Единица эволюционного времени

Скорость дивергенции может быть измерена как процент различий, накопившихся за миллион лет, или обратной величины-единицы эволюционного времени (ЕЭВ), соответствующей времени (в миллионах лет), необходимому для осуществления дивергенции на 1%. Понятие часы , принятое в отношении попарного сравнения видов (с учетом практических трудностей при определении действительного времени видообразования), можно распространить и на родственные гены внутри одного вида. Зная дивергенцию таких генов, можно вычислить время, прошедшее с момента их возникновения в результате дупликации. [c.275]

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]

Единица эволюционного времени - среднее время, необходимое для того, чтобы в данном белке на каждые 100 содержащихся в нем аминокислот могла появиться одна приемлемая аминокислотная замена [c.279]

Хотя учитывать разницу между особями и генами, может быть, и важно, оба уровня не являются взаимоисключающими в интерпретации теории естественного отбора, а скорее дополняют друг друга. С точки зрения эволюционной экологии наиболее интересной аналитической единицей является, конечно, особь как целостный и организованный организм. Именно особи должны взаимодействовать с окружающей средой. Однако придет время, когда поведение особи можно будет объяснить только исходя из его генетической основы. [c.78]

Обеспечение организма кислородом начинается с акта дыхания. Поэтому суммарное потребление кислорода целым организмом, рассчитанное на единицу веса (РОг), принимается в качестве некоторого обобщенного показателя, характеризующего состояние кислородного (энергетического) обмена в организме. В эволюционном ряду животных имеется общая закономерность снижения Q02 с увеличением размеров тела (веса). Потребление кислорода организмом зависит от его функционального состояния. У насекомых скорость поглощения кислорода во время полета меняется в десятки и даже сотни раз [107], у птиц — в 5—10 раз [94], Таков же порядок изменений у человека при интенсивной физической нагрузке по сравнению с покоем [94]. Состояние покоя, в свою очередь, является понятием чрезвычайно условным и имеет разную функциональную значимость (например, для животного во время зимней спячки или в летний период), поэтому оно может характеризоваться различным уровнем. потребления кислорода. Любое -изменение функциональной активности организма — наступление половой зрелости, изменение температуры тела, условий содержания и кормления и т. д., [c.18]

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]

Молекулярные часы, основанные на теории нейтральности,-это, конечно, не те часы с точным механизмом, с помощью которых мы измеряем время в нашей повседневной жизни. Напротив, теория нейтральности предсказывает, что ход этих часов носит стохастический характер, сопоставимый с радиоактивным распадом. Постоянна лишь вероятность изменений в единицу времени, но и она подвержена некоторой изменчивости. Тем не менее при измерении достаточно продолжительных промежутков времени стохастические часы оказываются весьма точными. Более того, каждый ген или белок представляет собой отдельные часы, которые позволяют оценивать последовательность филогенетических событий и время, когда они происходили, независимо от других часов. Каждый ген или белок-это часы с маятником , качаюпщмся со своей собственной, отличной от других скоростью (для генов эта скорость задается темпом мутирования нейтральных аллелей, а для бел-ков-см. рис. 26.11) однако все часы отсчитывают время одних и тех же эволюционных событий. Сравнивая результаты, полученные по нескольким генам или белкам, мы можем сконструировать вполне точные эволюционные часы. [c.235]

В классической физике и квантовой механике, включая и релятивистскую механику, время, как уже отмечалось, выступает лишь как внешний параметр, не имеющий выделенного направления. В классической и квантовой динамике нет ничего такого, что позволило бы отличить прошлое от будущего. Такую динамику Пригожин назвал физикой существующего, а современную, в значительной мере созданную им термодинамику, - физикой возникающего. Даже равновесная термодинамика уже содержит специальную функцию состояния - энтропию, наделяющую время определенным направлением. Энтропия - это стрела времени, устанавливающая различие между прошлым и будущим. Нелинейная термодинамика неравновесных процессов идет в этом отношении еще дальше и формирует новое представление о времени как внутренней переменной, присущей данной макроскопической системе и отражающей ее историю. Такое время в отличие от внешнего времени характеризует эволюционное состояние системы, пройденные ею этапы развития. Еще Аристотель различал время как "движение" (кинезис) и время как "рождение и гибель" (метаболе). Возраст живого организма может определяться астрономическим временем, а может - внутренним, биологическим временем, не совпадающим с внешним временем, хотя и выраженным в тех же единицах. Два организма одного вида, рожденные одновременно (даже однояйцевые близнецы), имеют одинаковый возраст в масштабе внешнего, астрономического времени и в зависимости от условий созревания могут иметь разный возраст в масштабе внутреннего времени, ха- [c.458]

Последнее очевидно также из сравнения вероятностей выживания высокоразвитой каталитической системы при одном ее изменении до и после приобретения овойства точной пространственной редупликации. До этого рубежа каждое новое изменение природы эволюционирующего субстрата таит в себе опасность гибели каталитической системь данного вида, так как может оказаться неэврлюционным, обрывающим цепь развития. Учитывая понижение общей вероятности осуществление длинных цепей развития с увеличением числа эволюционных стадий и эту опасность, можно считать, что вероятность выживания каталитической системы в этом случае практически стремится к нулю. В то же время вероятность выживания каталитической системы определенного вида после приобретения свойства самовоспроизведения при одном ее, изменении может быть оценена величиной, стремящейся к единице. Так как при осуществлении каждого нового изменения данного вида каталитической системы в первом случае необходимо (а во втором нет) повторение всего пути развития /( г,/) от нуля и резко уменьшается время, затрачиваемое для совершения одного эволюционного изменения в случае размножения систем. Уменьшение этого времени будет иметь место даже в том случае, если повторение пути развития потребует не больше, как предполагалось выше, а меньше времени, чем на один акт размножения (последнее кажется весьма маловероятным), так как при любой, самой неблагоприятной разности между этими величинами, но при достаточно большом числе необходимых испытаний время одного эволюционного изменения во втором случае всегда может быть меньше, чем в первом. [c.224]

Генофонд — это та среда, в которой ген находится долго. Хорошие гены отбираются вслепую как гены, выжившие в данном генофонде. Это не теория, это даже не факт, обнаруженный в результате наблюдения такое утверждение — попросту тавтология. Интересно другое что делает ген хорошим В качестве первого приближения я высказал мысль, что ген попадает в категорию хороших, если он способен создавать эффективные машины выживания — тела. Эту идею следует несколько усовершенствовать. Г енофонд становится эволюционно стабильным множеством генов, определяемым как генофонд, если в него не может включиться никакой новый ген. Большая часть новых генов, возникающих в результате мутирования, перестановки или иммиграции, быстро устраняется естественным отбором восстанавливается эволюционно стабильное множество. Время от времени новому гену удается проникнуть в такое множество ему удается распространиться в генофонде. Существует некий переходный период нестабильности, завершающийся появлением нового эволюционно стабильного множествам — происходит маленькое эволюционное событие. Но аналогии со стратегиями агрессии популяция может иметь более одной альтернативной стабильной точки и может перескакивать с одной из них на другую. Прогрессивная эволюция — это, возможно, не столько упорное карабканье вверх, сколько ряд дискретных шагов от одного стабильного плато к другому. Может показаться, что популяция в целом ведет себя как отдельная саморегулирующаяся единица. Но эта иллюзия возникает в результате того, что отбор происходит на уровне единичного гена. Гены отбираются по своим заслугам . Но заслуги данного гена оцениваются по его поведению на фоне эволюционно стабильного множества, каковым является нынешний генофонд. [c.73]

По существу Р. Левонтин с позиций популяционно-генетического анализа приходит к проблеме, поставленной в свое время И. И. Шмальгаузеном и сформулированной в самом названии его знаменитой работы Организм как целое в индивидуальном и историческом развитии (1942). Напомним, что и сравнительные анатомы, и эмбриологи в свое время рассматривали отдельные органы и структуры как независимые единицы в онто- и филогенезе. Та путаница, которая в большей или меньшей степени б.ыла характерна для большинства эволюционно-морфологических работ, в значительной мере связана именно с этим обстоятельством. Выход был только в правильной оценке уровня, на котором протекает эволюция единицей отбора являются не отдельные органы или функции, а особь (фенотип в целом), представляющая собой продукт реализации наследственной программы в определенной среде. По существу такой же путь проделали и генетики-популяционисты, которые, начав с рассуждений об эволюции отдельных аллелей (генов) и убедившись в недостаточности этого подхода, пришли к необходимости рассматривать эволюцию целых генных систем. [c.6]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология