibi dəyişir və zamanla populyasiya dəyişiklikləri/təkamül edir=”Təkamül”

Bakteriyalarda Horizontal Gen Transferi

Prokaryotlar arasında genetik materialın ötürülməsi: transformasiya, transduksiya, konyuqasiya

I. Genetik rekombinasiya və homoloji rekombinasiya keçid yolu ilə DNT ardıcıllığının mübadiləsi “yad” homolog DNT-nin bakteriya sahibi xromosomuna inteqrasiyasına həddindən artıq icazə verir. Bakterial allelləri "xarici" allellərlə əvəz edir.

1. “Xarici” tək zəncirli homolog xromosom DNT ev sahibi bakterial xromosom DNT-nin homoloji ardıcıllığı ilə uyğunlaşır.

2. Ev sahibi DNT-nin DNT fraqmenti çıxarılır, yad DNT ardıcıllığı ilə əvəz olunur-hüceyrələrin genotipini dəyişir (“doğma” allel yad allellə əvəz olunur)

3. Rekombinasiya fermentləri/zülallar, nukleazlar, ligazalar daxil olmaqla bir çox ferment tələb edir.

II. Transformasiya: səlahiyyətli bakteriya hüceyrələri tərəfindən ətraf mühitdən "çılpaq" DNT-nin alınması.

1. plazmid DNT və ya xromosom DNT

2. Bəzi bakterial suşlar təbii olaraq səlahiyyətlidir. Xüsusi səth zülalları ətraf mühitdən yaxından əlaqəli çılpaq DNT-ni tanıyır və götürür (Qriffitin Streptococcus pneumoniae ilə apardığı təcrübələri xatırlayın). Digər bakteriya ştammları kimyəvi maddələrlə müalicə edilərək (keçmiş soyuq + səlahiyyətli E. coli hüceyrələri yaratmaq üçün laboratoriyada istifadə olunan kalsium xlorid müalicəsi; ikiqat zəncirli plazmid DNT-nin icazə verilən qəbulu) səlahiyyətli hala gətirilə bilər.

3. Səlahiyyətli Streptococcus pneumoniae tək zəncirli DNT-nin hüceyrə membranından keçməsinə imkan verir (2-ci zəncir adətən pozulur).

4. Səlahiyyətli hüceyrə DNT ilə transformasiya edildikdə, hüceyrələrə “transformantlar” deyilir. Homoloji ardıcıllıqlar mövcud olduqda, xromosom DNT bakterial DNT ilə genetik rekombinasiyaya məruz qala bilər.

III. Transduksiya. Bakteriofaqların DNT-ni bir bakteriyadan digər bakteriyaya daşıdığı DNT transfer prosesi. 2 növ: ümumiləşdirilmiş və ixtisaslaşdırılmış.

1. Ümumiləşdirilmiş transduksiya:(təsadüfi olaraq köçürülmüş bakterial genlər) Litik reproduktiv dövrü xatırlayın. Dövrün sonuna doğru bakterial xromosom DNT-si təsadüfən faj DNT-si əvəzinə faj başlarına/kapsidlərinə qablaşdırılır. Bu, öz genetik materialına malik olmadığı üçün qüsurlu bir faq yaradır, lakin o, hələ də sərbəst buraxıla, yeni bakteriyaya yapışa və DNT-ni yeni ana bakteriyaya yeridə bilər. Bu DNT bakterial xromosomun homoloji bölgəsini əvəz edə bilər. Bakteriya hüceyrəsi indi rekombinant DNT daşıyır.

2. Xüsusi transduksiya (yalnız xüsusi bakterial genlər köçürülür). Mülayim bakteriofaq tələb edir. Faj DNT-si, adətən, müəyyən bir yerdə ev sahibi bakteriya xromosomuna inteqrasiya edir. Daha sonra profage litik dövrə daxil ola bilər. Profage xromosomdan çıxarıldıqda, bəzən bitişik bakterial DNT-nin kiçik bir hissəsini götürün. Bakterial genlər faj DNT ilə paketlənir və yeni bakteriya sahibinə yeridilir.

IV. Konjuqasiya. Müvəqqəti olaraq birləşən 2 bakteriya arasında genetik materialın birbaşa ötürülməsi. Model E. coli istifadə edir (qram-müsbət bakteriyalar bir qədər fərqli prosesdən istifadə edir).

1. DNT-nin birtərəfli ötürülməsi: donor hüceyrə (kişi) genetik materialı qəbul edən hüceyrəyə (qadın) köçürür.

2. Erkək dişiyə yapışmaq üçün protein əlavələrindən, içi boş cinsi pililərdən istifadə edir

3. 2 hüceyrə arasında müvəqqəti sitoplazmik körpü yaranır və DNT-nin ötürülməsi üçün yol təmin edilir

4. “Kişilik”, konyuqasiya zamanı cinsi pili əmələ gətirmək və DNT-ni köçürmək qabiliyyəti F faktoru=Fertility Factor adlı xüsusi DNT ardıcıllığının olması nəticəsində yaranır. F faktoru xromosoma inteqrasiya olunmuş və ya plazmid kimi mövcud ola bilər, buna görə də epizomdur (episome= ya plazmid, ya da bakterial xromosomun bir hissəsi kimi çoxalda bilən genetik element; lambda kimi mülayim viruslar da epizoma aid edilir).

5. Xatırla plazmidlər adətən “əlavə” genləri daşıyan ekstraxromosomal, özünü təkrarlayan DNT elementləridir. Bu genlər stresli şəraitdə yaşayan bakteriyalar üçün sağ qalma üstünlükləri verə bilər. Məsələn, "R plazmidləri" antibiotiklərə qarşı müqavimət genlərini daşıyan plazmidlərdir və ev sahibi hüceyrələrin antibiotik təzyiqinin mövcudluğunda sağ qalmasına imkan verir. F faktoru, mövcud bakteriya suşlarına üstünlük verməyən dəyişən mühitdə faydalı ola biləcək genetik rekombinasiyanı asanlaşdırır (Campbell, Biology 5th ed)

6. F plazmidi: Plazmid şəklində olan F faktoru F plazmidi adlanır. Təxminən ibarətdir. Ən çox cinsi pilus istehsalında iştirak edən 25 gen.

a. F+ hüceyrələri (erkəklər) F plazmidini ehtiva edir; F plazmidi adətən təkrarlanır və qız hüceyrələrə ötürülür. F+ vəziyyəti “yoluxucu”dur, çünki qadın hüceyrələrə keçə bilir və konjuqasiyadan sonra onları F+ kişilərə çevirir.

b. F-hüceyrələrində (dişi) F plazmidi yoxdur

c. F plazmidi kişidə təkrarlanır və bir nüsxəsi qadına ötürülür və onu F+ kişiyə çevirir. F+ x F- konjuqasiyası zamanı yalnız F plazmid nüsxəsi köçürülür

7. Konjuqasiya zamanı Hfr və bakterial gen transferi

a. F faktoru bakteriya xromosomuna inteqrasiya olunarsa, bakteriya Hfr hüceyrəsi (Yüksək rekombinasiya tezliyi) adlanır.

b. Hfr kişi rolunu oynayır, cinsi pilus əmələ gətirir, F faktorunu kopyalayır, F-nin surətini F- partnyoruna köçürməyə başlayır, lakin indi F faktoru bakterial xromosom DNT-nin bir hissəsini də özü ilə aparır.

-müvəqqəti olaraq, genetik rekombinasiya baş verənə və DNT seqmentləri dəyişdirilənə qədər dişi diploiddir (eksizləşdirilmiş DNT parçalanır)

-Qadın rekombinant hüceyrəyə çevrilir; adətən cütləşmə bütün xromosom və F faktoru köçürülməzdən əvvəl kəsilir, buna görə də o, adətən qadın olaraq qalır

V. Müqavimət Plazmidləri və Transpozonlar

1. R =müqavimət plazmidləri, antibiotiklərə qarşı müqavimət və/və ya ağır metallara qarşı müqavimət genlərini daşıyır, məsələn. civə müqaviməti. Antibiotikləri məhv edən fermentlər nümunəsi. beta-laktamazlar penisilin, ampisilin və əlaqəli antibiotiklərin beta-laktam halqasını, civə reduktaza genlərini məhv edir.

2. R plazmidləri çoxlu antibiotik müqavimət genlərini daşıya bilər və konyuqasiya və transformasiya yolu ilə bakteriyalar arasında kopyalana və köçürülə bilər.

3. Bəzi R plazmidləri 10 antibiotik müqavimət genini daşıyır; transpozonlarla əlaqəli təkamül düşüncəsi

4. Transposonlar köçürülə bilən genetik elementlər, bir yerdən başqa yerə hərəkət edə bilən DNT parçalarıdır (Barbara McClintock-un “jumping genes” 1940-50-ci illər; Nobel mükafatı 1983-cü il 81 yaş). Bəziləri deyirlər ki, transpozonlar (“Tn”lər) heç vaxt müstəqil olaraq mövcud deyil, bəzi qram-müsbət Tn-lər bu qaydanı poza bilər.

5. Transpozonlar çoxlu antibiotik müqavimət genlərini R plazmidlərinə köçürmüş ola bilər

6. Insertion sequences (IS)-ən sadə transpozonlar. 1 geni yalnız bir-birinin tərs təkrar, tərs, geri versiyaları ilə mötərizə edilmiş transpozaza fermenti üçün daşıyın. Transposase ters çevrilmiş təkrarlara bağlanır və hədəf saytları tanıyır. Transposase hədəf ardıcıllığını kəsir və IS daxil edir. “Kəs və yapışdır”

7. Kompozit transpozonlar: Əlavə genlər, məsələn, 2 IS arasında antibiotik müqaviməti sendviçi üçün. Yəqin ki, R plazmidlərinin təkamülündə iştirak edir


3 Mutasiyalar Təkamül və Təbii Seleksiya - Biologiya

Bioloji təkamül prosesi “modifikasiya ilə enmə” kimi dəqiq müəyyən edilə bilər.” Bu tərifə mikrotəkamül (populyasiyanın zamanla allel tezliyindəki dəyişikliklər) və makrotəkamül (müxtəlif növlərin bir çox nəsillər ərzində ortaq bir əcdaddan törəməsi) daxildir. ). Təkamül təkamül dəyişikliyinin əsas mexanizmləri kimi fəaliyyət göstərən dörd prosesə əsaslanır:

  1. Mutasiya. Mutasiyalar populyasiyada variasiyanın son mənbəyidir və fərdlərin genetik quruluşunda dəyişikliklərlə nəticələnir.
  2. Miqrasiya. Mövcud əhalinin üzvləri ayrıldıqda və ya yeni üzvlər qoşulduqda populyasiyanın allel tezliyi dəyişə bilər.
  3. Genetik Drift. Genetik sürüşmə allel tezlikləri sırf təsadüfi amillərə görə dəyişdikdə baş verir. Məsələn, bir şəxs təsadüfən böcəklər populyasiyasının üstünə basarsa və populyasiyadakı bütün qəhvəyi böcəkləri təsadüfi şəkildə öldürürsə, populyasiyanın allel tezliyi mütləq dəyişəcək, lakin dəyişikliyin səbəbi tamamilə təsadüfidir. Bu, genetik sürüşmə nümunəsidir. Kiçik populyasiyalarda ən əhəmiyyətlidir.
  4. Təbii seçmə. Çarlz Darvin təkamülün hərəkətverici qüvvəsi kimi təbii seçmə nəzəriyyəsini aşağıdakı müşahidələrə əsaslandırdı:
    1. Reproduksiya. Növlər yaşaya biləcək saydan artıq çoxalır.
    2. Variasiya. Cinsi yolla çoxalan bütün növlər fərqli xüsusiyyətlərə malikdir.
    3. İrsiyyət. Xüsusiyyətlər bir nəsildən digərinə keçə bilər.
    4. Fitnes. Sağ qalma dəyəri olan irsi xüsusiyyətlərə malik olan, yəni təkmilləşdirilmiş fiziki hazırlığı olan fərdlərin daha az uyğun fərdlərlə müqayisədə sağ qalma və çoxalma ehtimalı daha yüksəkdir. Burada diqqətli olun, çünki “fitness” sözü fiziki hazırlıq və ya sağlamlığa aid deyil! Bu söz “uğurlu çoxalma” mənasında çox spesifik şəkildə istifadə olunur. Fit fərdlər daha çox uşaq dünyaya gətirirlər. Bu sözün ümumi istifadəmizə aid olması mütləq deyil!

    Bu dörd proses reproduktiv izolyasiya ilə birləşdirilərsə, spesifikasiya (yeni növün formalaşması) baş verə bilər. Reproduktiv izolyasiya Qarışıqlığın qarşısını almaq üçün fərqli populyasiyaları təcrid edə bilən bəzi mexanizmlə baş verir. Kifayət qədər vaxt verildikdə, ilkin populyasiyadan təcrid olunmuş populyasiya fiziki və/yaxud davranış baxımından fərqli bir növ olduğu nöqtəyə qədər ayrıla bilər. Gen axınının qarşısını ala biləcək müxtəlif izolyasiya mexanizmləri var. Bir misal varlığıdır coğrafi maneələr məsələn, dağ silsilələri və ya ayrılmış populyasiyalar arasında gen axınının qarşısını alan adalar.


    Təkamül Yeni Növlərin Mənbəyidir

    Canlı orqanizmlərin bütün növləri müəyyən bir nöqtədə ortaq əcdaddan təkamül keçirmişdir. Bu gün canlıların nəsildən-nəslə eyni qaldığı görünsə də, bu belə deyil: təkamül davam edir. Təkamül, növlərin xüsusiyyətlərinin dəyişməsi və yeni növlərin meydana gəlməsi prosesidir.

    Təkamül nəzəriyyəsi biologiyanın birləşdirici nəzəriyyəsidir, yəni bioloqların canlı aləmi haqqında suallar verdiyi bir çərçivədir. Güc, təcrübədən sonra təcrübədə ortaya çıxan canlılar haqqında proqnozlar vermək üçün istiqamət verməsidir. Ukrayna əsilli amerikalı genetik Teodosius Dobjanski məşhur şəkildə yazırdı ki, “biologiyada təkamül işığından başqa heç bir şey mənasızdır”. [1] O, demək istəyirdi ki, bütün canlıların ümumi əcdaddan təkamülə uğraması və şaxələnməsi prinsipi biologiyanın bütün digər suallarını anladığımız təməldir. Bu fəsildə təkamül dəyişikliyinin bəzi mexanizmləri və bioloqların təkamül nəzəriyyəsindən istifadə edərək cavablandıra bildikləri və cavablandırdıqları sualların növləri izah ediləcək.

    Təbii Seçmə Təkamül Mexanizmidir

    Təbii seçmə yolu ilə təkamül nəzəriyyəsi zamanla növlərin dəyişmə mexanizmini təsvir edir. Bu növ dəyişikliyi Darvindən çox əvvəl təklif edilmiş və müzakirə edilmişdir. Növlərin statik və dəyişməz olması fikri Platonun yazılarına əsaslansa da, təkamül ideyalarını ifadə edən qədim yunanlar da var idi.


    Təbii seçmə və insan nəsli

    Bu silsilənin son iki yazısında təbii və süni seçmənin zamanla it genomunu necə formalaşdırdığını araşdırdıq. Müzakirə etdiyimiz nümunələrdən biri itlərdə amilaza fermenti üçün genin dublikasiyası idi. Xatırladaq ki, amilaza mədəaltı vəzidə istehsal olunan nişastanı parçalayan bir protein fermentidir. Bu duplikasiya itin həzm sisteminə ifraz olunan amilaza fermentinin miqdarını artırır və öz növbəsində dublikasiyası olan itlərə insanlardan təmizlədikləri (və ya qəbul etdikləri) yüksək nişastalı pəhrizdən daha çox qida əldə etməyə imkan verir. Onu daşıyan itlərə qidalanma faydası təmin etdiyi üçün, bu itlər onsuz itlərə nisbətən bir qədər yüksək orta sürətlə çoxalacaqlar.

    Orijinal duplikasiya hadisəsi bir itdə xromosom replikasiyası zamanı xəta olaraq baş vermişdi. Bir çox nəsillər ərzində "dublikat amilaza geni" variantı populyasiyada getdikcə daha çox yayılacaq, çünki onunla itlər onsuz itlərdən daha çox nəsil buraxacaqlar. Daha sonra, bəzi itlərə daha çox amilaza verən orijinal dublikasiyanın əlavə təkrarlanması yaranacaq. Nəhayət, orijinal təkrarlanmayan variant, canavarlarda dəyişməz qalmasına baxmayaraq, it populyasiyasından tamamilə yox olacaq. İndi, yaxşıca qeyd edin - oxşar təkrarlanmanın nə vaxtsa canavarda baş verməsi ağlabatan bir ehtimal var - lakin bu seçilmədi, çünki canavarların nişastanı parçalamaq qabiliyyətinin artması heç bir fayda əldə etməyəcəkdi. Belə bir təkrarlama, əgər baş versəydi, onun meydana gəldiyi canavar populyasiyasından itmiş olardı.

    Xülasə etmək üçün ümumi proses ümumiləşdirilə bilən bir sıra addımlardan ibarətdir:

    Təsadüfi mutasiya: “təsadüfi” teoloji cəhətdən yüklənmiş söz ola bilər, lakin məqsədlərimiz üçün biz “təsadüfi”nin bioloji tərifindən istifadə edəcəyik: mutasiya hadisəsi (təkrarlama) “fitnə baxımından təsadüfi” idi. Bunun mənası, mutasiya hadisəsinin nə ilə əlaqəli olması, nə də verəcəyi faydanı qabaqcadan görməsidir. Bu, sadəcə olaraq əcdad itlərində baş verən bir çox mutasiyalardan biri idi. Biz bu barədə bilirik, çünki o, müasir dövrdə itlərə ötürülür (seçmə üstünlüyü nəzərə alınmaqla). Heç bir təsiri olmayan (və ya mənfi təsiri olan) bir çox başqa mutasiyalar da baş verdi, lakin bunlar seçilmədi. Qeyri-bioloqlar arasında mutasiyaların həmişə zərərli olması və ya funksiyaları və məlumatları həmişə aradan qaldırması ilə bağlı yanlış təsəvvürlə tez-tez qarşılaşmışam. Bu nümunədən də göründüyü kimi, bir çox hallarda mutasiyalar faydalı ola bilər, gen nüsxələri və orqanizmə yeni funksiyalar və məlumatlar da əlavə edə bilər. Bu seriyanın sonrakı yazısında biz müxtəlif mutasiyaların geniş spektrini araşdıracağıq və onların funksiyaları necə əlavə edə və ya silə biləcəyini araşdıracağıq, lakin indiki məqsədlərimiz üçün bütün mutasiyaların zərərli olmadığını vurğulamaq kifayətdir və bəziləri qəti şəkildə faydalı.

    Təbii seçim: yeni, təkrarlanan variant yarandıqdan sonra təkrarlanmayan versiya ilə müqayisədə reproduktiv üstünlük təmin etdi. Hər hansı bir variant digərindən daha yüksək sürətlə çoxaldıqda, təbii seçim baş verir. Təkrarlanan variant populyasiyada daha çox yayılmışdır (çünki onunla itlər onsuz itlərə nisbətən orta hesabla daha tez-tez çoxalırdılar). Çox vaxt təbii seçmə "yararsızların" qəfil, dramatik şəkildə öldürülməsi kimi baxılır və yalnız yeni, "çox təkmilləşmiş" fərdlər sağ qalır. Bu məşhur, lakin qeyri-dəqiq anlayışdır - təbii seçim bir çox nəsillər ərzində bir qədər artan çoxalma nisbəti qədər sadə ola bilər. Bu vəziyyətdə, dublikat amilaza genləri olmayan itlər çoxalmağa davam etdilər, lakin təkrarlanan itlərə nisbətən bir qədər az tez-tez.

    Zamanla əhali daxilində orta xüsusiyyətlərin dəyişməsi: prosesin başlanğıcında yalnız bir itin amilaza istehsal etmək qabiliyyəti artmışdır. Prosesin sonunda, bir çox, bir çox nəsillər sonra, bütün itlər bu qabiliyyətə sahib idilər, çünki onların hamısı təkrarlanan versiyanı miras almışdı (yəni populyasiyada təkrarlanmayan variantı əvəz etdi). Zaman keçdikcə əhalinin nişastanı həzm etmək üçün orta qabiliyyəti yaxşılaşdı. Yenə də təkamüllə bağlı yayılmış yanlış təsəvvür ondan ibarətdir ki, bu dramatik, ani bir prosesdir və nəsillər valideynlərindən çox fərqlidir. Belə deyil - təkamül tədricən baş verən bir prosesdir, orta xüsusiyyətlər damazlıq populyasiyada zamanla yavaş-yavaş dəyişir.

    Xülasə, mutasiyalar variasiya təqdim edir və bütün variantlar müəyyən bir mühitdə eyni tezlikdə çoxalmır (yəni mühit seçici filtr rolunu oynayır). Bir çox nəsillər ərzində bu təsirlər populyasiyanın orta xüsusiyyətlərini dəyişə bilər.

    Mənbə: Scott Bauer, USDA ARS

    Təbii seçmə insan genomunu formalaşdırıbmı?

    Bəzən tələbələr başqa orqanizmlərdə təbii seçmə haqqında məlumat əldə edərək, bu prosesin bizim öz mənşəyimizlə əlaqəli olduğu fikrindən çəkinirlər. Bu tərəddüdlərə baxmayaraq, öz soyumuzun növlərimizə gətirib çıxaran uzun tarixi boyunca təbii seçməyə məruz qaldığına dair çox güclü dəlillər var. Bu sübutların bir nümunəsi öz amilaza genlərimizin tarixindən gəlir. Hekayə, it nəsli üçün gördüklərimizlə oxşarlıqları bölüşür, eyni zamanda bəzi maraqlı fərqlərə malikdir.

    Köpəklərdən fərqli olaraq, insanlarda iki fərqli amilaz gen növü var. Hər iki növ eyni fermentativ funksiyaya malikdir (nişastanı parçalayır), lakin onlar bədənin müxtəlif yerlərində istehsal olunur. Növlərdən biri, itlərdəki ekvivalent ferment kimi, mədəaltı vəzidə istehsal olunur. İtlərdən fərqli olaraq, insanların tüpürcəyimizdə də amilaza var. Bu "tüpürcək" amilaza kifayət qədər tez işləyir ki, biz nişastalı qidaları çeynədikdə şirin kimi qəbul edirik - amilaza fermenti nişasta üzərində işləməyə başlayır və onu dadmaq üçün kifayət qədər tez qlükozaya parçalayır. Tədqiqatlar həmçinin göstərdi ki, tüpürcək amilazası nişastanı birbaşa mədəmizdən keçərək bağırsaqlarımıza parçalamağa davam edir və bununla da nişasta ilə zəngin qidalardan çıxara biləcəyimiz qlükoza miqdarını artırır.

    Gözlədiyiniz kimi, insan mədəaltı vəzi və tüpürcək amilaza genləri genomlarımızda yan-yana oturur və bir-birinin dublikatları olduğunun açıq əlamətlərini göstərir.* Bütün məməlilərdə mədəaltı vəzi amilaza genləri var, ancaq bəziləri, məsələn, insanlar. tüpürcək amilaza genlərinə malikdir. Bu o deməkdir ki, ata-baba dövləti tək bir pankreas amilaz geni idi və ilk təkrarlanma hadisəsi, itlər üçün gördüyümüz kimi ikinci bir nüsxə meydana gətirdi. Pankreas amilazasının bu ikiqat artması çox güman ki, bir üstünlük olardı və itlər üçün gördüyümüz kimi təbii seçimə məruz qala bilərdi. İnsanların və digər böyük meymunların eyni çoxalma hadisəsini paylaşması, bu hadisənin bu növlərin ortaq əcdadında və beləliklə, 16-20 milyon il əvvələ təsadüf etdiyini göstərir.

    İki pankreas amilaz geni əcdadlarımızda mövcud olduqdan sonra nüsxələrdən birini dəyişdirən ikinci bir hadisə baş verdi: bir endogen retrovirus nüsxələrdən birinin yanında genomun içərisinə daxil edilir. (Retroviruslar infeksiya dövrünün bir hissəsi kimi öz genomunu sahiblərinin genomuna daxil edən viruslardır. Endogen retroviruslar yumurta və ya sperma kimi reproduktiv hüceyrələrin genomuna daxil olur və daxil edildikdən sonra onlar ev sahibinin genomunda müəyyən bir nöqtədə qala bilər və nəsildən-nəslə ötürülə bilər.) Bu retrovirusun daxil edilməsi hadisəsi nəzarət edən DNT ardıcıllığını dəyişdi. amilaza zülalının nə vaxt və harada əmələ gəldiyi və dəyişdirilmiş nüsxə mədəaltı vəzidə deyil, tüpürcək vəzilərində hazırlanmağa başladı.** Zamanla bu yeni kombinasiya (bir mədəaltı vəzi və bir tüpürcək nüsxəsi) təbii şəraitə düşdü. seçmə və ona səbəb olan əvvəlki versiyanı əvəz etdi (iki pankreas nüsxəsi).

    Xülasə

    Beləliklə, indiyə qədər insan amilaza gen klasterinin hekayəsi, bu gün insanlarda gördüyümüz genləri istehsal etmək üçün təbii seleksiya ilə birlikdə təkrarlanan mutasiyaların (məsələn, dublikasiyaların) aydın əlamətlərini göstərir. Şübhəsiz ki, əgər insanlar ortaq əcdad olmadan birbaşa yaradılsaydı, bu genləri birbaşa yaratmağa və sonra onların içinə mürəkkəb bir tarixin dəlillərini yerləşdirməyə ehtiyac qalmazdı - halbuki, dəfələrlə gördüyümüz mutasiyaların açıq sübutudur. və təbii seleksiya. Görünür, Allah bizim biologiyamızın bu aspektini yavaş-yavaş, bizim “təbii” proses kimi qəbul etdikdən sonra yaratmaqdan məmnun idi – lakin əlbəttə ki, bizim “təbii” kimi qəbul etdiyimiz şey, sadəcə olaraq, Allahın təyin etdiyi və davamlı təqdirinin ardıcıl nəticəsidir. elmi araşdırmaya münasibdir. Biz insanlaşdıqca və pəhrizimizi kənd təsərrüfatına və nişastalı qidalara çevirdikcə, Allahın verdiyi bu mexanizm ətraf mühitimizdəki dəyişiklikdən istifadə etməyə imkan verdi.

    Əvvəllər biz müasir insan amilaza gen klasterinə gedən yolda bəzi ilkin addımları və bu prosesdə təbii seçmənin oynadığı rolu təsvir etdik. Səhnəni təyin etdikdən sonra biz indi hekayəni davam etdirməyə hazırıq - və görəcəyimiz kimi, bu başlanğıc nöqtəsindən bu gün gördüklərimizə çatmaq üçün uzun və dolambaçlı bir yol keçdi.

    Xatırlayacağınız kimi, bu prosesdə ilk təkamül addımları (a) orijinal insan pankreas amilaza genini təkrarladı və (b) daha sonra nüsxələrdən birinin fəaliyyətini elə dəyişdi ki, o, artıq mədəaltı vəzidə deyil, əksinə tüpürcəkdə. Daha sonra qeyd etdik ki, bu yeni variant (“1 mədəaltı vəzi / 1 tüpürcək” kimi ixtisar edə bilərik) seçimə məruz qalmış və ondan yaranan “2 mədəaltı vəzi / 0 tüpürcək” variantını əvəz etmişdir. Bu nöqtəyə çatdıqda, əcdadlarımız mədəaltı vəzi tərəfindən nazik bağırsağa ifraz olunan amilaza fermentinə, eyni zamanda yeni bir funksiyaya, parotid vəzindən tüpürcəyə amilaza ifrazına sahib olardılar. Bu tüpürcək amilazası nişastalı qidalara çıxışı olan bir mühitdə üstünlük təmin edərdi, çünki amilaza mədəaltı vəzidə iki nüsxə ilə əldə ediləndən daha çox nişastanı hər iki yerdə hazırlanmış fermentlərlə qlükozaya parçalaya bilər.

    Bununla belə, bu hekayənin sonu deyildi: indi də seçiləcək növbəti mutasiya addımları üçün mərhələ qurulmuşdu.

    Bundan sonra baş verənlər, əvvəllər gördüyümüz təkrarlanma hadisələri kimi daha sadə təkrarlanma hadisələridir. Ancaq bu dəfə duplikasiya daha yeni tüpürcək amilaza genini kopyalayır. Bu duplikasiya daha bir yeni variant (1 mədəaltı vəzi / 2 tüpürcək) ilə nəticələnir ki, bu da onun üçün seçilir, çünki bu, yarandığı variantdan (1 mədəaltı vəzi / 1 tüpürcək) inkişafdır. Daha sonra, 1 mədəaltı vəzi / 4 tüpürcək nüsxəsinin birləşməsini vermək üçün hər iki tüpürcək nüsxəsini əhatə edən başqa bir dublikasiya var. Bu nöqtədə genomda yan-yana olan beş fərqli gen nüsxəsi var və bu variant da seçim səbəbiylə əvvəlki versiyanı əvəz edir.

    Ancaq sonrakı mərhələdə bir bükülmə var. Xatırladaq ki, ilkin olaraq ikinci amilaza gen nüsxəsini mədəaltı vəzi fermentindən tüpürcək fermentinə çevirən retrovirus DNT ardıcıllığının daxil edilməsi idi. Bu retrovirus ardıcıllığı dublikat edildikdə bu genin qalan hissəsi ilə birlikdə kopyalandı və bu nöqtədə hələ də dörd tüpürcək gen nüsxəsinin hər birində mövcuddur. Daha sonra retrovirus dörd tüpürcək nüsxəsindən birindən çıxarılır (arxasında yalnız kiçik bir "izi" qoyur), onu mədəaltı vəzidə istehsala qaytarır. Bu, yeni (2 mədəaltı vəzi / 3 tüpürcək) variantı ilə nəticələnir. Bu yeni variant da seçimə düşür və ondan yaranan (1 mədəaltı vəzi +4 tüpürcək) variantını əvəz edir, çünki mədəaltı vəzi fermentinin ikiqat artması tüpürcək genlərindən birinin hesabına olsa belə, bu nöqtədə üstünlük verir. . Yenidən mədəaltı vəzi geninə çevrilmiş tüpürcək nüsxəsi bir dəfə tüpürcək geni olmuş "çapı" saxlayır - genetik "orada-yenidən" nağılı ilə.

    Bütün bunlar bir az qarışıq görünürsə, sizi günahlandırmıram - bu, qarışıqdır. Ancaq məsələ budur - bu, genomlarımızın bu bölgəsinə yazılmış mürəkkəb tarixdir. Bu, bizim mutasiya və təbii seçmə nəticəsində formalaşdığımızı mükəmməl şəkildə nümayiş etdirir. Bunlar, elm adamlarının eksperimental orqanizmlərdə real vaxtda müşahidə etdikləri mutasiya və seçmə hadisələrinin eyni növləridir və təsadüfi mutasiyanı (yenə də, təsadüfi içində bioloji Dünən müzakirə etdiyimiz kimi) yeni xüsusiyyətlərə malik yeni genlər istehsal etmək qabiliyyətinə malikdir və təbii seçmə bir populyasiyanı ortaya çıxan yeni, faydalı variantlara köçürməyə qadirdir.

    Və bu günə qədər belə davam edir

    Bu nöqtədə siz düşünə bilərsiniz ki, hekayə bitdi və indi bütün insanlarda amilaza gen klasterinin “2 mədəaltı vəzi / 3 tüpürcək” versiyası var. Maraqlısı odur ki, əslində belə deyil. Bəzi insanlarda tüpürcək amilaza genlərinin daha çox nüsxəsi var - heyrətamiz 10-a qədər olan fərdlər tüpürcək nüsxələri yan-yana müəyyən edilmişdir. Ölçənin digər ucunda bəzi insanlarda “standart” 3 nüsxədən az, bəlkə də sadəcə iki və ya hətta bir nüsxə var. Bu variantlar "standart" 2 mədəaltı vəzi / 3 tüpürcək quruluşundan silinmə kimi yaranmışdır. Başqa sözlə, insanlar çox böyükdür dəyişən tüpürcək amilaza genlərinin sayına görə - populyasiya olaraq biz vahid deyilik. Bəzilərimizin tüpürcəyimizdə digərlərindən daha çox amilaz var.

    Variasiya, əlbəttə ki, təkamül dəyişikliyi reseptinin yalnız bir hissəsidir. Zamanla populyasiyanın orta xüsusiyyətlərini dəyişdirmək üçün təbii seçim bu dəyişkənliyə uyğun hərəkət etməlidir. Təbii seçmənin insan tüpürcək amilazasının nüsxə sayı dəyişkənliyinə təsir etdiyi fərziyyəsini yoxlamaq üçün tədqiqatçılar yüksək nişastalı pəhrizdən istifadə edən insan populyasiyalarının nişasta az olan pəhrizdən istifadə edən insan populyasiyalarından orta hesabla fərqli surət nömrələrinə malik olub-olmadığını araşdırdılar.

    Nəticələr təəccüblüdür və təbii seçmənin müasir insanlarda nüsxə sayı dəyişkənliyinə təsir etdiyi fərziyyəsini dəstəkləyir. Tarixən yüksək nişastalı pəhrizdən istifadə etmiş populyasiyalarda orta tüpürcək amilaza nüsxə sayı tarixən aşağı nişastalı pəhrizdən istifadə edən populyasiyalara nisbətən əhəmiyyətli dərəcədə yüksəkdir. Detailed molecular analysis of the genomic region containing the amylase gene cluster in populations using a high-starch diet also showed signs of selection, in that they had greatly reduced variability (as one would expect if selection was acting). This reduced variability was not seen in these same populations for other genome regions with variable copy numbers. Taken together, these results support the hypothesis that natural selection is at work on the amylase gene cluster region in human populations. So, it seems that this story is still unfolding—and that we can observe a snapshot of the process at our moment in history.

    Completing the circle: from man to dog

    Two further lessons we can draw from this example require us to think back to the similar process that occurred during dog domestication. In dogs, there are numerous copies of pancreatic amylase genes, and dogs are currently variable for the number of copies they have. These duplication events in the dog lineage owe their selective advantage to the prior amylase duplication events in the human lineage. The human duplications were part of improving our reproductive success as we shifted over to a diet with greater starch content. While humans made the shift, dog populations associated with humans experienced a similar shift in environment—they, too, had access to greater amounts of starch.

    This altered environment provided a selective advantage to variants within the dog population that, like their human companions, could benefit from increased starch consumption. The shift in the first species (humans) has a direct link to the shift in a second species (dog). This is an example of what is known as co-evolution: where two species in close contact act as major features of the other species’ environment, and selective changes in the one species shift what is advantageous for the other species. This human / dog amylase story is also an example of evolution “repeating” itself in two independent lineages—in this case, similar gene duplication events that boosted the amount of pancreatic amylase independently in dogs and humans. The technical term for this is konvergent təkamül—evolutionary paths that arrive independently at the same “solution” in two lineages.

    While we will look at co-evolution and convergent evolution in more detail in later posts, it is worth noting these features now, while this example is fresh in our minds. The take-home message here is simple: evolution is not just a chance-based process, but also one that is, at least to a certain degree, repeatable. In part, this repeatability is based on organisms encountering similar environments, and these environments selecting for similar outcomes in both species. In the case of species in close contact, a shift in one species can open up a new opportunity for the second species.

    In the next post in this series, we’ll examine further details of how genetic variation arises in populations, and how selection may or may not act on it.

    Notes & References

    * Space does not permit a detailed discussion of the features of the various amylase gene copies that reveal their duplication and / or mutation history. Readers interested in the details can find them in the following published papers:

    Samuelson, L.C. et al., (1996). Amylase gene structures in primates: retroposon insertions and promoter evolution. Molecular Biology and Evolution 13 767-779. (link)

    Meisler, M.H. and Ting, C.N. (1993). The remarkable evolutionary history of the human amylase genes. Crit Rev Oral Biol Med 4 503-509. (link)

    ** For readers who follow the Intelligent Design literature closely, the production of the salivary-specific promoter sequence is what ID proponent Michael Behe would describe as a “gain-of-Functional Coded elemenT” (FCT) mutation. The promoter sequence is derived partially from the retrovirus sequence and partially from the DNA sequence next to the insertion site. As such, neither the virus nor the host DNA contain a FCT that can produce expression in the salivary gland. Their combined sequences create the FCT de novo, and this FCT is lost when the virus excises from the one copy, reverting it to expression in the pancreas. Readers may recall that I have critiqued Behe’s arguments based on FCTs in a previous five-part series.


    4. The Reach of Epigenetic Research in the Life Sciences

    4.1. Intragenerational and Transgenerational Epigenetics

    The first phase of the survey determined the relative frequency of the occurrence of intragenerational vs. transgenerational epigenetic papers. The actual use of these two specific terms as the secondary search term was not productive: only slightly above 1% of all epigenetic papers actually contained either or both of these adjectives. Subsequently, five major categories of epigenetic papers were formed for this survey. Epigenetic papers including the terms “mechanism”, 𠇍isease” and �velopment and ageing” (and their related topics) were considered to be more representative of an intragenerational perspective, while epigenetic studies, including the terms 𠇎volution” and “inheritance”, were considered to be more representative of epigenetic papers with a transgenerational component to them (however little that might be) Of course, there are transgenerational epigenetic papers that discuss the mechanism of inheritance, and these would be represented in both the “mechanism” and 𠇎volution” category. However, as is evident from Figure 1 , the majority of the focus of epigenetic studies was on mechanism and disease states in approximately equal measure. Indeed, χ% of papers referencing epigenetics also mentioned either evolution and/or inheritance. Noteworthy is that while transgenerational epigenetics studies have revealed many instances of epigenetic inheritance of disease/pathologies (e.g., [3,27,28]), the epigenetic inheritance of mal-adaptive modified phenotypes receives little attention compared to the “here and now” of diseases that develop in an individual’s life span. These findings are not surprising, as even a quick examination of a sample of papers comprising the epigenetic literature reveals intensive discussion of mexanizmləri of epigenetic phenomena, especially as they relate to human health and disease. Additionally, to no one’s surprise, funding follows disease and its prevention and cure, which has greatly enabled the growth of epigenetic studies.

    Radar diagram showing the relative distribution of publications drawn from the PubMed database (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/) that contain the search terms 𠇎pigenetic(s)” and one of five focus areas. The graphic to the right indicates a gradient between intragenerational and transgenerational epigenetics based on the percentage of epigenetic papers emerging from each area of study indicated in the radar diagram. Thus, epigenetic papers with the terms �velopment and ageing” or 𠇍isease” are assumed to be more likely to be addressing intragenerational issues, such as evolution, while epigenetic papers mentioning 𠇎volution” or “inheritance” are viewed as more likely to be focusing on transgenerational epigenetic events. See the text for an additional discussion.

    4.2. Epigenetics and Taxon

    The survey next explored the taxonomic distribution of epigenetic papers using the secondary search terms (and their adjectives) of 𠇊nimals”, “plants”, 𠇏ungi”, “protists”, �teria”, 𠇊rchaebacteria” and “viruses” [29]. Approximately 60% of epigenetic papers contained the search term 𠇊nimal(s)”

    10% contained “plant(s)” and near negligible numbers of epigenetic papers specifically mentioned any of the other major taxa ( Figure 2 A).

    Radar diagram showing the relative distribution of publications on epigenetics drawn from the PubMed database (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/). (A) distribution of publications that contain the search terms 𠇎pigenetic(s)” and one of seven biological taxa (B) distribution of publications that contain the search terms 𠇎pigenetic(s)” and one of 12 biological fields.

    4.3. Epigenetics and the Biological Field

    The survey next considered epigenetic papers that included one of 12 major biological fields ( Figure 2 B). The vast majority (

    95%) of epigenetic papers that even mentioned, if not actually discussed, a particular biological field was clustered in just six areas: chemistry/biochemistry, molecular biology, genetics, physiology, cellular biology or anatomy/morphology. Occurring at a very low frequency in the epigenetic literature were the fields of behavior (

    2% of papers), taxonomy/systematics (1%𠄲%), evolution (a little above 1%) and, all being less than 0.5% of the epigenetic papers, development, ecology and evo-devo.

    Combing the survey on biological fields and taxa reveals how some areas of epigenetics are almost completely unexplored. For example, combining 𠇎pigenetics” + “plant” + 𠇎vo-devo” yielded only two papers among the

    50,000 epigenetics papers warehoused in PubMed. Similarly, 𠇎pigenetics” + “virus” + �ology” yielded just three papers. Yet, as we will now turn to, the role of epigenetics in the biology of all of these taxa may be profound.


    Principles of Natural Selection

    There is an incredible variety of selective forces in the natural world, ranging from interspecies competition, to predator-prey dynamics, to sexual selection between the different genders. The defining characteristic of natural selection is that it is a force that allows some organisms to reproduce more than others. Natural selection does not always lead to the “right” answer, as some people tend to think.

    Natural selection is an imperfect process. It cannot create new DNA spontaneously, or change the DNA it is given in meaningful ways. It can only slow or stop the reproduction of some DNA while allowing other DNA to persist. Every population has the opportunity to adapt, migrate to different conditions, or go extinct in the face of natural selection.

    The process of natural selection screens the DNA it is given, with the minor mutations and recombination that occurs during replication, and simply does not let some DNA pass. Sometimes, the screen is random, as in a lighting strike killing a single tree. Other times, the screen is biased towards certain types of organisms, causing a selection to happen. This can be seen in the pine beetle invasion in North America. The pine beetles are being selected for because they are exploiting a rich food source. The pine trees, on the other hand, are being selected against for not having adequate defenses against the beetles.


    Mechanism of Evolution: 4 Theories | Biologiya

    The following points highlight the four main theories in mechanism of evolution. The theories are: 1. Lamarck’s Theory 2. Darwin’s Theory of Evolution 3. De Vries’ Theory 4. Modern Theory of Evolution.

    1. Lamarck’s Theory:

    Jean Baptiste Lamarck (1744-1829), a French naturalist, made several valuable contributions to biological science, including the coining of the term ‘biology’ and using the same in its true sense. He studied comparative anatomy and planned a tree of life for explaining the phylogenetic relationship among organisms.

    He believed in the fundamental unity of living things and in a progressive development of forms and functions in all organisms. But the most important contribution of Lamarck —his theory of evolution—was framed in 1801 and published in the ‘Philosophic Zoologique’ in 1809, that is the year in which Charles Darwin was born.

    Lamarckism:

    The essence of the Lamarckian theory or La­marckism may be summarised as follows:

    (1) Necessity in the organism may give rise to new structures or may lead to the disappearance of certain parts. Lamarck expressed this as the law of use and disuse. According to Lamarck an organ which is used extensively by the organism would enlarge and be­come more efficient, while disuse or lack of use of a particular organ would lead to its degene­ration and ultimate disappear­ance.

    For example, the webbed toes of aquatic birds such as swans developed due to constant stretching of the skin at the bases of the toes in some ancestral form which lived on land. The necessity of the web of skin arose when the ancestors migrated into the water in search of food. This led to constant use and stretch­ing, thereby a change was induced and a paddle-like foot evolved.

    Similarly, the ancestors of the snakes were lizard-like creatures with 1 two pairs of limbs and the modern snakes lost their limbs by constant disuse while passing through narrow crevices. Thus by differential use and disuse of various parts, an organism could change a good deal that is, the organism acquires certain new characteristics.

    (2) The second part of Lamarck’s theory postulated that acquired traits induced by use or disuse of organs were transmitted to the offspring this is the law of inheritance of acquired characters. Lamarckism explains evolution of the modern giraffe in the following way.

    There was a short-necked ancestral stock which used to feed on tree leaves. It stretched its neck further up, to reach higher levels, when the leaves lower down were finished. Due to constant stretching the neck length increased a little and his new trait was inherited by the offspring.

    The latter in turn kept on stretching their necks and this was continued for many generations. Each successive generation would acquire the gains of the previous generation by inheritance, and would itself add a bit to the neck length. In the course of time, the long-necked modern giraffe evolved out of the short-necked ancestral form.

    Criticism of Lamarckism:

    The first part of Lamarck’s theory, that is, the law of use and disuse is acceptable. For example, moderate exercise taken regularly builds big muscles, or a limb put up on splints and not used for a long time undergoes atrophy. But the second part of Lamarckism, that is, inheritance of acquired characters, is not acceptable.

    It implies that a man who has deve­loped large muscles by lifelong exercise will beget children with big muscles. Lamarckism was chiefly opposed by Weismann (1834- 1914) who postulated that germ cells are not affected materially by changes in the body cells.

    In spite of the laborious research of neo-Lamarckists such as Guyer, Smith and Cope, Lamarckism is untenable. Acquired characters are phenotypic variations. They cannot affect the genes. As such they cannot be transmitted to the offspring.

    2. Darwin’s Theory of Evolution:

    The name of Charles Robert Darwin (1809-1882) is a proverb in the history of science. This illustrious grandson of Eras­mus Darwin was born in 1809 and his date of birth coincided with that of Abra­ham Lincoln. In his early life Darwin, like all other scientists of his time, believed in Lamarckism.

    As a young man he joined the naval expeditionary ship ‘H.M.S. Beagle’ and undertook a circumglobal voyage for five long years. He spent his time in collecting numerous speci­mens of plants and animals from different parts of the world. After returning home Darwin spent 20 years in studying his collections.

    At this time he was greatly in­fluenced by the publications of Lyell and Malthus. By studying Lyell’s ‘Principles of Geology’ Darwin learnt about the changing Jonas of the earth, and about the fossils which were known i: that time. The famous essay on population published by Malthus taught Darwin about overpopulation and consequent competition for food and shelter.

    Having completed his study, Darwin was preparing his theory of natural selection for explaining the mechanism of organic evolution when he received an essay from a younger scientist, Alfred Russell Wallace (1823-1913), who was working independently on the flora and fauna of Malayan archipelago. To his amazement Darwin found that Wallace’s views on the origin of species coincided with his own theory.

    The natural selection theory was first published as a paper under joint authorship in 1858. Two renowned scientists of that time, Lyell and Hooker, presented the paper at the meeting of the Linnean Society and Darwin was conspicuous by his absence. In the following year, that is in 1859, Darwin published his classical work in the form of a book—”On the origin of species by means of natural selection.”

    Essence of Darwinism:

    Darwin’s theory is based on intrin­sic analysis of facts in a scientific spirit by induction and deduction.

    The following is the essence of Darwinism:

    (1) Prodigality of Production:

    The plants and animals have a tendency to increase in geometric progression, but the habitable space and the food supply remain constant. Darwin calculated that starting from a pair of elephants, the herd will increase to about 20,000,000 in 1000 years, and elephants are the slowest breeders producing 4 to 6 calves in their life-time. Such enormous prodigality in production results in struggle for existence.

    (2) Struggle for Existence:

    This means a keen competition amongst the living forms for food and shelter.

    It operates in a three­fold way:

    (a) Interspecific, that is, struggle in between different species of organisms,

    (b) Intraspecific, that is, struggle between members of the same species, and

    (c) Environmental, that is, struggle against the changes of the environment.

    Darwin observed that no two living forms were exactly alike. Diversity tends to appear even among members belonging to the same species. Darwin paid particular attention to small, fluctuating and continuous variations which appeared randomly.

    According to him these continuous variations help the organism to win the struggle for existence. Large, discontinuous variations, which appeared suddenly, were considered by Darwin as mere ‘sports of nature’, and therefore ignored.

    (4) Survival of the Fittest:

    The organisms possessing suitable variations which helped them to win the struggle for existence were better adapted to their environment. They survived and propagated their variations to the next generation. The others with unsuitable variations perished.

    This is the most important deduction of Darwin. Natural selection is the process by which individuals possessing favourable variations enjoy a competitive advantage over the others.

    They are better adapted to their environment, and therefore they survive in proportionately greater numbers and produce more offspring. The rest with disadvantageous variations fail to adapt properly to their environment and therefore eliminated by natural selection.

    The favourable variations which are the cause of success are handed down to the offspring by inheritance. Thus the number of the favoured individuals increase rapidly, and if natural selection operates for a long time, those favourable variations which have attained the survival value are intensified successively from generation to generation, until the original ancestral forms are thoroughly changed into a new species.

    For example, Darwinism explains the evolution of the modern giraffe in the following manner. The original ancestral forms were short-necked, leaf-eating animals. Darwin assumed that as a result of individual variation, some of them had slightly longer or shorter necks in comparison with the population’s average neck-length.

    The longer-necked forms were better adapted to get at foliage’s situated a bit higher up. Consequently they were better fed than the shorter-necked fellows, and they produced proportionately greater numbers of offspring.

    As a result of natural selection the proportion of the longer-necked population would be doubled in the next generation. This is repeated in successive generations until the entire population would be transformed into individuals with slightly longer necks.

    Individual variation would occur in the new population and actual neck-lengths would vary more or less on either side of an average. Long necks would again be favoured in a second round of natural selection and then in successive rounds, until the modern giraffe with very long neck evolved out of the short-necked ancestral stock.

    Criticism of Darwin’s Theory:

    In spite of strong evidences and critical scanning of facts, Darwinism suffers from certain serious drawbacks.

    A few objections to Darwinism are briefly discussed as follows:

    (1) Variations were accepted by Darwin to be the chief tool in the process of evolution of new species, and he believed that small continuous variations of fluctuating type were inherited by the offspring. Unfortunately Darwin had no knowledge about the real cause of variation.

    At this time the science of genetics was unknown, and the laws of inheritance were unexplored. Most of the fluctuat­ing variations considered by Darwin to be important factors in his theory of natural selection are not genotypic and as such they are not inherited.

    (2) Darwin, like Lamarck, believed in the inheritance of acquired characters—a fact which is not proved by genetics.

    (3) Darwin’s natural selection mainly operates in one direction, and often leads to over specialisation and ultimate extinction. The canine teeth of the sabre-toothed tiger and the antlers of the Irish elk increased progressively in size because the characteristics in both the cases were favoured by natural selection.

    But ultimately, the structures became so large that instead of being helpful they became hindrance in the struggle for existence, and led to the extinction of the species.

    (4) Natural selection theory fails to account for the degeneracy which is very often observed in the parasitic forms.

    (5) The essence of Darwinian natural selection is the elimina­tion of the unsuitable forms. Hence it is better to name it as the ‘theory of natural rejection’.

    (6) Darwin actually observed large, discontinuous variations or mutations to occur in nature. He rejected them as they occurred less frequently. But mutations are genotypic variations and they have now been recognised as important factors in the origin of new species.

    In spite of its weakness Darwinism is still accepted as one of the important factors in evolution. Thanks to the untiring efforts of Thomas Henry Huxley (1825-1895), the great champion of natural selection, and others, such as August Weismann, the theory has been firmly established.

    3. De Vries’ Theory:

    The mutation theory was published in 1901 by the Dutch botanist, Hugo De Vries (1848-1935). His theory is mainly based on his experiments on a plant called evening primrose,

    Oenothera lamarckiana:

    De Vries found that certain strikingly different forms appeared suddenly among a population of normal type of evening primrose. He called them mutants. A mutant is a variant which arises abruptly among normal forms. A mutant always breeds true, that is, it produces offspring like itself.

    The term mutation or psaltation is applied to a sudden large change or discontinuous varia­tion in organisms, and this can be inherited. According to the mutation theory, mutations are the real cause for the evolution of a new species.

    Numerous mutants may be produced in nature. They are then subjected to natural selec­tion .which determines the types that would survive. The mutants which survive in the struggle for existence are responsible for the origin of new species.

    Criticism:

    (1) Mutation often produces monsters which have no evolutionary significance.

    (2) Mutations occur infrequently and they therefore cannot be regarded as the sole factor in evolution.

    (3) Mutation theory accepts natural selection as the controlling agent in evolution.

    4. Modern Theory of Evolution:

    This is the product of recent researches in cytology, embryology, and genetics. In the opinion of modern scientists, the heritable characters of an individual rest upon particles of nucleoproteins or genes in the chromosomes of the gametes. Any variation in the characteristics of an individual, whether continuous or discontinuous, must come through changes in the genes.

    Such changes that suit well with the environment are advantageous, and individuals possessing advantageous changes get the better chance of living and multiplying. This will continue for successive generation until a final form comes into existence, differing profusely from the ancestral type.

    Natural selection acting as a screen leads to differential survival and differential reproduction. In the present outlook about the origin of species, Darwin’s struggle for existence may not be in the form of a compe­tition, but the selective value has been found to be more important in differential survival of different variations.

    The modern theory explains the evolution of the giraffe in the following way: Every generation of the short-necked ancestral stock must have included a few mutant types, with shorter or longer necks than the average neck-length of the population.

    The longer-necked individuals are in a more advantageous position. In the subsequent generation they will produce more longer-necked forms. This will go on through several generations in which changes in the gene would produce mutants, and natural selection acting as a screen would again and again eliminate the short-necked individuals, until the appearance of the modern giraffe with very long neck.

    This modern theory is known as the synthetic theory. Several investigators of the synthetic school, such as Haldane, Ford, Waddington, Miller, Dobzhansky, and others have contributed their bit in its shaping. It is nothing but a completely re-modelled natural selection theory minus its weaknesses.


    What is Natural Selection

    Natural selection is the main process which drives evolution by aiding organisms to survive and produce more offspring through adapting more to their environment. Mutations, gene flow, and genetic drift also drive evolution. The grand idea about evolution was first fully expounded by Charles Darwin. Variation, inheritance, high rate of population growth, and differential survival and reproduction are the four components of Darwin’s process of natural selection. Genetic variations can be observed among individuals within the same population due to mutations, gene flow, and genetic drift. All individuals do not reproduce in their full potential. Thus, differential reproduction allows the inheritance of a set of selected characters to the offspring. On that account, the phenotypes that fit the environment best may accumulate in the offspring.

    Figure 1: Light and dark color moths

    The most well-known evidence of natural selection is the adaptation of moths under the effect of the industrial revolution. Soot and other industrial wastes darkened the tree trunks. The lichens were killed as well by pollution. Thus, the light color morph of the peppered moth became less common due to the selective predation of birds due to the camouflage coloration in the moth. The dark morph becomes more abundant. The light and dark color moths on a tree truck are shown in figure 1.


    Problem 3: Step-by-Step Random Mutations Cannot Generate the Genetic Information Needed for Irreducible Complexity

    Editor’s note: This is Part 3 of a 10-part series based upon Casey Luskin’s chapter, “The Top Ten Scientific Problems with Biological and Chemical Evolution,” in the volume Mifdən daha çox, edited by Paul Brown and Robert Stackpole (Chartwell Press, 2014). The full chapter can be found online here. Other individual installments can be found here: Problem 1, Problem 2, Problem 4, Problem 5, Problem 6, Problem 7, Problem 8, Problem 9, Problem 10.

    Təkamülçü bioloqlara görə, həyat başladıqdan sonra Darvinist təkamül devraldı və nəticədə bu gün müşahidə etdiyimiz böyük müxtəlifliyi yaratdı. Under the standard view, a process of random mutation and natural selection built life’s vast complexity one small mutational step at a time. All of life’s complex features, of course, are thought to be encoded in the DNA of living organisms. Beləliklə, yeni xüsusiyyətlərin yaradılması DNT-nin genetik kodunda yeni məlumatların yaradılmasını tələb edir. Can the necessary information be generated in the undirected, step-by-step manner required by Darwin’s theory?

    Hər kəs, Darvinist təkamülün təkamül yolu boyunca hər kiçik addımın sağ qalma üstünlüyü təmin etdiyi zaman yaxşı işləməyə meylli olduğu ilə razılaşır. Darwin-critic Michael Behe notes that “if only one mutation is needed to confer some ability then Darwinian evolution has little problem finding it.” 24 However, when multiple mutations must be present simultaneously to gain a functional advantage, Darwinian evolution gets stuck. As Behe explains, “If more than one [mutation] is needed, the probability of getting all the right ones grows exponentially worse.” 25

    Behe, a professor of biochemistry at Lehigh University, coined the term “irreducible complexity” to describe systems which require many parts — and thus many mutations — to be present — all at once — before providing any survival advantage to the organism. Behe görə, bu cür sistemlər Darvinin təkamülünün tələb etdiyi addım-addım tərzdə inkişaf edə bilməz. Nəticədə, təsadüfi mutasiyanın və idarə olunmayan təbii seleksiyanın, endirilə bilməyəcək qədər kompleks quruluşlar istehsal etmək üçün lazım olan genetik məlumatı yarada bilməyəcəyini müdafiə edir. Too many simultaneous mutations would be required — an event which is highly unlikely to occur.

    Bu problemin müşahidəsi təkcə Darvin tənqidçiləri ilə məhdudlaşmır. Nüfuzlu jurnalda görkəmli təkamülçü bioloqun yazısı ABŞ Milli Elmlər Akademiyasının əsərləri. acknowledges that “simultaneous emergence of all components of a system is implausible.” 26 Likewise, University of Chicago evolutionary biologist Jerry Coyne — a staunch defender of Darwinism — admits that “natural selection cannot build any feature in which intermediate steps do not confer a net benefit on the organism.” 27 Even Darwin intuitively recognized this problem, as he wrote in Növlərin mənşəyi:

    Çoxsaylı, ardıcıl, kiçik dəyişikliklər nəticəsində yarana bilməyən hər hansı bir mürəkkəb orqanın mövcud olduğunu sübut etmək mümkün olsaydı, mənim nəzəriyyəm tamamilə dağılacaqdı. 28

    Darvin və Koyn kimi təkamülçü elm adamları, Darvin seçiminin bu şəkildə bloklandığı real dünyada heç bir hadisə bilmədiklərini iddia edirlər. But they would agree, at least in principle, that there are theoretical limits to what Darwinian evolution can accomplish: If a feature cannot be built by “numerous, successive, slight modifications,” and if “intermediate steps do not confer a net benefit on the organism,” then Darwinian evolution will “absolutely break down.”

    Problemlər realdır. Müasir biologiya, bioloji mürəkkəbliyin Darvin təkamülünün informasiya istehsal qabiliyyətini üstələdiyi görünən daha çox nümunə ortaya çıxarmağa davam edir.

    Molecular Machines
    Kitabında Darwin’s Black BoxMichael Behe, işləyə bilmədən və orqanizmə hər hansı bir üstünlük vermədən əvvəl çoxlu hissələrin olmasını tələb edən molekulyar maşınlardan bəhs edir. Behe’s most famous example is the bacterial flagellum — a micromolecular rotary-engine, functioning like an outboard motor on bacteria to propel it through liquid medium to find food. Bu baxımdan, flagella, rotor, stator, u-qovşağı, pervane, əyləc və debriyaj da daxil olmaqla, mühəndislərə tanış olan bir çox hissələri ehtiva edən insanlar tərəfindən hazırlanmış bəzi mühərriklərə çox oxşar olan əsas dizayna malikdir. As one molecular biologist writes in the journal Hüceyrə, “[m]ore so than other motors, the flagellum resembles a machine designed by a human.” 29 However the energetic efficiency of these machines outperforms anything produced by humans: the same paper found that the efficiency of the bacterial flagellum “could be

    Müxtəlif növ flagella var, lakin hamısı müəyyən əsas komponentlərdən istifadə edir. Bir kağız kimi Təbiət Baxışları Mikrobiologiya acknowledges, “all (bacterial) flagella share a conserved core set of proteins” since “Three modular molecular devices are at the heart of the bacterial flagellum: the rotor-stator that powers flagellar rotation, the chemotaxis apparatus that mediates changes in the direction of motion and the T3SS that mediates export of the axial components of the flagellum.” 31 As this might suggest, the flagellum is irreducibly complex. Genetik nokaut təcrübələri göstərdi ki, təxminən 35 gendən biri yoxdursa, düzgün yığılmır və ya işləmir. 32 Hamısı və ya heç biri olmayan bu oyunda, mutasiyalar bir anda addım-addım artan addımlarla işləyən bir bayraqlı fırlanma mühərriki təmin etmək üçün lazım olan mürəkkəbliyi yarada bilməz və böyük bir sıçrayışda bir araya gəlməsi üçün çox qorxuncdur. Həqiqətən, yuxarıda qeyd olunanlar Təbiət Baxışları Mikrobiologiya paper admitted that “the flagellar research community has scarcely begun to consider how these systems have evolved.” 33

    Halbuki bayraq biologiyada bilinən minlərlə molekulyar maşından yalnız bir nümunədir. Bir fərdi tədqiqat layihəsi, yalnız mayada 250 -dən çox yeni molekulyar maşının kəşf edildiyini bildirdi. 34 ABŞ Milli Elmlər Akademiyasının keçmiş prezidenti Bruce Alberts jurnalda bir məqalə yazdı Hüceyrə praising the “speed,” “elegance,” “sophistication,” and “highly organized activity” of these “remarkable” and “marvelous” molecular machines. He explained what inspired those words: “Why do we call the large protein assemblies that underlie cell function protein machines? Precisely because, like machines invented by humans to deal efficiently with the macroscopic world, these protein assemblies contain highly coordinated moving parts.” 35 Biochemists like Behe and others believe that with all of their coordinated interacting parts, many of these machines could not have evolved in a step-by-step Darwinian fashion.

    But it’s not just multi-part machines which are beyond reach of Darwinian evolution. Bu maşınları yaradan zülal hissələrinin özü də meydana gəlmək üçün eyni vaxtda bir neçə mutasiya tələb edir.

    Tədqiqat Darvinist Mexanizmi Çətinləşdirir
    2000 və 2004-cü illərdə zülal alimi Duqlas Ax eksperimental tədqiqatları nəşr etdi Molekulyar Biologiya Jurnalı bakteriyalardakı fermentlər üzərində apardığı mutasiya həssaslıq testlərində. 36 Fermentlər, fəaliyyət göstərmək üçün müəyyən, sabit, üç ölçülü bir forma qatlanan uzun amin turşuları zəncirləridir. Mutasiya həssaslığı təcrübələri, bu zülalların amin turşularının ardıcıllığını mutasiya etməklə başlayır və sonra mutant zülalların hələ də sabit bir formaya qatlanıb düzgün işləyə biləcəyini təyin etmək üçün sınaqdan keçirilir. Axe’s research found that amino acid sequences which yield stable, functional protein folds may be as rare as 1 in 10 74 sequences, suggesting that the vast majority of amino acid sequences will not produce stable proteins, and thus could not function in living organisms.

    Funksional zülal ardıcıllığının bu həddən artıq nadir olması səbəbindən təsadüfi mutasiyaların qeyri-funksional mərhələdən keçmədən bir növ qatı olan bir zülal alması və onu digərinə təkamül etdirməsi çox çətin olardı. Rather than evolving by “numerous, successive, slight modifications,” many changes would need to occur eyni vaxtda to “find” the rare and unlikely amino acid sequences that yield functional proteins. To put the matter in perspective, Axe’s results suggest that the odds of blind and unguided Darwinian processes producing a functional protein fold are less than the odds of someone closing his eyes and firing an arrow into the Milky Way galaxy, və əvvəlcədən seçilmiş bir atomu vurur. 37

    Proteins commonly interact with other molecules through a “hand-in-glove” fit, but these interactions often require multiple amino acids to be ‘just right’ before they occur. 2004-cü ildə Behe, Pittsburgh Universitetinin fiziki David Snoke ilə birlikdə, bu cür protein-protein qarşılıqlı təsirinin Darvinist təkamülünü simulyasiya etdi. Behe and Snoke’s calculations found that for multicellular organisms, evolving a simple protein-protein interaction which required two or more mutations in order to function would probably require more organisms and generations than would be available over the entire history of the Earth. They concluded that “the mechanism of gene duplication and point mutation alone would be ineffective…because few multicellular species reach the required population sizes.” 38

    Four years later during an attempt to refute Behe’s arguments, Cornell biologists Rick Durrett and Deena Schmidt ended up begrudgingly confirming he was basically correct. After calculating the likelihood of two simultaneous mutations arising via Darwinian evolution in a population of humans, they found that such an event “would take > 100 million years.” Given that humans diverged from their supposed common ancestor with chimpanzees only 6 million years ago, they granted that such mutational events are “very unlikely to occur on a reasonable timescale.” 39

    İndi Darvinizm müdafiəçisi bu hesablamaların Darvin mexanizminin gücünü yalnız çox hüceyrəli orqanizmlərdə ölçdüyünü söyləyə bilər, çünki bu daha mürəkkəb orqanizmlər daha kiçik populyasiyalara və daha uzun nəsillərə malikdir, çünki bakteriyalar kimi təkhüceyrəli prokaryotik orqanizmlərə nisbətən. Darvinin təkamülü, Darvinist qeyd edir ki, bakteriya kimi daha sürətlə çoxalan və daha böyük populyasiya ölçülərinə malik orqanizmlərdə işləyərkən daha yaxşı təsir göstərə bilər. Darvinin təkamülünə şübhə ilə yanaşan elm adamları bu etirazın fərqindədirlər və bakteriyalar kimi daha sürətlə inkişaf edən orqanizmlərdə belə Darvinin təkamülünün böyük sərhədlərlə üzləşdiyini aşkar etmişlər.

    2010-cu ildə Duqlas Balta yüksək mutasiya nisbətlərinə və Darvin prosesini dəstəkləyən səxavətli fərziyyələrə baxmayaraq, hər hansı bir üstünlük əldə etməzdən əvvəl altıdan çox mutasiya tələb edən molekulyar uyğunlaşmaların Yer tarixində baş vermə ehtimalının çox az olduğunu göstərən sübutlar nəşr etdi.

    The following year, Axe published research with developmental biologist Ann Gauger regarding experiments to convert one bacterial enzyme into another closely related enzyme — the kind of conversion that evolutionists claim can easily happen. Bu vəziyyətdə, dönüşümün Axın Darvinin təkamülünün bakteriyalarda həyata keçirə biləcəyi bir sərhəd olaraq təyin etdiyi altı mutasiya limitini aşan, ən azı yeddi eyni vaxtda dəyişiklik tələb edəcəyini təsbit etdilər. Bu çevrilmənin nisbətən sadə olduğu düşünüldüyündən, daha mürəkkəb bioloji xüsusiyyətlərin bəzi yeni funksional üstünlüklər əldə etmək üçün eyni vaxtda altıdan çox mutasiyaya ehtiyacı olacağını irəli sürür.

    Superior Viskonsin Universitetindən Gauger və bioloq Ralph Seelke tərəfindən aparılan digər təcrübələrdə onların tədqiqat qrupu bakteriyada bir geni sındırdı. E. coli triptofan amin turşusunun sintezi üçün lazımdır. When the bacteria’s genome was broken in just one place, random mutations were capable of “fixing” the gene. Ancaq funksiyanı bərpa etmək üçün yalnız iki mutasiya tələb olunduğu zaman belə, Darvinin təkamülü tam funksiyasını bərpa edə bilməyərək ilişib qalmış kimi görünürdü. 41

    Bu cür nəticələr ardıcıl olaraq zülalların və fermentlərin işləməsi üçün tələb olunan məlumatın hər hansı ağlabatan təkamül zaman şkalasında Darvinist proseslər tərəfindən yaradıla bilməyəcək qədər böyük olduğunu göstərir.

    Darvin skeptikləri çoxdur
    Dr. Ax, Gauger və Seelke, funksional zülallar əmələ gətirən nadir amin turşularının ardıcıllığını müşahidə edən yeganə elm adamı deyillər. A leading college-level biology textbook states that “even a slight change in primary structure can affect a protein’s conformation and ability to function.” 42 Likewise, evolutionary biologist David S. Goodsell writes:

    [O] amin turşularının mümkün birləşmələrinin yalnız kiçik bir hissəsi kortəbii olaraq sabit bir quruluşa qatlanacaqdır. Təsadüfi amin turşuları ardıcıllığı ilə bir zülal hazırlasanız, ehtimal ki, suya qoyulduqda yalnız yapışqan bir dolaşıq meydana gətirəcək. 43

    Goodsell goes on to assert that “cells have perfected the sequences of amino acids over many years of evolutionary selection.” But if functional protein sequences are rare, then it is likely that natural selection will be unable to take proteins from one functional genetic sequence to another without getting stuck in some maladaptive or non-beneficial intermediate stage.

    The late biologist Lynn Margulis, a well-respected member of the National Academy of Sciences until her death in 2011, once said “new mutations don’t create new species they create offspring that are impaired.” 44 She further explained in a 2011 interview:

    [N] eo-Darvinistlər, mutasiyalar meydana gəldikdə və bir orqanizmi dəyişdirdikdə yeni növlərin ortaya çıxdığını söyləyirlər. Mənə dəfələrlə öyrədildi ki, təsadüfi mutasiyaların yığılması təkamül dəyişikliyinə gətirib çıxarıb və yeni növlərə gətirib çıxarıb. Dəlil axtarana qədər inandım. 45

    Similarly, past president of the French Academy of Sciences, Pierre-Paul Grasse, contended that “[m]utations have a very limited ‘constructive capacity'” because “[n]o matter how numerous they may be, mutations do not produce any kind of evolution.” 46


    Videoya baxın: heyvan seleksiyasi (Dekabr 2022).