Эволюционное древо

Рис. 2.4. Эволюционное древо, построенное на основе аминокислотного состава цитохрома с

Рис. 6-14. А. Расположение 27 инвариантных остатков в цитохроме с более чем 60 видов, включая млекопитающих, рыб, пресмыкающихся, земноводных, птиц, насекомых и других беспозвоночных, а также растения и грибы. С увеличением числа исследованных цитохромов с число инвариантных остатков может несколько уменьшиться. Б. Основные ветви эволюционного древа, построенного на основе данных о числе аминокислотных замен в молекулах цитохрома с у различных видов. Цифры означают число остатков, по которым цитохром с данной линии организмов отличается от цитохромов с их предков. Кружками отмечены точки эволюционной дивергенции.

Такие белки часто называют дыхательными пигментами. Они все чаще встречаются, когда мы поднимаемся по эволюционному древу животного мира, но их гораздо реже можно обнаружить в царстве растений и микроорганизмов (разд. 7.1). В этих белках кислород обратимо координируется переходными металлами (железом, медью и, возможно ванадием) таким образом, концентрация кислорода может быть повышена за счет повышения концентрации белка. Например, в 1 л крови человека растворяется около 200 см кислорода в равновесии с воздухом при 20°С [81], что соответствует концентрации раствора кислорода 9 10 М. Другими словами, кровь может переносить в 30 с лишним раз больше кислорода, чем чистая вода. Однако кислород поступает к ферменту или переносится через клеточную стенку в форме свободного, несвязанного кислорода. Таким образом, функция этих белков состоит в том, чтобы повысить стационарную концентрацию свободного кислорода сверх того уровня, который мог бы быть достигнут в результате баланса между процессами его потребления ферментами и свободной диффузией и циркуляцией. [c.138]

Эволюционное древо глобиновых генов [c.274]

Таким образом, можно построить эволюционное древо для кластера глобиновых генов человека (рис. 21.8). Свойства, получившие развитие в процессе эволюции до разделения млекопитающих на виды, обнаруживаются у всех млекопитающих. Свойства, эволюционировавшие после этого, должны были эволюционировать независимо у различных видов млекопитающих. В каждом виде произошли сравнительно недавние изменения в структуре кластеров так, мы наблюдаем различия в числе генов (один (З-глобиновый ген у человека, два-у мыши) или их типе (до сих пор нет уверенности в том, имеются ли различные (3-подобные глобины эмбриона и плода у кролика и мыши). [c.277]

Это эволюционное древо объясняет, как произошло разделение генов глобина на классы. Причины возникновения дупликаций индивидуальных генов, обозначенных кружками, не известны. Время дивергенции генов не установлено. [c.277]

ЭВОЛЮЦИОННОГО древа, на концах которой находятся человек и обезьяна, отошла от ствола млекопитающих еще до того, как произошло разделение на плацентарных и сумчатых. Несмотря на эти ошибки, можно лишь удивляться, Что изучение одного-единственного белка позволяет так хорошо восстановить филогенетические отношения между такими разными организмами, как те, которые представлены на рис. 26.10. Изучение аминокислотных последовательностей белков очень много дает для понимания эволюции. [c.225]

ЭВОЛЮЦИОННОГО древа. В самом деле, лишь немногие, а быть может и никакие, существующие виды могут рассматриваться как прямые предки растений. [c.122]

После того как клетки приобрели митохондрии, пероксисомы постепенно утратили свое значение. При дивергентной эволюции в различных ветвях эволюционного древа перокси- [c.193]

Но мы не имеем понятия ни о минимальном, ни о максимальном времени, потребовавшемся для того, чтобы эволюция привела к таким формам. Поэтому на ( )иг. 104 точка ответвления животных от общего ствола эволюционного древа отмечена знаком вопроса. [c.196]

Рис. 9.9. Гипотетическое эволюционное древо. Последовательность Б может дать начало последовательностям Л и В в результате простой инверсии. Для того чтобы последовательность В могла произойти из А, понадобилось бы две инверсии, и наоборот.

В истории исследований об эволюции человека можно обнаружить две противоположные тенденции. С одной стороны, это позиция тех ученых, которые стремятся подчеркнуть уникальность человека, концентрируя внимание на прерывистости эволюции и отыскивая уникальные человеческие характеристики в ископаемых остатках, дошедших из далеких эпох. С другой стороны, существуют и те, кто видит в приматах зеркальное отражение человека и вследствие этого всячески преуменьшает различия в поведении и строении тела между ними, доказывая недавнее эволюционное расхождение ветвей, ведущих к человеку и его ближайшим родственникам по эволюционному древу. Настоящая книга основывается на этой второй стратегии, но вместе с тем ее автор понимает, что, несмотря на все наблюдения и аргументы, нельзя игнорировать тот факт, что человек— это совершенно особый вид. Трудность поэтому заключается в самом определении уникальности. [c.15]

Миноги и миксины — самые примитивные представители позвоночных. Различные классы позвоночных перечислены в табл. 3.1, а эволюционное древо позвоночных изображено на рис. 3.3. [c.59]

Надо подчеркнуть, что, прослеживая ход эволюции, мы никогда не имеем в виду, что какой-то современный вид произошел от другого современного. Как правило, генеалогические линии выводятся от гипотетического общего предка. Должно быть также ясно, что при построении эволюционного древа мы многое домысливаем, опираясь на тщательный анализ анатомии и физиологии, поведения, экологии, палеонтологии и эмбриологии, а также исходя из следов, которые остались в виде древних окаменелостей. В последнее время биохимики добавили еще один источник информации — сравнительный анализ строения сложных белков и ферментов у разных организмов. Идентичность или сходство их аминокислотной последовательности позволяет делать вывод о тесной эволюционной связи напротив, чем больше различий, вызванных мутациями, тем больше эволюционное расстояние между видами. Рис. 3.4 иллюстрирует это на при- [c.60]

Какой же тип бактерий дал начало митохондриям Расшифровка полной аминокислотной последовательности и трехмерный рентгеноструктурный анализ цитохромов из различных бактерий выявили близкое сходство этих белков между собой и с цитохромом с дыхательной цепи митохондрий растительных и животных клеток. На основании этих и других биохимических данных бьшо предложено эволюционное древо, изображенное на рис. 9-58. По-видимому, митохондрии произошли от особого рода пурпурных фотосинтезирующих бактерий, которые утратили способность к фотосинтезу и сохранили только дыхательную цепь (разд. 9.4.3). [c.68]

Стремление создать филогенетическую систему прокариот, построить эволюционное древо, аналогичное имеющемуся в филогенетических системах высш.их растений и животных, породило разные подходы к решению этой задачи. Хронологически первой была попытка использовать ДЛЯ этого накопленные сведения о фенотипических признаках бактерий. В основу создания системы был положен и традиционный принцип. Все используемые признаки мысленно распределяли по степени их значимости, результатом чего являлось субъективное (основанное только на опыте и интуиции исследователя) создание иерархической системы признаков. Затем в зависимости от важности признаков объекты разбивали на таксономические группы. От того, в какой последовательности при классификации учитываются признаки, зависит путь, по которому осуществляют разделение организмов и в конечном счете полученные таксономические группы. Легко видеть, что структура иерархической системы определяется порядком, в котором располагаются признаки, а последний выбирается произвольно. [c.137]

Что касается заключительного этапа секвенирования ДНК в виде компьютерной обработки результатов, то его изображение в виде эволюционных древ привело бы к формированию таких раскидистых крон, что в них бы было чрезвычайно трудно разобраться. Заняться же их искусственной обрезкой не поднялась рука, в связи с чем эта схема оказалась не нарисованной. Также не оказались изображенными и все прочие методы секвенирования ДНК, отчасти по причине того, что многие из них представляют собой только молодую поросль, еще не сильно обросли ветками (модификациями), да и высота их будет весьма незначительна, хотя необходимо отметить, что потенциал некоторых из них весьма велик. [c.417]

Рис. 14.3. Эволюционное древо развития метода электрофоретического разделения продуктов секвенирующих реакций, получающихся при секвенировании ДНК химической деградацией и ферментативным построением комплементарной цепи в условиях

Эволюционные сдвиги при наличии уже сложившейся системы корреляции могут происходить очень быстро. Наглядный пример тому — карликовые племена Африки, Азии и островов Тихого океана, живущие в тропических лесах. Первоначально считалось, что карликовые племена — это особая ветвь эволюции, рано отделившаяся от общего эволюционного древа. В действительности же оказалось, что они резко отличаются друг от друга по антигенам крови, но очень [c.49]

Предполагается, что мозаичная экзон-интронная структура генов, свойственная эукариотам, вероятно, была более древней, чем безынтронная, прокариотическая. В таком случае традиционные филогенетические представления, согласно которым прокариот помещают в основание эволюционного древа, а эукариот — на вершины, должны быть пересмотрены. Геном прокариот, как правило, не содержащий генов с интронами, рассматривается как компактный (рационализированный), образовавшийся в результате потери интронов, например, в результате отбора на скорость репликации. Напротив, предполагается, что мозаичная структура генов определяет эволюционные возможности генома, тогда как прокариоты, утерявшие интроны, представляют собой эволюционный тупик. Заметим, однако, что интроны, удаляемые в результате сплайсинга, изредка обнаруживаются при экспрессии генов в клетках бактерий, например в гене тимидилатсинтетазы фага Т4. [c.194]

Рис. 17.10. Эволюционное древо гемоглобина позвоночных. Примерное постоянство чисел, выражающих иитпчия агц-ииок 1Слот ь х остатков на диагоналях, идущих снизу слева вверх вправо, свидетельствует о нейтральности замещений (Кимура)

Для гемоглобпнов не получается корреляция между ценностью и положением в эволюционном древе. По-эидимому, это объясняется меньшей древностью гемоглобина, чем цитохрома с, [c.567]

Итак — классификация. Многие к этому занятию относятся неодобрительно, считая его второстепенным. Между тем никакая наука о природе не может развиваться без классификации наблюдаемых явлений. Это верно в тем большей степени, чем более многообразны явления. Научная биология началась с классификации видов, данной Линнеем. Существенна, конечно, не классификация сама по себе, а глубокие научные принципы, положенные в ее основу. Это у Линнея было. Если установлено, что мы с вами относимся к виду Homo sapiens, к отряду приматов, к подклассу плацентарных, классу млекопитающих, подтипу позвоночных, типу хордовых, то найдено место человека в эволюционном древе, определены его главные биологические особенности. Без Линнея не было бы Дарвина. Без Менделеева-клас-сифнкатора не было бы Менделеева — первооткрывателя основного закона химии. Создание научной классификации широкого круга явлений означает открытие важнейшего закона природы, обеспечивающее дальнейшее развитие науки. Сегодня необычайно существенна классификация элементарных частиц. [c.76]

Рис. 2.3. Эволюционное древо жизни, охватывающее пять царств по классификации Маргелиса и Шварца (разд. 2.2). Длина линий не отражает продолжительности соответствующего периода.

Хорошо известно, что один и тот же фермент нередко бывает представлен у разных видов разными структурными формами. Возникающие в процессе эволюции межвидовые различия обусловлены различиями в нуклеиновых кислотах (генотипах) и, следовательно, в белках, которые зачастую являются ферментами это и лежит в основе наблюдаемого разнообразия фенотипов. Эволюционное древо для белков, построенное по данным о сходстве и различии в их аминокислотной последовательности, во многих случаях оказывается сходным с эвОлю- [c.106]

На рис. 26.15 изображено эволюционное древо некоторых генов глобина человека, мыши, кролика, козы и курицы. Последовательности ДНК четко отражают тот факт, что степень родства курицы со всеми четырьмя млекопитаюпщми меньше, чем у млекопитающих между собой. Это, разумеется, и без того давно известно. Обнаруживаются некоторые неожиданные факты последовательности генов Р-глобина и эмбрионального -глобина указывают, что коза и человек более близки друг другу, чем каждый из них по отношению к мыши. Это противоречит результатам, полученным на основе анализа аминокислотных последовательностей полипептидных цепей гемоглобинов. Как бы то ни было, нет ни малейших сомнений в том, что в ближайшем будущем изучение последовательностей ДНК позволит решить многие важные проблемы и поставит новые вопросы. [c.233]

Какой же тип бактерий дал начало митохондриям Расшифровка полной аминокислотной последовательности и трехмерный рентгеноструктурный анализ цитохромов типа с из различных бактерий выявили близкое сходство этих белков между собой и с цитохромом с дыхательной цепи митохондрий растительных и животных клеток. На основе этих и других биохимических данных было предложено эволюционное древо, изображенное на рис. 7-62. Но-видимому, митохондрии произошли 01 особого рода пурпурных фотосинтезирующих бактерий, которые утратили способность к фотосинтезу и сохранили только дыхательную цепь. Однако до сих пор не ясно, все ли митохондрии (так же как и хлоропласты) возникли в результате одного единственного случая эндосимбиоза. Хотя митохондрии простейших имеют отчетливо выраженные прокариотические свойства, некоторые из них достаточно отличаются от митохондрий растительных и животных клеток, чтобы можно было предположить их независимое происхождение. [c.500]

Любая схематизация естественных процессов грозит искажением представления о них, и все же для лучшего понимания истории жизни разделим эту историю на три этапа 1) преджизнь, 2) раннюю жизнь — я подразумеваю под этим жизнь, суш ествовавшую в условиях бескислородной атмосферы, и 3) позднейшую жизнь, связанную с кислородной атмосферой. Идя на риск еще большего Згарощения, мы можем принять, что развитие преджизни зависело от бескислородной атмосферы и коротковолнового ультрафиолетового излучения, свободно проникавшего через эту атмосферу. Биопоэз, переход от преджизни к ранней жизни, также мог произойти лишь в условиях бескислородной среды жизнь могла постепенно развиваться, не опасаясь немедленного окисления. Более того, ультрафиолет был необходим для биопоэза хотя жесткое ультрафиолетовое излучение разрушительно для многих, если не для всех продуктов биопоэза, все же преджизнь зависела от органических соединений, созданных при участии ультрафиолета. После перехода к ранней жизни эта последняя все еще находилась в тесной зависимости от бескислородной атмосферы, и только с развитием механизмов защиты от кислорода (см. гл. VIII, разд. 9) жизнь получила шансы сохраниться и в кислородной атмосфере. Все способные к дыханию организмы поздней жизни , т. е. не только животные, но и растения (ведь растения тоже дышат), уже тесно связаны с кислородной атмосферой. Только анаэробы, эти остатки ранней или боковые ветви эволюционного древа поздней жпзни, не зависят от современной кислородной атмосферы. [c.159]

Рис. 2.5. Классическая модель эволюционного древа узконосых обезьян, показывающая ранее отделение гоминид от остальных человекообразных и рамапитека в качестве прямого предка более поздних гоминид

Другой метод того же характера состоит в поисках аномалий или отклонений (Gould, 1980). Явные несоответствия меж-му самими данными и их интерпретацией могут нередко использоваться для формулировки новых вопросов относительно источника информации и, следовательно, разработки новых подходов и новых трактовок. Классическим примером в этом плане из области физической антропологии может служить разоблачение пильтдаунской находки, явно аномальное положение которой на эволюционном древе человека привело к разработке новых методов исследования. Опять-таки ведущую роль сыграла теория, так как именно несоответствие между теорией эволюции человека и особенностями пильтдаунского черепа привело к постановке исследования. [c.114]

В своем современном виде эволюционное древо гоминоидов значительно отличается от прежних вариантов. Во-первых, [c.197]

Большую роль в развитии эволюционного направления в физиологии сыграли работы отечественных ученых Н. А. Максимова, А. Н. Северцева, С. П. Костычева, Л. А, Орбели, А. А. Тах-таджяна, А. Л. Курсанова, А. В. Благовещенского, П. А. Генке-дя, Н. И. Антипова. Начиная с 30-х годов текущего столетия, почти все разделы физиологии растений в той или иной степени соприкоснулись с эволюционной теорией [611]. Положение о взаимосвязи функций и структур лежит в основе воззрений А. Л. Курсанова 9] на эволюцию транспортной системы растений Различные группы растений находятся по признаку организации их проводящей системы иа разных ступенях эволюционного процесса, причем эти различия, вероятно, следует рассматривать... как отдельные ветви эволюционного древа (с. 300). А. Л. Курсанов полагает, что каждый тип транспортной системы отвечает потребностям растений в соответствии с их видовой специфичностью и условиями окружающей среды. При потере такого соответствия на сцену выступает естественный отбор. [c.219]

На рис. 15.1 упрощенно представлено эволюционное древо царства животных с разделением от вторичнополостных на две основные ветви, принципиально различающиеся стадиями эмбриогенеза. Одна ветвь, ведущая к первичноротым - моллюскам, кольчатым червям и членистоногим, - дивергировала на этом раннем этапе эво- [c.275]

По сравнению с огромным разнообразием форм беспозвоночных организация позвоночных по общему плану довольно единообразна и все они принадлежат к одному типу хордовых. Хотя эволюционное древо позвоночных имеет многочисленные уровни и ветви, в том числе бесчелюстных, хрящевых рыб. костных рыб. амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих, основные клеточные и молекулярные компоненты врожденного иммунитета у всех современных челюстноротых удивительно консервативны. Однако усложнению строения тела соответствует возрастание специализации лимфоидной ткани и функций лимфоцитов, а также увеличение разнообразия классов иммуноглобулинов. Самой сложной по структуре и функциям иммунной системой обладают млекопитающие. [c.285]

Поиск и анализ гомологий, идеальных и частичных, играет важную роль в изучении эволюции на молекулярном уровне. Имеются алгоритмы сравнения определенной последовательности с одной или несколькими другими последовательностями и построения для них эволюционного древа. Существуют также программы, предсказывающие вторичную структуру однонитевых РНК или ДНК на основе знания последовательности оснований и с учетом термодинамических расчетов степени стабипьности спирали. Это особенно важно для выяснения функций регуляторных асРНК. [c.472]

Еще одной особенностью данной главы явлется полное отсутствие ссылок на литературные источники. Пожалуй, главной причиной этого служит то, что в ходе всего предшествующего изложения различные новшества процесса секвенирования ДНК с приведением литературных ссылок уже упоминались. Подрисуночная расшифровка пронумерованных ветвей эволюционных древ лишь кратко характериует какую-либо веточку. Особо следует оговорить то, что толщина деревьев и их веток достаточно произвольна и мало соответствует годовым кольцам того или иного подхода, способа или некоторого улучшения метода секвенирования ДНК. Высота деревьев также весьма условна, поскольку в подавляющем большинстве случаев невозможно точно определить время забвения какого-либо подхода или способа. Также следует заметить, что абсолютно правильного расположения ветвей нам достичь не удалось, поскольку для этого необходимо уже трехмерное пространство, а плоская схема есть плоская схема. [c.417]

Рис. 14.1. Эволюционное древо развития метода секвенирювания ДНК химической

Рис. 14.2. Эволюционное древо развития метода секвенирования ДНК ферментативным построением комплементарной цепи в условиях специфической терминации / - природные одноцепочечные ДНК фагов 2 - Кленовский фрагмент ДНК-полимеразы I 5 - различные способы удаления одной из цепей ДНК 4 - внутреннее мечение 5 -короткие олигонуклеотиды 6 - радионуклид 32Р 7 - ревертаза 8 - биологические праймеры 9 - дИТФ 10 - плазмидные вектора И - фаг М13 12- универсальный праймер

Справочник химика 21

Химия и химическая технология