Эволюция, единица скорости

В этой работе использовались аминокислотные последовательности 7 белков 17 видов млекопитающих. Вначале аминокислотные последовательности всех белков были написаны подряд друг за другом так, как будто они представляют единую последовательность аминокислот. Затем было определено минимальное число нуклеотидных замен, необходимых для того, чтобы объяснить происхождение этих белков от общего предка. Соответствующие значения числа замен были определены для каждой ветви филогенетического древа. Далее использовались два приема. Прежде всего оценивалось общее число замен в единицу времени на разных этапах эволюции. При этом подвергалась проверке гипотеза, согласно которой общая скорость изменений постоянна на протяжении всего времени эволюции. Вероятность того, что наблюдавшаяся изменчивость обусловлена случайными причинами, очень мала 4-10 . Это с высокой достоверностью означает, что скорость эволюции белков не была постоянной, как этого можно бьшо бы ожидать, исходя из предположения о пуассоновском характере процесса. [c.236]

Не исключено, однако, что скорости эволюции всех белков изменялись во времени пропорционально по отношению друг к другу, например вследствие- того, что скорость эволюции белков оказывается постоянной, если в качестве единицы времени выбрать поколение, а не год. Продолжительность же поколения может в процессе эволюции претерпевать изменения. Для исследования этой возможности бьша проверена гипотеза, согласно которой скорость эволюции одного белка относи- [c.236]

Если число различий в аминокислотном составе одного и того же белка у двух разных биологических видов представить как функцию времени, прошедшего с момента дивергенции этих видов, то мы получим прямую линию. Иными словами, чем длиннее период, прошедший с момента дивергенции, тем больше число таких различий. Для удобства наклон прямой может быть охарактеризован через единицу эволюционного времени для данного белка (среднее время, необходимое для того, чтобы в последовательности из 100 аминокислот появилась одна аминокислотная замена). Сделав это для разных белков, мы убедимся в том, что каждый из них характеризуется своей особой скоростью эволюции (рис. 5-30). Поскольку все пары оснований в ДПК подвержены случайным изменениям в равной мере, эти разные скорости отражают различия в вероятности для тех или иных организмов со случайной [c.278]

Уилкинсон изучал скорость потери веса у голодающих вампиров. Па основании полученных данных он рассчитал, за сколько времени погибнет от голода сытый вампир, вампир с пустым желудком и все промежуточные ситуации. Это позволило ему выразить стоимость крови в валюте , единицей которой служит час продленной жизни. Он обнаружил, и это неудивительно, что обменный курс может быть разным и зависит от того, насколько голодна летучая мышь. Данное количество крови продлевает жизнь сильно изголодавшемуся вампиру на больший срок, чем менее голодному животному. Иными словами, хотя акт дарения крови повысил бы шансы донора на гибель, это повышение невелико по сравнению с повышением шансов реципиента на выживание. Таким образом, переходя на язык экономики, следует признать, что вампиры выполняют правила игры в Парадокс заключенных. Кровь, которую отдает донор, представляет для нее (социальные группы у вампиров состоят из самок) меньшую ценностью чем то же количество крови для реципиента. В свои неудачные ночи животное в самом деле очень сильно выигрывает, получив в дар порцию крови. По в удачные ночи оно выиграет лишь немного, отказавшись поделиться кровью (если ей удастся проделать это). Если удастся , конечно, имеет какой-то смысл лишь при условии, что летучие мыши используют ту или иную стратегию типа Око за око. По выполняются ли при этом другие условия, необходимые для эволюции стратегии Око за око [c.179]

Второй процесс, определяющий наряду с процессом размножения эволюцию популяции,— это процесс гибели. Если через и обозначить доли особей генотипов < к и к , погибших за единицу времени, то скорости гибели этих генотипов будут равны Дл и Е Уь- Естественно, что величины и , которые мы будем называть функциями смертности, зависят как от t и т, так и от самих численностей. Например, конкуренция, которая в свою очередь зависит от численностей конкурирующих групп, приводит к росту функций смертности. [c.31]

В этой главе излагаются данные, свидетельствующие о раз > личиях в скорости эволюции, приводится классификация этих скоростей, предложенная Симпсоном, а также кратко рассматриваются факторы, определяющие разные скорости. Однако, прежде чем обсуждать эти вопросы, следует определить единицы измерения для скоростей эволюции, а это далеко не простая задача. [c.268]

Измерение скоростей эволюции сопряжено со многими техническими и практическими трудностями. Скорость эволюции — это-количество эволюционного изменения за единицу времени. Первый возникающий при этом вопрос касается масштаба времени,, которого следует придерживаться. Следует ли использовать геологическое время (т. е. промежутки в миллионы лет) или биологическое время (т. е. число поколений) Если мы хотим сравнивать скорости эволюции в разных группах, то нам следует использовать геологическое время. [c.268]

Здесь для нас представляют особый интерес косвенные результаты биохимических исследований. Количественная мера биохимической дифференцировки между ныне живущими видами А, В, С и т. д. независимо от того, какая именно используется мера, может быть наложена на филогенетическое древо, ветви которого заканчиваются видами А, В, С,. .. Известное или выведенное геологическое время, прошедшее после дивергенции соответствующих ветвей, служит знаменателем. Сопоставляя эти две меры, мы получим количество изменения, происходящего на макромолекуляр- ном уровне за единицу времени, или скорость молекулярной эволюции, [c.278]

Простейшая форма моделирования горения возникает в ситуации, когда система 9 дифференциальных уравнений (4.2) полностью определяет эволюцию системы. Поскольку константы скорости зависят от температуры, а концентрации связаны с изменениями объема, даже если число молекул каждого типа остается постоянным, отмеченное выше упрощение возможно только в предположении постоянства температуры и давления.. Так как мы не делаем никаких допущений относительно размера системы, то в действительности подразумевается постоянство объема на единицу массы (величина, обратная плотности), или удельного объема реагирующей системы. Решение задачи Коши для системы уравнений (4.2) вполне очевидно. Для любого состава правая часть уравнений (4.2) может быть вычислена при любой температуре для констант скорости прямой и обратной реакций. Приращения (положительные и отрицательные) исходных концентраций вычисляются повторно алгоритмом интегрирования, чтобы получить решение задачи Коши (разд. 5). [c.18]

Пусть теперь мы хотим найти скорость замещения нейтрального аллеля к за единицу времени в ходе эволюции. В качестве единицы времени можно выбрать один год или одно поколение. В случайно скрещивающейся популяции, состоящей из N диплоидных особей к = 2Мих, где м-частота нейтральных мутаций на одну гамету за единицу времени (время для ц и /с измеряется в одних единицах), а х-вероятность фиксации нейтрального мутанта. Вывод этого уровня очевиден за единицу времени возникает 2Ми мутантов, каждый из которых фиксируется с вероятностью X. [c.234]

Скорость проведения импульса зависит от кабельных свойств аксона чем больше емкость мембраны, тем больший заряд нужен для деполяризации ее до порогового уровня, а чем больше внутреннее сопротивление цитоплазмы в аксопе, тем меньший ток может проходить через нее и тем больше времени требуется для накопления необходимого заряда Сопротивление и емкость единицы длины аксона определяются площадью поперечного сечения аксона, и простое вычисление показывает, что с увеличением диаметра (толщины) аксона скорость проведения импульсов возрастает У кальмара и многих других беспозвоночных для быстрой передачи сигналов в ходе эволюции выработались аксоны огромного диаметра. Однако у позвоночных столь же высокая скорость проведения сигналов достигается гораздо более экономным способом -путем изоляции поверхности многих аксонов миелиновой оболочкой, [c.300]

Вообще говоря, скорость эволюции - имеем ли мы дело с популяцией клеток, пытающихся вести себя как раковые в организме, или с популяцией организмов, адаптирующихся к новой среде обитания, должна зависеть от четырех основных показателей I) скорости мутирования, или частоты возникновения мутаций (вероятность того, что каждый член популяции претерпш генетическое изменение) 2) численности популяции 3) скорости размножения (среднее число поколений потомства в единицу времени) 4) селективного преимущества мутантной особи, которое оценивается как отношение числа выживших плодовитых потомков, произведенных ею за единицу времени, к такому же показателю у немутантной особи. Селективное преимущество зависит как от природы самой мутации, так и от условий внешней среды. Ситуация может усложняться при наличии наследственных эпигенетических изменений. [c.455]

У нас нет особых причин исключить ту возможность, что минорные источники свободной энергии, имеющиеся в настоящее время на нашей планете (табл. 6), существовали также на первобытной Земле. Однако количество энергии, поставлявшееся этими источниками в первобытные времена, трудно поддается оценке. Мы можем, правда, представить себе количество энергии, доступной 4,5 млрд. лет назад за счет радиоактивности самого верхнего-СЛОЯ земной коры (толщиной 1 км), поскольку скорости распада-основных долгоживущих радиоактивных изотопов известны. Буллард [50] произвел соответствующий расчет для нестабильных изотопов урана, тория и калия, которые распадаются с испусканием а- и Р-частиц и 7-лучей. Согласно результатам Булларда [50], этот источник мог давать в 3—4 раза больше энергии за единицу времени, чем в настоящее время. Однако большая часть этой энергии поглощалась, вероятно, кристаллической решеткой, тех минералов, в которых находились эти изотопы, и, следовательно, превращалась в тепло, вместо того чтобы использоваться в химических реакциях, протекавших в первобытной атмосфере и океанах. Поскольку на примитивной Земле существовали, по-видимому, все условия для гроз, вполне вероятно, что электрические разряды могли послужить значительным источником свободной энергии для процессов химической эволюции (табл. 6). [c.138]

Увеличение размеров тела изменяет характер связей между различными отделами и функциями организма. Пожалуй, наиболее сильное изменение в процессе эволюции претерпела зависимость между размерами тела и энергетическим обменом, что наглядно отражает классическая кривая Клайбера. Хотя, очевидно, крупным животным для жизнедеятельности требуется больше энергии, чем мелким, характер этой зависимости изменяется, если вместо абсолютных энергетических показателей рассматривать относительные. Как видно из рис. 6.5, с увеличением размеров тела количество энергии, необходимое для поддержания основного обмена, на единицу массы тела (измеренное по потреблению кислорода за единицу времени), снижается. На основании этой зависимости можно рассчитать регрессию, показывающую, что скорость основного обмена — количество энергии, необходимое для поддержания основных биологических функций,— прямо зависит от размеров тела (рис. [c.163]

Факторы, определяющие скорость эволюции, могуть быть внешними и внутренними по отношению к эволюционирующей системе. Внутренние —это те, которые сами возникают в результате эволюции. Это также собственно биологические факторы биологической эволюции. Скорость эволюционного совершенствования, как мы видели, зависит от узости интервала .Kj ч величины Д/(. Биологические факторы в ходе естественного отбора по преимуществу влияют на величину Д/, т. е. на величину приращения /( за некую единицу времени. А/ зависит от частоты мутаций, скорости размножения, скорости накопления полезных мутаций, эффективности действия естественного отбора. Рассмотрим эти зависимости подробнее. [c.35]

Живой организм обычно рассматривают как целостную единицу, пре -ерпевающую эволюционное развитие. В таком подходе кроется одна из главных причин наблюдаемой ныне путаницы в этой области. На самом деле организм представляет собой результат множества отдельных и автономных эволюций, которые протекают с различной скоростью. Фактически мы имеем дело с симбиотической эволюцией. То, что прежде, когда эволюционирующий организм рассматривали как обособленную единицу, казалось парадоксом, находит простое и логичное объяснение, если рассматривать автономные эволюции его компонентов как отдельные процессы. [c.311]

Клетки живут и умирают, а для популяции важно соотношение скоростей воспроизведения и отмирания ее членов. Устойчивость популяции к давлению внутренних и внешних факторов выше, чем у отдельных клеток. Даже отмирание значительной части особей еще не означает гибели всей популяции. Система может восстановиться (рв-популировать) за счет небольшого числа клеток, остающихся живыми после гибели основной массы клеток. Наконец, именно популяция является элементарной единицей приспособительной эволюции. Эволюционируют не особи (клетки), а их популяция. Отбор наиболее приспособленных осуществляетея в интересах не одной особи, а всей популяции. [c.134]

Окорость эволюции — это количество эволюционного иамене-ния за единицу времени. Измерение этой скорости сопряжемо с многочисленными техническими и практическими трудностями. [c.308]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология