Эволюция отбор

Распределение вариантов в зависимости от их частоты. На рис. 6.4 показано распределение вариантов ферментов в зависимости от их частот. Между распространенными и редкими вариантами наблюдается ярко выраженное различие, на основании чего были предложены разные гипотезы о механизмах эволюции (отбор или случай- [c.287]

Отбор считается механизмом эволюции. Отбор неспособен создавать паттерны, потому что он нематериален. Как таковой, он не может объяснить связи между паттернами. [c.45]

Глава 5. Новые представления об эволюции отбор, онтогенез [c.167]

Полагают, что эволюция живых организмов на Земле и принцип естественного отбора по Дарвину самым непосредственным образом связаны с возможностью закрепления ценной (например, для выживания системы) биологической информации, возникающей в ходе спонтанных мутаций наследственного аппарата организмов на молекулярном уровне. [c.402]

Историческая заслуга Дарвина, — как считают современные специалисты в области теории эволюции, — состоит не в том, что он показал существование эволюционного процесса, а в том, что он вскрыл движущий фактор эволюции — естественный отбор и тем самым выявил причины биологической эволюции [20, с. 297]. [c.187]

О том, как происходил отбор структур, каков его механизм, сказать довольно трудно. Но этот процесс оставил нам своего рода. музей. Подобно тому как из 107 химических элементов только 6 органогенов да 10—15 других элементов отобраны природой, чтобы составить основу биосистем, так же в результате эволюции происходил тщательный отбор и химических соединений. Из миллионов органических соединений в построении живого участвуют лишь несколько сотен из 100 известных аминокислот в состав белков входит только 20 лишь четыре нуклеотида лежат в основе-всех сложных полимерных нуклеиновых кислот, ответственных за наследственность и регуляцию белкового синтеза в любых живых организмах. [c.196]

Теория саморазвития элементарных открытых каталитических систем, в самом общем виде выдвинутая А. П. Руденко в 1964 г. и в развернутой форме появившаяся в 1969 г. [3], названа здесь общей теорией химической эволюции и биогенеза потому, что она представляет собой поистине унитарную теорию хемо-и биогенеза. В ней осуществлен синтез рациональных сторон субстратного и функционального подходов. Она решает в комплексе вопросы о движуш,их силах и механизме эволюционного процесса, т. е. о законах химической эволюции, об отборе элементов и структур и их причинной обусловленности, о высоте химической организации и иерархии химических систем как следствии эволюции. [c.200]

Третьей областью применения теории саморазвития открытых каталитических систем может стать моделирование и перенесение в промышленные реакторы моделей ферментативных систем, представляющих если не всю, то часть живой клетки, обеспечивающей стабильную работу биокатализаторов. Речь идет об освоении каталитического опыта живой природы в том отношении, которое касается стабилизации ферментов и их синтетических аналогов не путем искусственной иммобилизации, а посредством закономерностей, присущих естественному отбору в ходе химической эволюции. [c.210]

Принцип сохранения орбитальной симметрии означает, что сложная молекула должна предпочтительно вступать в такие реакции, которые сохраняют ее основные свойства симметрии. Это обстоятельство, вероятно, сыграло особую роль в эволюции диссипативных систем и было одним из факторов отбора в процессах, сопряженных с относительно малыми энергетическими эффектами. [c.6]

Как мы уже указывали, комплексные соединения во многих случаях проявляют высокую каталитическую активность. Специфичность каталитических функций зависит от того, что, попадая в реакционное пространство комплекса, молекула оказывается не только поляризованной в определенном направлении, но и поставленной в определенные пространственные отношения со своими партнерами по реакции. Этими партнерами могут быть соседние лиганды, и тогда реакция происходит внутри комплекса — его первой координационной сфере. Возможна активация молекулы и ее последующая реакция с частицами внешней — второй — сферы или ионами и молекулами среды. Комплексный ион способен генерировать и радикалы, развязывая таким образом цепной процесс. Важнейшее свойство комплексов в этом смысле заключается в том, что их жесткая дискретная структура является фактором отбора, стимулирующим определенные реакции и направляющим химическую эволюцию по некоторым особым путям. [c.231]

Первое начало термодинамики исключает для изолированной системы все те процессы, в которых внутренняя энергия систем изменяется второе начало делает отбор более жестким—возможны лишь процессы, в которых энтропия изолированной системы (всей, в целом ), возрастает. Максимум энтропии и есть в этом случае условие равновесия. Каким путем система пришла к нему, термодинамика не исследует, хотя для хода химической эволюции путь имеет первостепенное значение. [c.297]

По Куну, предбиологическая эволюция началась с коротких цепей нуклеотидов, из которых отдельные нуклеотиды полимери-зовались. Цепи, содержащие только один стереоизомер рибозы, действуют как матрицы для самовоспроизведения их большая стойкость к гидролитическому разложению дает им шансы стать исходным пунктом ряда репликаций. В дальнейшем предполагается возникновение третичной структуры этого прообраза РНК, причем из всех третичных структур остаются также наиболее устойчивые к гидролизу. Добавочный механизм отбора, по Куну, представляет собой образование агрегатов РНК, облегчающееся, например, попаданием компактной молекулы РНК на частицы глин в водной среде. [c.385]

Появление открытых каталитических систем и их отбор по наиболее перспективным для химической эволюции базисным реакциям в условиях первичного бульона можно представить следующим образом. В некоторых водоемах в целом, или па их поверхности, или же в каких-либо местных локальных очагах на границе с литосферой, возможно в местах подводного выхода фумарол (отверстий, по которым выходят из недр Земли вулканические газы), на первичной Земле могли возникнуть условия спонтанного и длительного протекания какой-либо химической реакции, обеспечиваемой постоянным притоком реагирующих веществ и наличием простейшего катализатора. Природа такой базисной реак- [c.15]

Чрезвычайно важным является то обстоятельство, что интегрированная в хромосому конъюгативная плазмида (например, F-фак-тор Е.соН) не теряет способности инициировать конъюгацию клеток и перенос ДНК из донора в реципиент. При этом ДНК плазмиды, составляющая одно целое с хромосомной ДНК, затаскивает в реципиент хромосому бактерии-донора. Между ДНК донора и реципиента может происходить общая рекомбинация, что приводит к обмену гомологичными генами между клетками бактериальной популяции. Этот процесс — бактериальный аналог полового размножения. Наличие механизма обмена генами очень важно для эволюции бактерий, поскольку, как и в случае патового размножения эукариот, нарушает абсолютную сцепленность генов одной хромосомы и позволяет естественному отбору находить благоприятные комбинации уже присутствующих в популяции бактерий аллельных вариантов генов. [c.128]

В момент времени tg молекулярная система находится в стационарном невозмущенном состоянии с волновой ф-цией ф и подвергается внеш. воздействию. Требуется определить вероятность найти систему в другом стационарном состоянии с волновой ф-цией <р после прекращения воздействия в момент времени (Х , (задача о вероятности перехода). Эта задача-частный случай задачи об эволюции, однако ее выделяют особо, поскольку оиа играет важную роль в изучении динамики элементарного акта хим. р-ции и в теории молекулярных спектров. В частности, решение этой задачи приводит к правилам отбора для квантовых переходов. [c.412]

Естественный отбор - гфоцесс выживания и воспроизводства наиболее приспособленных к изменяющимся условиям среды организмов и вымирания в ходе эволюции неприспособленных. [c.232]

Каким образом увеличивался размер генома клеток при эволюции организмов от низших форм к высшим Изменения формы и поведения организмов обусловлены мутациями, меняющими последовательность аминокислот в белках. Однако такие мутации не могли увеличить количества генетического материала в процессе эволюции. Вполне возможно, что в ряде случаев в клеточное ядро случайно включалась копия одного илн нескольких генов [32а]. Тогда при наличии дополнительной копии гена клетка могла выжить, даже если в результате мутации в одном из парных генов нарушались структура и функция кодируемого им белка если парный ген оставался неповрежденным, организм был способен расти и размножаться. Дополнительный, несущий мутацию ген мог оставаться в нефункционирующем состоянии много поколений. До тех пор, пока этот ген продуцировал безвредные, нефункционирующие белки, он не элиминировался под давлением естественного отбора и со временем мог опять мутировать. Вполне возможно, что в конце концов белок, кодируемый этим многократно мутировавшим геном, оказывался в каком-то отношении полезным для клетки. [c.38]

Однако, несмотря на большое количество конкретных и обобщающих исследований, вопрос о закономерностях эволюции сообществ далек от решения. С. С. Шварц (1973) писал, что вопрос о соотношении эволюции организмов и эволюции их сообществ,, в конечном итоге биосферы, не только не разработан, но даже подходы к его решению отсутствуют. Ю. И. Чернов (1984а) согласился с этим мнением С. С. Шварца. Признавая в качестве механизма эволюции отбор, действующий иа популяционно-видовом уровне, а не перекомпоновку видов в экосистемах, приходится признать,, что С. С. Шварц и Ю. И. Чернов указали ключевой вопрос, от которого зависит решение проблемы эволюции на биогеоценотическом уровне. В разработке вопроса взгляд с точки зрения популяциониста может оказаться не бесполезным. [c.225]

Обмен участками между гомологичными хромосомами имеет большое значение для эволюции, так как непомерно увеличивает возможности комбинативной изменчивости. Вследствие перекреста в процессе эволюции отбор идет не по целым группам сцепления, а по отдельным генам. Ведь в одной группе сцепления могут находиться гены, кодирующие наряду с полезными и вредные признаки. В результате перекреста полезные для организма гены могут быть отделены от вредных и, следовательно, возникнут более выгодные для существования вида генные комбинации. [c.131]

Ныне в связи как с достижениями, так и с трудностями моделирования биокатализаторов взгляды на роль проблемы химической эволюции в изучении катализа существенно изменились. При моделировании биокатализаторов теперь принимаются во внимание уже не только некоторые общие закономерности биогенеза , но по возможности и вся совокупность такого рода закономерностей. Принципы искусственного отбора структур в направлении совершенствования моделей все более приближаются к принципам естественного отбора. Но, что весьма суидественно, одновременно с этим в самой каталитической химии накапливается все больше эмпирического материала, не укладывающегося в рамки отправных постулатов классической кинетики о неизменности химического состава, энергетических параметров и специфичности действия катализаторов. Изо дня в день появляется все больше работ, результаты которых свидетельствуют о физических и химических изменениях катализаторов, о самоприспособлении их к требованиям каталитической базисной реакции. [c.184]

Вопросы 1) о высоте химической организации (не о степени сложности состава), 2) об отборе элементов и структур, 3) о факторах этого отбора, т. е. о движущих силах химической эволюции, — это неотделимые друг от друга вопросы. Биохимические же теории происхождения жизни на Земле вырывают из них лишь один первый вопрос, оставляя в стороне другие. Но игнорируя факторы отбора, они оказываются бессильными решить и один первый вопрос. Именно поэтому и можно сказать, что их объектом является не химическая эволюция, а только биосинтез in vivo, моделируемый посредством органического синтеза in vitro. [c.189]

Таким образом, А. П, Руденко приходит к выводу о том, что в процессе саморазвития ЭОКС происходит естественный отбор тех центров катализа, которые обладают [[аибольшей активностью, на них все более сосредоточиваете - базисная реакция. Те же центры, изменение которых связано с уменьшением активности (а.>Я2), постепенно выключаются из кинетического континуума, не выживают . При многократных последовательных необратимых изменениях ЭОКС переход на все более высокие уровни стационарности сопровождается эволюцией механизма базисной реакции как за счет изменений состава и структуры катализато ров, функционировавших в начале реакции, так и за счет дробления химического процесса на элементарные стадии и появления новых катализаторов этих стадий. Эти новые катализаторы появляются не за счет захвата их из внешней среды, а за счет [c.203]

Базисная реакция является, таким образом., не только источником энергии, необходимой для полезной работы в системе, которая направлена против равновесия, но и орудием отбора наиболее прогрессивных эволюционных изменений ЭОКС. И хотя этот отбор определяется количественными параметрами эволюционных изменений и, в первую очередь, величиной абсолютной каталитической активности, от которой всецело зависит скорость базисной реакции, он служит предпосылкой отбора качественной вещественной основы химической эволюции, т. е. отбора э. емеитов, структур и надмолекулярных образований. Таким образом, знание механизма отбора, определяемого основным законом эволюции, дает исчерпывающее объяснение хемогенеза веществ строго определенного состава, строения, оптической активности, определенной очередности мономерных фрагментов в высокоорганизованных полимерах с определенным комплексом физико-химических свойств. [c.205]

Как видно, эти факты — прямое свидетельство саморазвития открытых каталитических систем. Уже из определения динамики химических процессов, сформулированного М. Г. Слинько, следует, что она, как общая теория, изучающая эволюцию химических систем , должна включать в себя поиск решения задач такой направленности этой эволюции, которая приводит к повышению высоты организации каталитических систем, к увеличению селективности и ускорению базисных реакций, т. е. к общей интенсификации процессов. А это означает, что теория саморазвития открытых каталитических систем А. П. Руденко может стать одним из ведущих звеньев в развитии нестационарной кинетики, ибо иных путей к существенному улучшению работающих в реакторе катализаторов нет, кроме естественного отбора наиболее активных центров катализа и обусловленных этим отбором направленных кристаллоструктурных изменений. Эта теория может быть использована в решении задач изыскания новых оптимальных режимов , о которых говорил М. Г. Слинько в своем докладе на XII Менделеевском съезде [30, с. 9]. В этой связи нельзя не согласиться с утверждением о том, что без соответствующей теории, если опираться лишь на экспериментальные работы на опытных установках, вряд ли можно надеяться на быстрые успехи в создании новых высокоэффективных промышленных процессов, работающих в искусственно создаваемых нестационарных режимах или в окрестности оптимальных неустойчивых стационарных состояний. Чаще всего невозможно в обозримые сроки экспериментально подобрать оптимальные условия осуществления нестационарного процесса. [c.209]

В заключение важно отметить, что в подходах к проблеме химической эволюции у И. Р. Пригожина и А. П. Руденко есть много общего. Общим является отрицание актуалистических теорий и противопоставление им эмпирически обоснованных теорий, решающих вопрос о возникновении порядка из хаоса, о саморазвитии открытых химических систем. Общим является также привлечение в качестве отправного пункта неравновесной термодинамики, статистических, кинетических и информационных принципов, или методов, исследования. Различие же состоит главным образом в разных самоорганизующихся объектах и разных целях исследования. У Пригожина такими объектами являются макросистемы, а основная цель исследования — доказательство принципиальной возможности самоорганизации. Концепция Пригожина не описывает химическую эволюцию с естественным отбором. Руденко, напротив, исследует самоорганизацию микросистем, преследуя цель реконструкции всего хода химической эволюции через естественный отбор вплоть до выяснения механизма ее тупиковых форм и биогенеза. В этом смысле можно сказать, что теория Руденко предметнее отражает проблемы эволюционной химии как самостоятельной концептуальной системы. Эта теория может уже сегодня решать практические задачи освоения каталитического опыта живой природы и управления химическими процессами, относящимися к нестационарной технологии. Перед учением Пригожина такого рода задач сегодня поставить нельзя. Однако если говорить [c.216]

Развитые М. Эйгеном представления о путях эволюции основываются на следующих утверждениях эволюция протекает как почти непрерывный процесс, в котором отбор связан с появлением неустойчивых состояний и воспроизведением устойчивых. Первое появление макромолекул обусловлено их структурной стабильностью и достаточной концентрацией ( изобилием ) в окружающей среде. [c.382]

Для отбора и эволюции необходима система, обладающая ав-токаталитическими свойствами, которая не может состоять только из белков или только из нуклеиновых кислот. По Эйгену, кроме каталитических механизмов самоорганизующаяся система должна иметь обратные связи, причем состояние ее не должно быть равновесным. На важность неравновесности указывали и другие авторы . [c.383]

На вопрос, как можно представить себе отбор в добиологическую эру, теория Эйгена отвечает, что самоинструктирование есть общее явление природы и любой продукт полимеризации, любая определенная последовательность должны инструктировать образование своей собственной копни в ходе эволюции. [c.383]

Анализ вопроса этот автор начинает с рассмотрения возможных путей образования высокомолекулярных последовательностей — носителей информации . Роль последовательностей могут выполнять, например, остатки аминокислот, соединенные в полипептидные цепи. И белки и нуклеиновые кислоты — носители кода самоорганизация и эволюция должна начаться на уровне са-мовоспроизводящегося кода. Обсуждая вопрос о процессах сборки и распада поли.меров, протекающих в ящике конечного объема, через стенки которого могут втекать и вытекать мономерные единицы (высоко- и низкоэнергетические), Эйген приходит к выводу, что при oт yт твии самоинструктирования ожидаемое значение числа цепей с любой данной последовательностью практически равно нулю. Необходимо придать динамические свойства носителям информации , а в теории отбора должен фигурировать параметр, выражающий селективное преимущество через молекулярные свойства. [c.383]

Скрещивание самок без Р-элемента с самцами, несущими Р-элементы, приводит у гибридов к транспозициям Р-элемента, которые наблюдаются только в клетках зародышевого пути. В потомстве таких гибридов обнаруживается достаточно много мутаций, вызванных внедрением элемента. Эги мутации часто приводят к стерильности потомства. Поэтому линии с Р-элементом и без него выглядят как репродуктивно изолированные, по крайней мере частично. Биологическая изоляция играет огромную роль в процессе эволюции. В этом случае она объясняется на молекулярном уровне изоляция линий вызвана активацией транспозиций Р-элемента, присутствующего в одной из них. Механизм активации транспозиций не расшифрован, однако выяснена причина, почему транспозиции Р-элемента ограничены зародышевыми клетками. Оказалось, что только в клетках—предшественниках гамет — осуществляется такой ход сплайсинга транскрипта Р-элемента, который приведет к образованию непрерывной открытой рамки трансляции, кодирующей транспозазу (рис. 120, а). Ограничение транспозиции зародышевыми клетками, по-видимому, имеет определенный смысл, поскольку обеспечивает выживание особей, несущих гаметы, в которых произошли геномные перестройки вследствие транспозиции Р-элемента. Подобный геномный шок , сопровождающийся высокой частотой мутагенеза, может обеспечить большую степень геномной изменчивости, которая послужит материалом для отбора в процессе эволюции. [c.232]

Эволюционное планирование эксперимента. Планирование эксперимента в условиях крупномасштабных производств, цехов и заводов, где недопустимы сильные раскачивания процессов, осуществляется при помощи так называемого эволюционного планирования (ЕУОР), предложенного Боксом Такое название метод получил по аналогии с биологической эволюцией, так как в нем используются небольшие изменения независимых переменных в производственных условиях аналогично мутациям в процессе естественного отбора. [c.214]

При исследовании биоповреждений металлоконструкций имеются определенные методологические трудности. Во-первых, био-повреждения материалов микроорганизмами носят специфический характер. В отличие от других видов повреждений в них непосредственно участвуют живые организмы, т. е. приходится иметь дело с биологическими объектами и процессами. Ркследования осложняются из-за видового многообразия микроорганизмов и взаимного влияния их друг на друга как положительного, так и отрицательного (симбиоз, комменсализм, конкуренция, антагонизм и т. п.), а также вследствие сложных процессов, протекающих внутри самого микроорганизма (метаболизм, анаболизм, катаболизм). Кроме того, нестабильность некоторых полимерных материалов и влияние их на микроорганизмы еще более усложняет проблему. Материалы конструкций техники и сооружений, а также условия эксплуатации последних, в особенности температурные факторы, влияют на развитие микроорганизмов и вызывают их эволюцию. Выявлено, что отдельные полимеры ЛКП и некоторые вещества (амины, кетоны, окислы азота и пр.), а также пониженная температура (-Ь4...-Ьб °С), искусственная аэрация и другие факторы определяют видовой состав (отбор) и адаптацию наиболее жизнеспособных микроорганизмов. В процессе отбора и адаптации повышается их агрессивность в отношении материалов, на которых они образуют колонии. [c.47]

Осн. доля всех М. в природе обусловлена генными М. Они вызывают разнообразные изменения признаков. Большинство из М. вредны для организмов (могут вызывать уродство и даже гибель). Очень редко возникают М., улучшающие св-ва организма. Эти М. дают осн. материал для есгесгв. и искусств, отбора, являясь необходимьпл ус ювием эволюции в природе н селекции полезных форм растений, животных и микроорганизмов. Частота спонтанных мутаций у каждого вида генетически обусловлена и поддерживается на оптим, уровне. [c.155]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология