На основании https://www.newsru.co.il/science_hitech/7sep2025/evolution_genome.html
Новое исследование переворачивает столетние представления об эволюции, доказывая, что движущие ею мутации не случайны, а направляются накопленной в геноме информацией. Ученые из Израиля и Ганы показали, что полезные генетические изменения возникают чаще именно там, где они необходимы для выживания, что открывает новую эру в биологии, медицине и даже компьютерных науках.
Более века доминирующая теория эволюции строилась на двух китах: случайных мутациях и естественном отборе. Согласно этой догме, изменения в ДНК возникают хаотично, как опечатки в книге, и лишь затем отбор решает, какие из них окажутся полезными и закрепятся, а какие — вредными и исчезнут. Однако революционное исследование ставит этот фундаментальный принцип под сомнение.
Ниже есть продолжение.
Команда ученых под руководством профессора Ади Ливната из Хайфского университета представила убедительные доказательства того, что мутации могут быть направленными. Исследователи сосредоточились на гене APOL1, варианты которого защищают от смертельно опасной африканской сонной болезни. Если бы мутации были случайны, этот вариант гена должен был бы появляться с одинаковой частотой у всех людей.
Однако результаты показали иную картину. С помощью сверхточного метода детекции ученые выяснили, что защитная мутация в гене APOL1 возникает значительно чаще у коренных жителей Африки к югу от Сахары, чем у европейцев. Более того, мутация появляется именно в том участке гена, где она обеспечивает защиту. «Эти результаты коренным образом оспаривают представление о случайности мутаций», — заявляет профессор Ливнат.
Как это работает? Сила без «субъекта»
Как же геном «узнает», где и когда нужна мутация? Профессор Ливнат предлагает новую теорию, согласно которой эволюцией движут две силы: внешняя — хорошо известный естественный отбор, и внутренняя, которую он называет «естественным упрощением».
Но что это за «внутренняя сила»? И главный вопрос: есть ли у нее какой-то «субъект», разум или воля?
Ответ, который дает новая теория, — нет. Субъекта не существует. Чтобы понять этот парадокс, представим реку, стекающую с горы. Вода всегда будет течь по пути наименьшего сопротивления, обтекая твердые скалы и размывая мягкую почву. Через тысячи лет на месте этого потока образуется глубокий каньон с вполне определенным, неслучайным руслом. Какой «субъект» решил проложить русло именно здесь? Никакого. Русло — это неизбежный результат взаимодействия свойств системы (рельефа) и фундаментальных законов (силы тяжести).
Теперь перенесем эту модель на геном:
* Рельеф местности — это и есть «накопленная информация» в геноме: его трехмерная структура, расположение генов, история их совместной работы.
* Сила тяжести — это фундаментальные законы биохимии и физики, которые управляют поведением молекул.
Геном не «знает», что ему нужно, просто его физическое и химическое состояние создает условия, где одни мутации становятся биохимически более вероятными, чем другие. Вместо того чтобы геном «решал» что-то упростить, мы видим, как биохимические процессы автоматически следуют путям наименьшего энергетического сопротивления, что и приводит к результату, который мы описываем как упрощение.
«Внутренняя сила» — это не воля, а биохимическая «сила тяжести», которая направляет мутации по уже проложенным самой историей генома путям.
Этот принцип прекрасно иллюстрирует пример слияния генов (gene fusion). Считалось, что это редкая случайность. Однако команда Ливната показала, что гены, которые в ходе эволюции часто используются вместе, с большей вероятностью сливаются в один функциональный блок. Это происходит потому, что в трехмерном пространстве ядра клетки такие гены физически сближаются. Это «мягкая почва» из нашей аналогии, которую молекулярным механизмам «проще размыть», соединив гены. Мутация не была случайной — она произошла там, где была биохимически наиболее вероятна.
Революционный метод и взгляд в будущее
Технической основой открытия стал инновационный метод MEMDS, позволяющий с беспрецедентной точностью находить и подсчитывать редчайшие мутации, возникающие de novo (впервые).
Последствия этого открытия огромны:
* Медицина: Понимание, что мутации не случайны, может привести к новым подходам в лечении генетических заболеваний.
* Компьютерные науки: Принципы «умной» мутации могут быть использованы для усовершенствования эволюционных алгоритмов, сделав поиск решений более целенаправленным.
* Понимание жизни: Новая теория предлагает более элегантный взгляд на эволюцию. Она рисует картину, где жизнь не пассивно реагирует на случайности, а активно использует свою внутреннюю, накопленную веками мудрость для адаптации к меняющемуся миру.
No comments:
Post a Comment