Александр Марков: "Открытия в эволюции. Итоги 2018 года"

Открытие о старении у нематоды

2:09

В 2018 году было показано, что быстрое старение у нематоды рабдитис элеганс является адаптацией, поддерживаемой отбором.
Старение у этого вида фактически является генетически запрограммированным самоубийством особи на благо других особей.

Теория адаптивного старения

6:07

Старение может быть адаптацией, поддерживаемой отбором, если оно приносит пользу группе, популяции или виду.
В 2018 году была опубликована работа, которая доказывает, что старение у нематоды уси-элеганс является адаптацией и поддерживается отбором.

Условия для адаптивного старения

9:53

Для развития адаптивного старения необходимо, чтобы ресурсы, высвобождаемые при смерти старой особи, были дефицитными и доставались ближайшим родственникам.
Плодовитость особи должна быстро падать с возрастом, а жизнеспособность - медленно.
Если эти условия выполняются, родственный отбор может поддерживать гены, ускоряющие снижение жизнеспособности.

Адаптивное старение у нематоды

14:32

Нематода Celegans имеет признаки адаптивного старения, что означает, что она быстро стареет и умирает, чтобы увеличить плодовитость.
Это происходит из-за того, что нематода питается гниющими растительными субстратами, которые появляются редко и маленькими порциями.
Нематода имеет гермафродитизм, что позволяет ей размножаться без самца и быстро осваивать новые кормовые участки.

Социальное обучение у дрозофил

24:05

Французские биологи показали, что у дрозофил есть социальное обучение, когда самки выбирают партнера, основываясь на опыте других самок.
Они использовали разноцветную пудру, чтобы показать, что самки, которые видели, как другая самка спаривается с зеленым самцом, с большей вероятностью спарятся с зеленым самцом.
В новой статье они показали, что на основе социального обучения у мух могут формироваться культурные традиции, так как они склонны к конформизму и следуют за большинством.

Эволюция и традиции

27:39

Эксперимент с мухами, где в центре сажают муху-наблюдательницу, а в боковых отсеках - самок, спаривающихся с зелеными или красными самцами.
Оказалось, что даже при небольшом перевесе большинства на меньшинство, наблюдательницы спариваются с зелеными самцами.
Традиции могут сохраняться долго благодаря социальному обучению и передаче навыков через наблюдение и копирование.

Эволюция бабочек и ловушка

31:13

История о бабочках, которые быстро адаптировались к новым условиям, но оказались в ловушке из-за смены кормового растения.
Бабочки полностью перешли на подорожник, но когда коров перестали пасти, подорожник оказался в тени, и бабочки вымерли.

Геном ланцетника и его роль в эволюции позвоночных

36:26

Прочли геном ланцетника, провели функциональный анализ генома, изучили регуляцию генов.
Полногеномные дупликации сыграли важную роль в эволюции позвоночных, возможно, способствуя их эволюционному успеху и выходу на сушу.

Эволюционные механизмы и полногеномные дупликации

39:37

Полногеномные дупликации генов у ранних позвоночных привели к появлению четырех копий каждого гена, что открыло большие эволюционные возможности.
Мутации и отбор отбраковывали мутации, которые изменяли функции генов, но копии генов с новыми функциями могли сохраняться и развиваться.

Регуляция генов и эволюция

43:20

Полногеномные дупликации привели к увеличению репертуара генов-регуляторов развития, что позволило животным делать более сложные и разнообразные планы строения.
Эволюция регуляторных областей генов усложнялась или упрощалась в зависимости от функций генов.

Видообразование в лаборатории

47:08

Эксперимент показал, что адаптация к разным кормам может привести к репродуктивной изоляции и разделению на два вида.
В 2010 году было показано, что избирательность спаривания связана с кишечными бактериями, которые влияют на синтез кутикулярных углеводородов.

Адаптация мух к разным кормам

54:13

Мухи адаптировались к нормальному корму и одному из двух плохих кормов (крахмальный или соленый).
В тестах на избирательность мухи предпочитали спариваться со своими, что объясняется различиями в энергичности и привлекательности между линиями.

Палеонтология и проартикуляты

1:00:27

Венская фауна - загадочные мягкотелые организмы, жившие от 542 до 586 млн лет назад.
Проартикуляты - расчлененные организмы с повторяющимися структурами, похожими на сегменты.
Анализ молекулярных ископаемых (биомаркеров) показал, что проартикуляты были животными.

Функции хокс-генов у актинии

1:06:58

Хокс-гены - сложные гены, связанные с развитием и функционированием актинии.
Изучение функций хокс-генов требует детального рассмотрения и может быть темой отдельной лекции или курса лекций.

Хокс-гены и их роль в развитии

1:08:03

Хокс-гены играют важную роль в передней-задней разметке тела и дифференцировке сегментов у современных битерий, мух и человека.
У эмбрионов мыши хокс-гены экспрессируются в определенной последовательности, начиная с передних сегментов и заканчивая задними.

Гомеозисные мутации у актиний

1:15:30

Гомеозисные мутации у актиний приводят к образованию гастральных карманов вместо щупалец.
Отключение хокс-генов приводит к гомеозисным мутациям, таким же, как у дрозофилы, и нарушению развития соответствующих сегментов и щупалец.
Эксперименты показали, что хокс-гены не просто экспрессируются, но и выполняют функцию в правильном развитии соответствующих сегментов.

Обсуждение актиний и их происхождения

1:21:17

Автор восхищается работой Владимира Малахова, который правильно описал происхождение билатерий.
Малахов предполагает, что общий предок актиний был сегментированным организмом с беллатеральной симметрией.

Гипотеза о происхождении вендобионтов

1:23:37

Автор предполагает, что хокс-кластер мог появиться у примитивных животных, чтобы обслуживать последовательное формирование сегментов.
Это могло быть причиной того, что у вендобионтов была сдвинутая симметрия, а у современных билатерий - нет.

Изучение цериантарий

1:26:51

Автор отмечает, что цериантарии могут быть ближе всего к общему предку актиний, так как у них сохранилось больше следов беллатеральной симметрии.
Автор подчеркивает, что сдвиг симметрии не является принципиальной разницей между беллатеральной и сдвинутой симметрией.

Антропологические новости

1:29:22

Обсуждаются новости о гибридизации между предками китайцев и японцев с денисовцами, а также о том, что поздние европейские неандертальцы не имели сапиентных примесей.
Упоминается работа, в которой говорится о том, что форма мозга у сапиенсов эволюционировала иначе, чем у других видов, и что некоторые неандертальские гены делают мозг их обладателей менее округлым.

Вопросы и ответы

1:40:42

Отвечаются на вопросы о первом открытии, связанном с адаптивным старением червей, и о втором исследовании культуры мух.
Обсуждается возможность проведения эксперимента с большим количеством отсеков и спаривающихся пар, чтобы определить, на каком этапе это перестает работать.

Эволюция и генетика

1:44:17

Обсуждается вопрос о том, как предок стал гаплоидным или диплоидным в процессе полно геномной дупликации.
Эксперимент с мухами, где слабые особи вытесняются более сильными, обсуждается как пример позитивной ассортативности.

Эволюция и симметрия тела

1:49:40

Обсуждается индивидуальная изменчивость в пределах вида, связанная с билатеральной симметрией тела.
Упоминается работа, где изучается эволюция бабочек и их адаптация к новым кормовым растениям.

Эволюция и искусственный интеллект

1:58:58

Обсуждается влияние искусственного интеллекта на эволюционную биологию.
Упоминается, что проведение революционных экспериментов требует многолетней работы и усилий.

Александр Марков: "Открытия в эволюции. Итоги 2018 года"

Ключевые темы и таймкоды

Открытие о старении у нематоды

Теория адаптивного старения

Условия для адаптивного старения

Адаптивное старение у нематоды

Социальное обучение у дрозофил

Эволюция и традиции

Эволюция бабочек и ловушка

Геном ланцетника и его роль в эволюции позвоночных

Эволюционные механизмы и полногеномные дупликации

Регуляция генов и эволюция

Видообразование в лаборатории

Адаптация мух к разным кормам

Палеонтология и проартикуляты

Функции хокс-генов у актинии

Хокс-гены и их роль в развитии

Гомеозисные мутации у актиний

Обсуждение актиний и их происхождения

Гипотеза о происхождении вендобионтов

Изучение цериантарий

Антропологические новости

Вопросы и ответы

Эволюция и генетика

Эволюция и симметрия тела

Эволюция и искусственный интеллект