Jevgenijus Kuninas - atsitiktinumo logika. Apie biologinės evoliucijos prigimtį ir kilmę. Jevgenijus Kuninas, „atsitiktinumo logika“ Įvadas. Naujos evoliucinės biologijos sintezės link

Jevgenijus Kuninas

atvejo logika. Apie biologinės evoliucijos prigimtį ir kilmę

Atsitiktinumo logika. Biologinės evoliucijos prigimtis ir kilmė »

Autorių teisės © 2012, Pearson Education, Inc.

© Vertimas, leidimas rusų kalba, UAB „Leidykla Tsentrpoligraf“, 2014 m.

© Meno dizainas, UAB „Leidykla Tsentrpoligraf“, 2014 m

Visos teisės saugomos. Jokia šios knygos elektroninės versijos dalis negali būti atgaminta jokia forma ar bet kokiomis priemonėmis, įskaitant paskelbimą internete ir įmonių tinkluose, privačiam ir viešam naudojimui be raštiško autorių teisių savininko leidimo.

©Knygos elektroninė versija parengta litrais

Žinia, kad grupė entuziastų, susibūrusių per LiveJournal, pradėjo šios knygos vertimą, autoriui buvo visiška staigmena, žinoma, maloni. XXI amžiuje klausimas dėl būtinybės versti mokslinę literatūrą iš anglų kalbos į kitas kalbas, švelniai tariant, dviprasmiškas. Dabar moksliniai tekstai publikuojami anglų kalba, o gebėjimas juos skaityti šia kalba yra elementarus profesinio pasirengimo reikalavimas. Populiarioji mokslinė literatūra, žinoma, yra visai kitas reikalas. Ši knyga nėra populiari, bet nėra ir tipiška specializuota monografija. Idealiu atveju šis tekstas skirtas įvairiems įvairių specialybių mokslininkams, įskaitant magistrantūros ir bakalauro studijas. Žinoma, būtų puiku, jei visa ši skaitytojų auditorija galėtų laisvai skaityti originalą, bet kol kas tai vargu ar realu. Svarbiausias argumentas vertimo naudai autoriui buvo pats faktas, kad per kelias dienas susirinko nemaža vertėjų komanda. Šioje situacijoje autorius laikė savo garbinga pareiga perskaityti ir redaguoti visą vertimo tekstą, žinoma, visų pirma vadovaujantis tikruoju tikslumu.

Šios knygos originalas buvo išleistas 2011 m. rudenį, likus dvejiems metams iki rusiško leidimo. Biologiniai tyrimai mūsų laikais vyksta neregėtu tempu, o bėgant metams, žinoma, sukaupta daug svarbių naujų rezultatų ir paskelbta daug rimtų straipsnių, kurie nušviečia esmines knygoje aptariamas evoliucinės biologijos problemas. Žinoma, autoriaus kūryboje atsirado ir naujų samprotavimų, tik iš dalies paskelbtų. Be to, daugelis skaitytojų, įskaitant vertėjus, ir pats autorius, redaguodami vertimą, pastebėjo pristatymo netikslumus ir neaiškumus (laimei, autoriaus žiniomis, nė vienas iš jų negali būti laikomas rimta klaida). Į rusišką vertimą į visa tai atsižvelgti buvo neįmanoma, tačiau svarbiausius patikslinimus ir kai kurias įdomiausias mokslo naujienas autorius stengėsi atspindėti rusiško leidimo pastabose. Dėl to tokių naujų užrašų buvo kur kas daugiau, nei tikėtasi vertimo redagavimo darbo pradžioje (o galėjo būti ir daugiau – autorius prabilo tik tada, kai niekaip negalėjo tylėti). Autorius tuo labai patenkintas, nes tai aiškiai iliustruoja šiuolaikinės evoliucinės biologijos pažangos greitį. Kelios pastabos labiau susijusios su vertimu, paaiškinančios tas teksto vietas, kur rusiškai nepavyko tiksliai perteikti angliško kalambūro. Žinoma, šie užrašai negali pretenduoti į knygos „antrąjį leidimą“, tai yra vertimas, bet vis tiek autorius tikisi, kad šie nedideli papildymai padidins jos vertę.

Autoriaus požiūriu, pagrindinės knygos idėjos iki šiol atlaiko laiko išbandymą (nors ir trumpos astronominiais terminais, bet ne menkos, turint galvoje stulbinamą naujų duomenų kaupimo greitį); bet kuriuo atveju radikalios peržiūros poreikis dar neiškilo. Be to, autorius mano, kad būtasis laikas tik padidino poreikį konceptualiai apibendrinti informaciją apie organizmų ir jų genomų įvairovę bei apie evoliucijos procesus. Nauja evoliucinė sintezė, pagrįsta genomikos ir sistemų biologijos duomenimis, atrodo svarbi ir aktuali kaip niekada anksčiau. Be tokio apibendrinimo tampa tiesiog neįmanoma niekaip suvokti stebėjimų jūros.

Žinoma, svarbu pabrėžti, kad ši knyga jokiu būdu negali pretenduoti į tokią naują sintezę. Tai tik eskizas, bandymas atspėti būsimo pastato kontūrus. Netgi paliekant nuošalyje esminį mokslo atvirumą ir darant prielaidą, kad kai kurie užbaigimo ir apibendrinimo etapai tikrai egzistuoja, autoriaus nuomone, naujos evoliucinės biologijos sintezės užbaigimas yra mažiausiai dviejų mokslo kartų reikalas. Per daug lieka neaišku, ir per daug reikia nuveikti, kad milžiniški genomikos ir sistemų biologijos sukurti duomenų rinkiniai būtų suderinti su nuosekliomis ir galiojančiomis teorijomis ir koncepcijomis. Bene pagrindinis šios knygos uždavinys buvo nustatyti tas evoliucinės biologijos sritis, kuriose tradicinės idėjos neveikia, nubrėžti galimus kelius į sprendimus ir tik kai kuriais atvejais pasiūlyti pačius sprendimus, žinoma, preliminarius. Kiek visa tai buvo pasiekta, spręs skaitytojas.

Padėka mokytojams, darbuotojams ir daugeliui kolegų, su kuriais turėjau galimybę aptarti knygoje aptartus klausimus, yra knygos pabaigoje. Čia taip pat maloni autoriaus pareiga nuoširdžiai padėkoti Georgijui Jurjevičiui Lyubarskiui už kolektyvinio vertimo idėją ir jo organizavimą, visiems vertėjams ir leidyklos redaktoriams už darbą prie rusiškos versijos ir asmeniškai už darbą. vienam iš vertėjų Valerijui Anisimovui už vertingus komentarus, į kuriuos daugiausia atsižvelgta autoriaus pastabose.

Mano tėvams

Įvadas. Naujos evoliucinės biologijos sintezės link

Šio kūrinio pavadinimas siejamas su keturiomis nuostabiomis knygomis: Paulo Austerio romanu „Atsitiktinumo muzika“ (Auster, 1991), garsiuoju Jacques'o Monod traktatu apie molekulinę biologiją, evoliuciją ir filosofiją „Atsikimybė ir būtinybė“ (Monodas, 1972), François Jacobo knyga „Logika“. „Gyvenimo“ (Jacob, 1993) ir, žinoma, Charleso Darwino „Apie rūšių kilmę“ (Darwin, 1859). Kiekviena iš šių knygų savaip paliečia tą pačią visa apimančią temą: savivalės ir tvarkos, atsitiktinumo ir būtinybės gyvenime ir evoliucijoje santykį.

Tik po to, kai šis darbas buvo baigtas ir jau buvo baigiamajame redagavimo etape, sužinojau apie Johno Venno, iškilaus Kembridžo logiko ir filosofo, kuris 1866 m. išleido knygą „Attiktinumo logika: esė apie pagrindus ir esė“. Tikimybių teorijos struktūra (Venn, 1866). Šiame darbe Vennas supažindina su dažniniu tikimybių aiškinimu, kuris iki šių dienų išlieka tikimybių teorijos ir statistikos pagrindu. Žinoma, labiausiai Johnas Vennas yra žinomas dėl jo sugalvotų visur esančių diagramų. Man gėda, kad pradėdamas šią knygą nežinojau apie Venno kūrybą. Kita vertus, man sunku įsivaizduoti vertesnį pirmtaką.

Pagrindinis postūmis parašyti šią knygą buvo mano įsitikinimas, kad dabar, praėjus 150 metų po Darvino ir 40 metų po Monodo, surinkome pakankamai duomenų ir idėjų, kad galėtume sukurti gilesnį ir tikriausiai labiau patenkinamą esminio atvejo ir būtinybės santykio interpretaciją. Pagrindinė mano tezė yra ta, kad atsitiktinumas, apribotas įvairių veiksnių, yra visos gyvenimo istorijos pagrindas.

Daugelis įvykių paskatino autorių parašyti šią knygą. Pats betarpiškiausias postūmis apibūdinti atsirandantį naują evoliucijos požiūrį buvo genomo tyrimų revoliucija, prasidėjusi paskutiniame XX amžiaus dešimtmetyje ir besitęsianti iki šiol. Galimybė palyginti nukleotidų sekas tūkstančių įvairiausių rūšių organizmų genomuose kokybiškai pakeitė evoliucinės biologijos kraštovaizdį. Mūsų išvados apie išnykusias protėvių gyvybės formas nebėra tokios miglotos spėlionės, kokios buvo anksčiau (bent jau apie organizmus, kurių fosilijos nebuvo rastos). Genomų palyginimas atskleidžia įvairius genus, išsaugotus pagrindinėse gyvų būtybių grupėse (kai kuriais atvejais net visose arba daugumoje jų), ir taip mums pateikiama iki šiol neįsivaizduojama gausybė patikimos informacijos apie protėvių formas. Pavyzdžiui, neperdedame sakyti, kad mes pakankamai gerai suprantame paskutinio bendro visų bakterijų protėvio, tikriausiai gyvenusio maždaug prieš 3,5 mlrd. metų, pagrindinę genetinę sandarą. Senesni protėviai matomi ne taip aiškiai, tačiau tam tikri bruožai iššifruojami net ir jiems. Genominė revoliucija ne tik leido patikimai atkurti senovės gyvybės formų genų rinkinius. Dar svarbiau, kad jis pažodžiui pakeitė pagrindinę evoliucinės biologijos (o gal ir visos biologijos) metaforą – gyvybės medį (TL), parodydamas, kad atskirų genų evoliucijos trajektorijos yra nesuderinamai skirtingos. Klausimas, ar JJ turėtų būti atgaivintas ir, jei taip, kokia forma, tebėra įnirtingų diskusijų tema, kuri yra viena iš svarbių šios knygos temų.

JAV nacionalinių sveikatos institutų miestelis Bethesdoje. Nacionalinės medicinos bibliotekos pastato, kuriame visų pirma yra Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras (NCBI), fone – Jurijus Volfas (EK darbuotojas), Jevgenijus Kuninas, Davidas Lipmanas (NCBI įkūrėjas ir direktorius), Michailas. Gelfand ir Kira Makarova (bendradarbis E.K.) Prieš keletą metų laboratorijoje atlikome gana didelį bibliometrinį tyrimą – neturėjome galimybės gauti citavimo duomenų, bet žiūrėjome, kuris iš bioinformatikų su kuo bendradarbiauja ir apie ką. Dėl įvairių atsitiktinių priežasčių jo rezultatai liko nepaskelbti, bet vieną iš jų dabar papasakosiu. Mes reitingavome visus raktinius žodžius (MESH terminus PubMed duomenų bazėje) pagal tai, kaip jų naudojimas skiriasi kiekvienais metais. Žodis yra „madingas“ (madingas), jei jo vartojimo dažnis nuolat didėja, arba „vintage“ (vintage) - ši terminija buvo įvesta, kad nieko neįžeistų (bus aišku, kas tiksliai per porą sakinių) . Atitinkamai galima skirstyti autorius, nes jie rašo madingomis ar vintažinėmis temomis.

Ir paaiškėjo, kad tarp „pasaulio ekspertų“ (kaip Jevgenijus Kuninas rekomenduojamas ant savo knygos „Attikimo logika“ viršelio) – daugiausiai citatų turinčių, ilgiausius straipsnių sąrašus ir Hirscho indeksus turinčių bioinformatikų. vienintelis vintažinis autorius (kolegoms paminėsiu, kad labiausiai madą seka ir, ko gero, iš dalies formuoja Markas Gersteinas ir Peras Borkas). Manau, kad tai labai svarbus pastebėjimas. Tai rodo, kad net ir šiandieninėje audringoje biologijoje nebūtina vaikytis mados, skubant nuo epigenetikos prie metagenomikos ir nuo neuroninių tinklų prie baltymų sąveikos tinklų, norint tapti vienu įtakingiausių ir gerbiamiausių bendruomenės narių. Tai taip pat paaiškina, kodėl tik Kuninas galėjo parašyti tokią knygą. Nežinau, ar jis prisipažįsta sau, bet esu tikras, kad sielos gilumoje jis ištarė klasikinę frazę: „Bet ar neturėtume pasisupti Williamo mūsų Šekspyro? Na, tai yra mūsų Charlesas Darwinas ir pustuzinis kitų klasikų nuo Fisherio ir Wrighto iki Mayro ir Gouldo.

Knygos turinys ir neįprasta jos vertimo į rusų kalbą istorija jau aprašyta Deniso Tulinovo ir Georgijaus Liubarskio recenzijose, todėl pabandysiu pakalbėti apie tai, ko man trūko – apie vertėjų ir mokslinio redaktoriaus užrašus. . Be keleto smulkmenų, kurias reikėtų taisyti (žr. straipsnio priedą žemiau), ir naujausių rezultatų paminėjimo (iš dalies tai daro pats autorius vertimo pastabose), tai suteiktų galimybę dialogui – kaip tai daroma žurnale biologija tiesiogiai, kurio vienas iš įkūrėjų yra Kuninas. Šiame žurnale sprendimą publikuoti priima pats autorius, o straipsnis gali būti publikuojamas net ir gavus neigiamus recenzentų atsiliepimus – tačiau bus publikuojamos ir recenzijos bei atsakymai į juos. Kurį iš redakcinės kolegijos narių pakviesti parašyti recenziją, sprendžia autorius, o dažnai publikuojantis Kuniną biologija tiesiogiai savo straipsnius, parenka tokius recenzentus, kad skaityti ginčą būtų ne mažiau pamokoma nei pats straipsnis. Taigi, desiderata.

Daug kur ir net specialiame priede Kuninas bando aptarti biologinę evoliuciją fiziniu požiūriu. Kartu jis visiškai nepaiso kalbinių analogijų. Jų gylio laipsnis gali būti skirtingas, tačiau keista ignoruoti faktą, kad kalba yra dar viena besivystanti informacinė sistema, o daugelis jos aprašymo ir tyrimo problemų beveik pažodžiui sutampa su genomo evoliucijos tyrimo problemomis. Offhand: kalbos ribos – kas yra skirtingos kalbos, o kas yra tarmės (plg. rūšies apibrėžimą); vienos kalbos išsiskyrimas į giminingų kalbų grupę (romanų kalbų kilmė iš lotynų kalbos yra įtikinamas argumentas stalo pokalbiuose su kreacionistais, reikalaujančiais „parodyti tarpinį požiūrį tarp katės ir šuns“); laipsniška kalbos raida, keičiantis žodžių ir kitų reiškinių dažniams (plg. sintetinė evoliucijos teorija) ir, atvirkščiai, gana spartus kalbos sistemų pertvarkymas, iš fonologinės į sintaksinę (plg. taškinės pusiausvyros teoriją); hibridizacijos ir kreolų kalbos, skoliniai (ne tik žodžių, bet ir sintaksinių konstrukcijų) bei horizontalus genų ir operonų perkėlimas kartu su reguliatoriais; prokalbės rekonstrukcija; sambūvis skirtingų kodų kalba; opozicija „kalba ir kalba“ (plg. genomą ir epigenomą, arba galbūt genotipą ir fenotipą); galiausiai problemų problema yra kalbos kilmė ir gyvybės kilmė (kur galima įsivaizduoti kai kuriuos etapus, bet išlieka kolosalios skylės, kurias Kuninas griebiasi antropinio principo ir kelių visatų teorijos). Žinoma, yra svarbių skirtumų tiek pačiose sistemose, tiek jų supratimu (tarkim, atrodo, kad mes geriau suprantame kalbos sistemiškumą nei genomo funkcionavimo sistemiškumą); lingvistikoje yra sąvoka "prasmė", kurią sunku įsivaizduoti biologijoje ir pan., bet, man atrodo, būtų labai pamokoma apie tai diskutuoti. Atrodo, kad bioinformatikoje, kaip ir matematikoje, yra du mąstymo būdai: fizinis ir kalbinis (remiuosi savo interviu su Yu.I. Manin ir VA Uspensky, publikuotu TrV-Nauka, ir į Yu straipsnį. I. Manin „Matematikos kalbos arba kalbų matematika“).

Knygoje praktiškai nėra diskutuojama apie evoliucijos ir vystymosi santykį – evo-devo – ir apskritai apie reguliavimo evoliuciją mažai ką kalbėti. Žinoma, taip yra dėl paties autoriaus mokslinių interesų ir dėl to, kad bioinformatikos sėkmė šioje srityje menka: mažai ką žinome apie eukariotų reguliavimo raidą daugiausia gaunama iš eksperimentinių darbų. Tačiau sūpynės buvo skirtos ne savęs peržiūrai, o „trečiajai evoliucinei sintezei“! Galima manyti, kad sparti reguliavimo tinklų, ypač veikiančių ankstyvosiose ontogenezės stadijose, raida lemia drastiškus morfologijos pokyčius, kurie visų pirma yra tradicinės taksonomijos pagrindas. Šiuo atžvilgiu – ir kalbant apie gyvybės medį – būtų naudinga aptarti, kokią tikrovę atitinka taksonominiai lygmenys. Aišku, kad ne sekos skirtumo laipsniai, bet ar jie apskritai egzistuoja? Formaliai, jei gyvybės medį projektuosime į laiko ašį, ar stebėsime vidinių mazgų kondensaciją? Jei taip, tada atitinkamos šakos nustato šeimos, kategorijos, klasės ir tt lygius. Atrodo, kad kai kuriais atvejais taip ir yra: pavyzdžiui, sunku nustatyti žinduolių kategorijų ryšį, susijusį su trumpu šakų ilgiu prie pagrindo. iš klasės įrodo tiek klasės, tiek dalinių tikrovę. Kita vertus, jei išsišakojimas vyksta tolygiai laike, tada visa taksonomija iš esmės yra susitarimas, atsirandantis dėl savavališko kai kurių vidinių mazgų, apibrėžiančių taksonus, pasirinkimo. Susijusi tema, išsamiai aptarta knygoje, bet kitame kontekste, yra genų rinkinių suderinimas. Daugelio genų, būdingų, tarkime, chordatams, egzistavimas įrodo, kad juos atskirti į taksoną yra pagrįsta. Būtų ypač pamokoma panagrinėti bakterijų evoliuciją šiais požiūriais, kurie autoriui turėtų būti artimi. Myxococcus stipitatus mikobakterijos vaisiakūnis Gleivinio pelėsio vaisiaus kūnas Dictyostelium discoideum Kalbant apie evoliucijos modelius, būtų įdomu paliesti ginčą dėl grupinės atrankos egzistavimo, tai yra atrankos, veikiančios ne atskirų individų, o susijusių individų grupių lygmeniu. . Ši teorija visų pirma skirta paaiškinti altruistinio elgesio atsiradimą, bet ar galima apsieiti be jo? Geras modelis yra altruistinis vienaląsčių organizmų elgesys, kurio yra keletas klasikinių pavyzdžių. Atskiros ląstelės badaujančiose miksobakterijų ir gleivių pelėsių kolonijose ropoja kartu ir formuoja vaisiakūnius (žr. nuotraukas), po kurių esantys „kepurėje“ formuoja sporas ir išsisklaido ieškodami geresnio gyvenimo, o tie, kurie liko stiebe, miršta. (Beje, miksobakterijos yra bakterijos, o gleivinės pelėsiai yra eukariotai, todėl tai taip pat yra geras konvergencinės evoliucijos pavyzdys, juolab kad cAMP abiem atvejais yra signalinė molekulė). Panašiai kai kuriose sporuliuojančiose bacilose dalis badaujančios kolonijos nusižudo, kad taptų terpė kitai daliai ir suteiktų laiko sporuliuoti. Šiuo atveju ląstelės likimas priklauso nuo vieno baltymo koncentracijos, kuri genetiškai identiškuose individuose dėl atsitiktinių priežasčių labai skiriasi (plg. diskusiją knygoje apie triukšmo vaidmenį evoliucijoje ir pasakojimą apie toksiną). antitoksinų sistemos – vėlgi, kiek kitame kontekste). Kitose bakterijose panašūs mechanizmai reguliuoja bioplėvelių susidarymą, liuminescenciją, virulentiškumą, celiuliozės skilimą ir kt. Tačiau vienaląsčių bakterijų atveju toks elgesys gali būti nesunkiai paaiškinamas atskirų genų lygmeniu dėl kolonijų iš vienos protėvių ląstelės kloninės kilmės. (genetiškai identiški individai, savanaudiško geno požiūriu, vistiek tas vienas individas, kurį veikia atranka). Labai įdomus klausimas, kiek tai perkeliama į daugialąsčių organizmų lygį.

Apibendrinant, reikia pasakyti pagrindinį dalyką. Kunino knyga privaloma skaityti ne tik bioinformatikams ir evoliucionistams, bet, manau, visiems biologams. Tiesą sakant, joje deklaruojama tyrimų programa, kurios gylis prilygsta klasikiniams kūriniams. Netgi tie, kurie gerai išmano Kunino kūrybą ir jau žino daugumą knygoje pateiktų faktų ir samprotavimų, joje ras daug pamokančios informacijos – net jei tik taip, kaip šie samprotavimai surinkti į vieną paveikslą, stiliumi. raštu ir teksto struktūroje. Tie, kurie su ja susiduria pirmą kartą, atras naują mąstymo apie biologiją būdą, kuris, be jokios abejonės, turės įtakos jų pačių tyrimams. Knyga bus įdomi ir ne biologams, nes parodo pažangą, evoliucijos mokslo paribį.

  1. Jevgenijus Kuninas. atvejo logika. M.: Tsentrpoligrafas, 2014 m.
  2. Denisas Tulinovas. Evoliucijos teorijos raida. TrV-Nauka Nr.149, 2014-11-03.
  3. Džordžas Lubarskis. Trečioji evoliucinė sintezė. Chemija ir gyvenimas Nr. 5, 2014, taip pat žr. http://ivanov-petrov.livejournal.com/1 870 801.html.
  4. Jurijus Maninas: „Mes pasirenkame ne matematiką kaip savo profesiją, bet ji pasirenka mus“. TRV-mokslas № 13, 30.09.2008 .
  5. V.A.Uspenskis: „Matematika yra humanitarinis mokslas“. TRV-mokslas № 146, 28.01.2014 .
  6. Jurijus Maninas. Matematikos kalbos arba kalbų matematika. TRV-mokslas № 30, 09.06.2009.

Priedas

Kaip ir bet kurioje apžvalgoje, neapsieisite be smulkių pataisymų ir komentarų. Čia yra patys reikšmingiausi.

Puslapis 43: " Zuckerkandl ir Pauling… pasiūlė molekulinio laikrodžio koncepciją: jie numatė, kad tam tikros baltymų sekos evoliucijos greitis bus pastovus (leisdamas galimus svyravimus) per ilgus laiko intervalus, nesant funkcinių pokyčių.“. Tikroji istorija atrodo šiek tiek sudėtingesnė ir prieštaringesnė. Štai citata iš Emilio Zuckerkandlio straipsnio „Hemoglobino evoliucija“ (rinkinys „Molekulės ir ląstelės“, M: Mir, 1966, originalas – žurnale Mokslinis amerikietis): «… Be šių trijų postulatų, norėčiau pateikti ketvirtą, daug prieštaringesnį. Darau prielaidą, kad tuose šiuolaikiniuose organizmuose, kurie mažai skiriasi nuo savo protėvių, matyt, vyrauja polipeptidinės grandinės, labai panašios į jų protėvius. Tokie organizmai, tam tikra „gyva fosilija“, yra tarakonas, pasagais krabas, ryklys ir, tarp žinduolių, lemūras. Matyt, labai daug polipeptidinių molekulių, kurias sintezuoja šie organizmai, tik nežymiai skiriasi nuo polipeptidinių grandinių, kurias jų protėviai susintetino prieš milijonus metų. Koks šio postulato prieštaravimas? Dažnai sakoma, kad evoliucija vienodai ilgai truko organizmams, kurie, atrodo, mažai skiriasi nuo savo protėvių, ir tų organizmų, kurie labai pasikeitė. Iš to mokslininkai daro išvadą, kad pagal savo biochemines savybes visos šios „gyvos fosilijos“ taip pat turėtų smarkiai skirtis nuo tolimų savo protėvių. Mano požiūriu, mažai tikėtina, kad atrankos procese išsaugomi morfologiniai požymiai, tačiau keičiasi pagrindinės biocheminės savybės.“. Tačiau dalis tolesnių Zuckerkandlio samprotavimų, tokių kaip homologinių (dabar sakytume „paraloginių“) hemoglobino grandinių divergencijos laiko įvertinimai, iš tikrųjų priklauso nuo greičių pastovumo. Bet ne visi: statydamas filogenetinius medžius jis naudoja principą, kuris vėliau tapo žinomas kaip „maksimalaus ekonomiškumo principas“: „ Vienas iš cheminės paleogenetikos principų yra toks: postuluojant protėvių aminorūgšties liekaną, reikia remtis prielaida, kad genome yra mažiausio mutacijų skaičiaus, dėl kurio ji buvo pakeista palikuonių polipeptidinėje grandinėje.».

Puslapis 73: " Tipiškas sekų panašumo išnykimo laikas homologiniuose genuose yra panašus į gyvybės egzistavimo Žemėje laiką.“. Man atrodo, kad čia yra užtikrinimo šališkumas: jei kai kurie baltymai pasikeitė greičiau, mes tiesiog negalime nustatyti jų ryšio; tai visų pirma rodo daugybė baltymų, kurių erdvinė struktūra yra tokia pati, bet atsitiktinių sekų yra panašios. Kita vertus, homologų, kurių skirtumai įvyko labai anksti, evoliucijos greičio skirtumų vis dar galime pastebėti, todėl skirtingu laiku jų panašumas išnyks.

Puslapis 120, apie viršūnių laipsnių pasiskirstymą: " Atsitiktiniai grafikai turi varpo formos Puasono pasiskirstymą, o biologiniams tinklams pasiskirstymas apibūdinamas galios funkcija“. Tiesą sakant, keliuose straipsniuose buvo parodyta, kad galios dėsnių pasiskirstymas netinkamai apibūdina biologinius tinklus. Esmė ta, kad iki šiol nebuvo statistinių testų, kuriais būtų galima patikrinti galios dėsnio pasiskirstymo hipotezę, o teiginiai buvo daromi akimis – pagal tai, kad pasiskirstymo funkcijoje yra tiesinis segmentas, sudarytas dvigubomis logaritminėmis koordinatėmis (plg. 4−1 lentelė, apatinis dešinysis grafikas). Tačiau dvigubos logaritminės koordinatės yra labai sudėtingas dalykas; beveik bet kuri savavališkai nubrėžta monotoniškai mažėjanti funkcija su monotonišku išvestiniu turės tokį vizualiai tiesų atkarpą (nebent ši funkcija specialiai sukurta tam, kad paneigtų šį teiginį).

Diskutuojant apie ląstelių organelių endosimbiotinę kilmę (7 skyrius), verta paminėti, kad, skirtingai nei mitochondrijos, chloroplastai atsirado mažiausiai du kartus: ameba turi pirminį chloroplastą. paulinella, o jo nėra pas artimiausius giminaičius ir, matyt, atsirado nepriklausomai nuo raudonųjų ir žaliųjų dumblių protėvio chloroplasto. Panašu, kad anksti gresiančio chloroplasto įsisavinimo būsena stebima euglena, kuri gali turėti simbiotinę viduląstelinę cianobakteriją, bet gali ir neturėti: dalijantis cianobakterija lieka vienoje iš dukterinių ląstelių, o antroji tampa plėšrūnu, kol įgyja naują. (anksčiau laisvai gyvenusi) cianobakterija . Dar įdomesnis yra ribos tarp organelių ir čiulpiančių vabzdžių tarpląstelinių bakterinių endosimbiontų, kurių genomas gali būti labai mažas, dydžiu panašus į organelių genomą (tarkim, genomą). Carsonella ruddii, psyllid endosimbiontas Pachypsylla Venusta, iš viso koduoja 182 baltymus ir genomą Tremblaya princeps, vienas iš miltuogių endosimbiontų Planokokas citrinos, Tačiau viduje yra 121 baltymas Tremblaya princeps kitas endosimbiontas gyvena - Moranella endobija su 406 baltymais). Manau, kad baltymų, užkoduotų branduolio genome, eksportas į organelę gali būti kriterijus.

Puslapis 234: " Vienintelės archėjos, turinčios daugiau nei 5000 genų, randamos tarp mezofilų(būtent kai kurie Methanosarcina) , o iki 20 procentų šių genomų yra palyginti nesenos bakterinės kilmės genų“. Iš tiesų, bakterijų genų dalis metanosarcinuose yra didesnė nei kitose archejose, tačiau atrodo, kad šis įvertinimas yra pervertintas. Jis paimtas iš senų popierių (tūkstantmečio pradžioje), o šios klaidos priežastis yra ta, kad tuo metu sekvenuotų archeologinių genomų skaičius buvo mažas. Atitinkamai, duomenų bazės paieškos atskleidė daugelio genų bakterinius, bet ne archeologinius homologus. Atkuriant šiuose darbuose naudojamą procedūrą, jei ji būtų taikoma bėgant metams besikeičiantiems duomenų bankams, matyti, kad bakterijų genų dalis metanosarcinuose mažėja monotoniškai (žr. pav.). Tikslesnė „įtartinų“ genų filogenetinių medžių kūrimo procedūra sudaro 6 % (pateikta „Garushyants & Gelfand“).

Horizontalioji ašis yra GenBank metai. Vertikali ašis yra bakterinės kilmės genų, kurie horizontaliai perkeliami į genomus, dalies įvertinimas Methanosarcina(žalia) ir Methanosarcinales (raudona)

  1. Dias BG, Ressler KJ. Tėvų uoslės patirtis turi įtakos elgesiui ir nervų struktūrai kitose kartose. Nat Neurosci. 2014 m.; 17(1): 89-96.
  2. Cortijo S, Wardenaar R, Colomé-Tatché M, Gilly A, Etcheverry M, Labadie K, Caillieux E, Hospital F, Aury JM, Wincker P, Roudier F, Jansen RC, Colot V, Johannes F. Komplekso epigenetinio pagrindo sudarymas bruožai. Mokslas. 2014 m.; 343(6175): 1145-1148.
  3. Gapp K, Jawaid A, Sarkies P, Bohacek J, Pelczar P, Prados J, Farinelli L, Miska E, Mansuy IM. Spermatozoidų RNR įtaka ankstyvos traumos pasekmėms per kartos paveldėjimą pelėms. Nat Neurosci. 2014 m.; 17(5): 667-669.

Šioje ambicingoje knygoje Jevgenijus Kuninas pabrėžia atsitiktinumo ir dėsningumo susipynimą, kuriuo grindžiama pati gyvenimo esmė. Siekdamas giliau suprasti abipusę atsitiktinumo ir būtinybės įtaką, kuri skatina biologinę evoliuciją, Kuninas sujungia naujus duomenis ir koncepcijas, kartu nubrėždamas kelią, vedantį už sintetinės evoliucijos teorijos ribų. Jis aiškina evoliuciją kaip stochastinį procesą, pagrįstą išankstiniais atsitiktinumais, ribojamą poreikio išlaikyti ląstelių organizaciją ir vadovaujamą adaptacijos procesu. Savo išvadoms pagrįsti jis sujungia daugybę konceptualių idėjų: lyginamąją genomiką, kuri nušviečia protėvių formas; naujas supratimas apie evoliucijos proceso modelius, būdus ir nenuspėjamumą; pažanga tiriant genų ekspresiją, baltymų paplitimą ir kitas fenotipines molekulines charakteristikas; statistinės fizikos metodų taikymas tiriant genus ir genomus ir naujas žvilgsnis į šiuolaikinės kosmologijos sukurtą spontaniško gyvybės atsiradimo tikimybę.

Atsitiktinumo logika rodo, kad XX amžiaus mokslo sukurtas evoliucijos supratimas yra pasenęs ir neišsamus, ir nubrėžia iš esmės naują požiūrį – sudėtingą, kartais prieštaringą, bet visada pagrįstą tvirtomis mokslo žiniomis.

Atsitiktinumo logika. Biologinės evoliucijos prigimtis ir kilmė »

Autorių teisės © 2012, Pearson Education, Inc.

© Vertimas, leidimas rusų kalba, UAB „Leidykla Tsentrpoligraf“, 2014 m.

© Meno dizainas, UAB „Leidykla Tsentrpoligraf“, 2014 m

Autoriaus pratarmė vertimui į rusų kalbą

Žinia, kad grupė entuziastų, susibūrusių per LiveJournal, pradėjo šios knygos vertimą, autoriui buvo visiška staigmena, žinoma, maloni. XXI amžiuje klausimas dėl būtinybės versti mokslinę literatūrą iš anglų kalbos į kitas kalbas, švelniai tariant, dviprasmiškas. Dabar moksliniai tekstai publikuojami anglų kalba, o gebėjimas juos skaityti šia kalba yra elementarus profesinio pasirengimo reikalavimas. Populiarioji mokslinė literatūra, žinoma, yra visai kitas reikalas. Ši knyga nėra populiari, bet nėra ir tipiška specializuota monografija. Idealiu atveju šis tekstas skirtas įvairiems įvairių specialybių mokslininkams, įskaitant magistrantūros ir bakalauro studijas. Žinoma, būtų puiku, jei visa ši skaitytojų auditorija galėtų laisvai skaityti originalą, bet kol kas tai vargu ar realu. Svarbiausias argumentas vertimo naudai autoriui buvo pats faktas, kad per kelias dienas susirinko nemaža vertėjų komanda. Šioje situacijoje autorius laikė savo garbinga pareiga perskaityti ir redaguoti visą vertimo tekstą, žinoma, visų pirma vadovaujantis tikruoju tikslumu.

Šios knygos originalas buvo išleistas 2011 m. rudenį, likus dvejiems metams iki rusiško leidimo. Biologiniai tyrimai mūsų laikais vyksta neregėtu tempu, o bėgant metams, žinoma, sukaupta daug svarbių naujų rezultatų ir paskelbta daug rimtų straipsnių, kurie nušviečia esmines knygoje aptariamas evoliucinės biologijos problemas. Žinoma, autoriaus kūryboje atsirado ir naujų samprotavimų, tik iš dalies paskelbtų. Be to, daugelis skaitytojų, įskaitant vertėjus, ir pats autorius, redaguodami vertimą, pastebėjo pristatymo netikslumus ir neaiškumus (laimei, autoriaus žiniomis, nė vienas iš jų negali būti laikomas rimta klaida). Į rusišką vertimą į visa tai atsižvelgti buvo neįmanoma, tačiau svarbiausius patikslinimus ir kai kurias įdomiausias mokslo naujienas autorius stengėsi atspindėti rusiško leidimo pastabose. Dėl to tokių naujų užrašų buvo kur kas daugiau, nei tikėtasi vertimo redagavimo darbo pradžioje (o galėjo būti ir daugiau – autorius prabilo tik tada, kai niekaip negalėjo tylėti). Autorius tuo labai patenkintas, nes tai aiškiai iliustruoja šiuolaikinės evoliucinės biologijos pažangos greitį. Kelios pastabos labiau susijusios su vertimu, paaiškinančios tas teksto vietas, kur rusiškai nepavyko tiksliai perteikti angliško kalambūro. Žinoma, šie užrašai negali pretenduoti į knygos „antrąjį leidimą“, tai yra vertimas, bet vis tiek autorius tikisi, kad šie nedideli papildymai padidins jos vertę.

Autoriaus požiūriu, pagrindinės knygos idėjos iki šiol atlaiko laiko išbandymą (nors ir trumpos astronominiais terminais, bet ne menkos, turint galvoje stulbinamą naujų duomenų kaupimo greitį); bet kuriuo atveju radikalios peržiūros poreikis dar neiškilo. Be to, autorius mano, kad būtasis laikas tik padidino poreikį konceptualiai apibendrinti informaciją apie organizmų ir jų genomų įvairovę bei apie evoliucijos procesus. Nauja evoliucinė sintezė, pagrįsta genomikos ir sistemų biologijos duomenimis, atrodo svarbi ir aktuali kaip niekada anksčiau. Be tokio apibendrinimo tampa tiesiog neįmanoma niekaip suvokti stebėjimų jūros.

Žinoma, svarbu pabrėžti, kad ši knyga jokiu būdu negali pretenduoti į tokią naują sintezę. Tai tik eskizas, bandymas atspėti būsimo pastato kontūrus. Netgi paliekant nuošalyje esminį mokslo atvirumą ir darant prielaidą, kad kai kurie užbaigimo ir apibendrinimo etapai tikrai egzistuoja, autoriaus nuomone, naujos evoliucinės biologijos sintezės užbaigimas yra mažiausiai dviejų mokslo kartų reikalas. Per daug lieka neaišku, ir per daug reikia nuveikti, kad milžiniški genomikos ir sistemų biologijos sukurti duomenų rinkiniai būtų suderinti su nuosekliomis ir galiojančiomis teorijomis ir koncepcijomis. Bene pagrindinis šios knygos uždavinys buvo nustatyti tas evoliucinės biologijos sritis, kuriose tradicinės idėjos neveikia, nubrėžti galimus kelius į sprendimus ir tik kai kuriais atvejais pasiūlyti pačius sprendimus, žinoma, preliminarius. Kiek visa tai buvo pasiekta, spręs skaitytojas.

Padėka mokytojams, darbuotojams ir daugeliui kolegų, su kuriais turėjau galimybę aptarti knygoje aptartus klausimus, yra knygos pabaigoje. Čia taip pat maloni autoriaus pareiga nuoširdžiai padėkoti Georgijui Jurjevičiui Lyubarskiui už kolektyvinio vertimo idėją ir jo organizavimą, visiems vertėjams ir leidyklos redaktoriams už darbą prie rusiškos versijos ir asmeniškai už darbą. vienam iš vertėjų Valerijui Anisimovui už vertingus komentarus, į kuriuos daugiausia atsižvelgta autoriaus pastabose.

Atsitiktinumo logika. Biologinės evoliucijos prigimtis ir kilmė »

Autorių teisės © 2012, Pearson Education, Inc.

© Vertimas, leidimas rusų kalba, UAB „Leidykla Tsentrpoligraf“, 2014 m.

© Meno dizainas, UAB „Leidykla Tsentrpoligraf“, 2014 m


Visos teisės saugomos. Jokia šios knygos elektroninės versijos dalis negali būti atgaminta jokia forma ar bet kokiomis priemonėmis, įskaitant paskelbimą internete ir įmonių tinkluose, privačiam ir viešam naudojimui be raštiško autorių teisių savininko leidimo.


©Knygos elektroninę versiją parengė Liters (www.litres.ru)

Autoriaus pratarmė vertimui į rusų kalbą

Žinia, kad grupė entuziastų, susibūrusių per LiveJournal, pradėjo šios knygos vertimą, autoriui buvo visiška staigmena, žinoma, maloni. XXI amžiuje klausimas dėl būtinybės versti mokslinę literatūrą iš anglų kalbos į kitas kalbas, švelniai tariant, dviprasmiškas. Dabar moksliniai tekstai publikuojami anglų kalba, o gebėjimas juos skaityti šia kalba yra elementarus profesinio pasirengimo reikalavimas. Populiarioji mokslinė literatūra, žinoma, yra visai kitas reikalas. Ši knyga nėra populiari, bet nėra ir tipiška specializuota monografija. Idealiu atveju šis tekstas skirtas įvairiems įvairių specialybių mokslininkams, įskaitant magistrantūros ir bakalauro studijas. Žinoma, būtų puiku, jei visa ši skaitytojų auditorija galėtų laisvai skaityti originalą, bet kol kas tai vargu ar realu. Svarbiausias argumentas vertimo naudai autoriui buvo pats faktas, kad per kelias dienas susirinko nemaža vertėjų komanda. Šioje situacijoje autorius laikė savo garbinga pareiga perskaityti ir redaguoti visą vertimo tekstą, žinoma, visų pirma vadovaujantis tikruoju tikslumu.

Šios knygos originalas buvo išleistas 2011 m. rudenį, likus dvejiems metams iki rusiško leidimo. Biologiniai tyrimai mūsų laikais vyksta neregėtu tempu, o bėgant metams, žinoma, sukaupta daug svarbių naujų rezultatų ir paskelbta daug rimtų straipsnių, kurie nušviečia esmines knygoje aptariamas evoliucinės biologijos problemas. Žinoma, autoriaus kūryboje atsirado ir naujų samprotavimų, tik iš dalies paskelbtų. Be to, daugelis skaitytojų, įskaitant vertėjus, ir pats autorius, redaguodami vertimą, pastebėjo pristatymo netikslumus ir neaiškumus (laimei, autoriaus žiniomis, nė vienas iš jų negali būti laikomas rimta klaida). Į rusišką vertimą į visa tai atsižvelgti buvo neįmanoma, tačiau svarbiausius patikslinimus ir kai kurias įdomiausias mokslo naujienas autorius stengėsi atspindėti rusiško leidimo pastabose. Dėl to tokių naujų užrašų buvo kur kas daugiau, nei tikėtasi vertimo redagavimo darbo pradžioje (o galėjo būti ir daugiau – autorius prabilo tik tada, kai niekaip negalėjo tylėti).

Autorius tuo labai patenkintas, nes tai aiškiai iliustruoja šiuolaikinės evoliucinės biologijos pažangos greitį. Kelios pastabos labiau susijusios su vertimu, paaiškinančios tas teksto vietas, kur rusiškai nepavyko tiksliai perteikti angliško kalambūro. Žinoma, šie užrašai negali pretenduoti į knygos „antrąjį leidimą“, tai yra vertimas, bet vis tiek autorius tikisi, kad šie nedideli papildymai padidins jos vertę.

Autoriaus požiūriu, pagrindinės knygos idėjos iki šiol atlaiko laiko išbandymą (nors ir trumpos astronominiais terminais, bet ne menkos, turint galvoje stulbinamą naujų duomenų kaupimo greitį); bet kuriuo atveju radikalios peržiūros poreikis dar neiškilo. Be to, autorius mano, kad būtasis laikas tik padidino poreikį konceptualiai apibendrinti informaciją apie organizmų ir jų genomų įvairovę bei apie evoliucijos procesus. Nauja evoliucinė sintezė, pagrįsta genomikos ir sistemų biologijos duomenimis, atrodo svarbi ir aktuali kaip niekada anksčiau. Be tokio apibendrinimo tampa tiesiog neįmanoma niekaip suvokti stebėjimų jūros.

Žinoma, svarbu pabrėžti, kad ši knyga jokiu būdu negali pretenduoti į tokią naują sintezę. Tai tik eskizas, bandymas atspėti būsimo pastato kontūrus. Netgi paliekant nuošalyje esminį mokslo atvirumą ir darant prielaidą, kad kai kurie užbaigimo ir apibendrinimo etapai tikrai egzistuoja, autoriaus nuomone, naujos evoliucinės biologijos sintezės užbaigimas yra mažiausiai dviejų mokslo kartų reikalas. Per daug lieka neaišku, ir per daug reikia nuveikti, kad milžiniški genomikos ir sistemų biologijos sukurti duomenų rinkiniai būtų suderinti su nuosekliomis ir galiojančiomis teorijomis ir koncepcijomis. Bene pagrindinis šios knygos uždavinys buvo nustatyti tas evoliucinės biologijos sritis, kuriose tradicinės idėjos neveikia, nubrėžti galimus kelius į sprendimus ir tik kai kuriais atvejais pasiūlyti pačius sprendimus, žinoma, preliminarius. Kiek visa tai buvo pasiekta, spręs skaitytojas.

Padėka mokytojams, darbuotojams ir daugeliui kolegų, su kuriais turėjau galimybę aptarti knygoje aptartus klausimus, yra knygos pabaigoje. Čia taip pat maloni autoriaus pareiga nuoširdžiai padėkoti Georgijui Jurjevičiui Lyubarskiui už kolektyvinio vertimo idėją ir jo organizavimą, visiems vertėjams ir leidyklos redaktoriams už darbą prie rusiškos versijos ir asmeniškai už darbą. vienam iš vertėjų Valerijui Anisimovui už vertingus komentarus, į kuriuos daugiausia atsižvelgta autoriaus pastabose.

Mano tėvams

Įvadas. Naujos evoliucinės biologijos sintezės link 1
Šio įvado pavadinimo vertimas sukėlė rimtų sunkumų. Angliškas originalas buvo postmodernios sintezės link . Tai, žinoma, žodžių žaismas: viena vertus, postmodernus tiesiog reiškia „poŠiuolaikinė sintezė “(kas rusų literatūroje paprastai vadinama sintetine evoliucijos teorija, STE), ir, kita vertus, „postmodernistine“. Kaip tai perteikti rusiškai, visai neaišku. Dar blogiau, šis paprastas kalambūras kartojamas vėlesniuose skyriuose. Jokiu būdu negalima susidoroti su šiuo sunkumu, išskyrus rašant šį užrašą, nei vertėjai, nei autorius neatėjo į galvą (autoriaus pastaba rusiškam leidimui toliau kursyvu).

Šio kūrinio pavadinimas siejamas su keturiomis nuostabiomis knygomis: Paulo Austerio romanu „Atsitiktinumo muzika“ (Auster, 1991), garsiuoju Jacques'o Monod traktatu apie molekulinę biologiją, evoliuciją ir filosofiją „Atsikimybė ir būtinybė“ (Monodas, 1972), François Jacobo knyga „Logika“. „Gyvenimo“ (Jacob, 1993) ir, žinoma, Charleso Darwino „Apie rūšių kilmę“ (Darwin, 1859). Kiekviena iš šių knygų savaip paliečia tą pačią visa apimančią temą: savivalės ir tvarkos, atsitiktinumo ir būtinybės gyvenime ir evoliucijoje santykį.

Tik po to, kai šis darbas buvo baigtas ir jau buvo baigiamajame redagavimo etape, sužinojau apie Johno Venno, iškilaus Kembridžo logiko ir filosofo, kuris 1866 m. išleido knygą „Attiktinumo logika: esė apie pagrindus ir esė“. Tikimybių teorijos struktūra (Venn, 1866). Šiame darbe Vennas supažindina su dažniniu tikimybių aiškinimu, kuris iki šių dienų išlieka tikimybių teorijos ir statistikos pagrindu. Žinoma, labiausiai Johnas Vennas yra žinomas dėl jo sugalvotų visur esančių diagramų. Man gėda, kad pradėdamas šią knygą nežinojau apie Venno kūrybą. Kita vertus, man sunku įsivaizduoti vertesnį pirmtaką.

Pagrindinis postūmis parašyti šią knygą buvo mano įsitikinimas, kad dabar, praėjus 150 metų po Darvino ir 40 metų po Monodo, surinkome pakankamai duomenų ir idėjų, kad galėtume sukurti gilesnį ir tikriausiai labiau patenkinamą esminio atvejo ir būtinybės santykio interpretaciją. Pagrindinė mano tezė yra ta, kad atsitiktinumas, apribotas įvairių veiksnių, yra visos gyvenimo istorijos pagrindas.

Daugelis įvykių paskatino autorių parašyti šią knygą. Pats betarpiškiausias postūmis apibūdinti atsirandantį naują evoliucijos požiūrį buvo genomo tyrimų revoliucija, prasidėjusi paskutiniame XX amžiaus dešimtmetyje ir besitęsianti iki šiol. Galimybė palyginti nukleotidų sekas tūkstančių įvairiausių rūšių organizmų genomuose kokybiškai pakeitė evoliucinės biologijos kraštovaizdį. Mūsų išvados apie išnykusias protėvių gyvybės formas nebėra tokios miglotos spėlionės, kokios buvo anksčiau (bent jau apie organizmus, kurių fosilijos nebuvo rastos). Genomų palyginimas atskleidžia įvairius genus, išsaugotus pagrindinėse gyvų būtybių grupėse (kai kuriais atvejais net visose arba daugumoje jų), ir taip mums pateikiama iki šiol neįsivaizduojama gausybė patikimos informacijos apie protėvių formas. Pavyzdžiui, neperdedame sakyti, kad mes pakankamai gerai suprantame paskutinio bendro visų bakterijų protėvio, tikriausiai gyvenusio maždaug prieš 3,5 mlrd. metų, pagrindinę genetinę sandarą. Senesni protėviai matomi ne taip aiškiai, tačiau tam tikri bruožai iššifruojami net ir jiems. Genominė revoliucija ne tik leido patikimai atkurti senovės gyvybės formų genų rinkinius. Dar svarbiau, kad jis pažodžiui pakeitė pagrindinę evoliucinės biologijos (o gal ir visos biologijos) metaforą – gyvybės medį (TL), parodydamas, kad atskirų genų evoliucijos trajektorijos yra nesuderinamai skirtingos. Klausimas, ar JJ turėtų būti atgaivintas ir, jei taip, kokia forma, tebėra įnirtingų diskusijų tema, kuri yra viena iš svarbių šios knygos temų.

JJ žlugimą vertinu kaip „metarevoliuciją“, esminį visos biologijos konceptualios struktūros pokytį. Akivaizdu, kad rizikuodamas sulaukti daugelio pykčio dėl to, kad jie yra susiję su žalinga kultūrine tendencija, vis dėlto vadinu šį esminį pokytį kaip perėjimą prie postmodernaus biologinio gyvenimo požiūrio. 2
Daugeliu atžvilgių šios idėjos pagrįstos didžiausio šiuolaikinio evoliucionisto Fordo Doolittle'io publikacijomis, kurios cituojamos atitinkamuose skyriuose..

Iš esmės šis perėjimas atskleidžia evoliucijos modelių ir procesų įvairovę, pagrindinį nenuspėjamų įvykių vaidmenį gyvųjų formų evoliucijoje [evoliucija kaip tinkavimas] ir ypač panadaptacionizmo, kaip evoliucinės biologijos paradigmos, žlugimą. Nepaisant mūsų nepaliaujamo žavėjimosi Darvinu, turime perkelti Viktorijos laikų požiūrį į pasaulį (įskaitant jo atnaujintas versijas, klestinčias XX amžiuje) į garbingas muziejų sales, kuriose jis priklauso, ir ištirti paradigmos pokyčio pasekmes.

Ši evoliucinės biologijos revoliucija turi kitą planą. Lyginamoji genomika ir evoliucinė sistemų biologija (pavyzdžiui, lyginamasis genų ekspresijos, baltymų koncentracijos ir kitų fenotipo molekulinių savybių tyrimas) atskleidė keletą bendrų modelių, atsirandančių visose ląstelių gyvybės formose – nuo ​​bakterijų iki žinduolių. Tokių universalių modelių egzistavimas rodo, kad gana paprasti molekuliniai modeliai, panašūs į tuos, kurie naudojami statistinėje fizikoje, gali paaiškinti svarbius biologinės evoliucijos aspektus; kai kurie panašūs modeliai, turintys didelę nuspėjamąją galią, jau egzistuoja. Liūdnai pagarsėjusį „fizikų pavydą“, kuris, atrodo, jaudina daugelį biologų (taip pat ir aš), gali numalšinti naujausios ir būsimos teorinės raidos. Papildomas bendrųjų tendencijų ir konkrečių evoliucijos rezultatų nenuspėjamumo santykis yra esminis biologinės evoliucijos ir dabartinės evoliucinės biologijos revoliucijos – dar viena pagrindinė šios knygos tema – dalis.

Kita šioje knygoje siūlomos naujos sintetinės evoliucijos teorijos metmenų priežastis yra specifinė, tam tikru mastu asmeninė. Gavau aukštąjį išsilavinimą ir baigiau aspirantūrą Maskvos valstybiniame universitete (dar SSRS laikais), molekulinės virusologijos srityje. Mano doktorantūros darbas buvo susijęs su eksperimentiniu poliomielito viruso ir susijusių virusų, kurių mažytį genomą reprezentuoja RNR molekulė, dauginimosi tyrimas. Niekada nemokėjau taisyklingai dirbti rankomis, o eksperimentams vieta ir laikas nebuvo patys tinkamiausi, nes net paprasčiausius reagentus buvo sunku gauti. Iškart baigę daktaro disertaciją, su kolega Aleksandru Jevgenievičiumi Gorbalenya pasukome kitokią tyrimų kryptį, kuri tuo metu daugeliui atrodė visiškai nemoksliška. Tai buvo „sekos ieškojimas“ – bandymas numatyti baltymų, užkoduotų mažuose virusų genomuose (tuo metu tai buvo vieninteliai išbaigti genomai), funkcijas pagal jų aminorūgščių statybinių blokų seką. Šiandien bet kas gali nesunkiai atlikti tokią analizę naudodamas patogius programinės įrangos įrankius, kuriuos galima nemokamai parsisiųsti iš interneto; Natūralu, kad prasmingas rezultato interpretavimas vis tiek pareikalaus mąstymo ir įgūdžių (nuo to laiko čia niekas labai nepasikeitė). Tačiau 1985 metais kompiuterių ir programų praktiškai nebuvo. Ir vis dėlto, padedant kolegoms programuotojams, mums pavyko sukurti gana naudingas programas (paskui jas įdėjome į perfokortas). Didžioji analizės dalis buvo atlikta rankiniu būdu (arba, tiksliau, akimis). Nepaisant visų sunkumų ir kai kurių praleistų galimybių, mūsų pastangos per ateinančius penkerius metus buvo gana sėkmingos. Mes sugebėjome paversti tų mažyčių genomų funkcinius žemėlapius iš daugiausia neištirtų teritorijų į labai turtingus biologinių funkcijų genominius žemėlapius. Dauguma prognozių vėliau pasitvirtino eksperimentiškai, nors kai kurios iš jų tebevykdomos: laboratoriniai eksperimentai užima daug daugiau laiko nei kompiuterinė analizė. Esu tikras, kad mūsų sėkmę lėmė ankstyvas labai paprasto, bet stebėtinai galingo pagrindinio evoliucinės biologijos principo atpažinimas: jei atskiras baltymų sekos motyvas išlieka ilgą evoliuciją, tada jis yra funkciškai svarbus ir kuo konservatyvesnis. , tuo svarbesnė funkcija. Šis principas, iš esmės kilęs iš paprasto sveiko proto, bet, žinoma, griežtai išplaukiantis iš molekulinės evoliucijos teorijos, puikiai pasitarnavo mūsų tikslams ir, esu tikras, pavertė mane evoliucijos biologu likusioms mano dienoms. Esu linkęs perfrazuoti garsųjį didžiojo evoliucijos genetiko Teodosijaus Dobžanskio posakį: „Niekas biologijoje neturi prasmės, išskyrus evoliucijos šviesą“ (Dobzhansky, 1973) dar tiesiau: biologija yra evoliucija.

Tomis ankstyvosiomis evoliucinės genomikos dienomis Sasha ir aš dažnai kalbėdavome apie galimybę, kad mūsų mėgstamiausi RNR virusai yra tiesioginiai seniausių gyvybės formų palikuonys. Galų gale, tai yra mažos ir paprastos genetinės sistemos, kuriose naudojamos tik vienos rūšies nukleino rūgštys, o jų replikacija yra tiesiogiai susijusi su ekspresija per genominės RNR vertimą. Žinoma, tai buvo vakariniai pokalbiai, visiškai nesusiję su mūsų dienos bandymais nustatyti virusinių baltymų funkcines sritis. Šiandien, praėjus 25 metams, ištyrus šimtus skirtingų virusų ir šeimininkų genomų, idėja, kad virusai (arba į virusus panašūs genetiniai elementai) galėjo būti pagrindiniai ankstyvosios gyvybės evoliucijos elementai, iš miglotų prielaidų išaugo į koncepciją, suderinamą su didžiuliu eksperimentinių duomenų rinkinys. Mano nuomone, tai yra pati perspektyviausia mintis ir analizė ankstyvosiose gyvenimo evoliucijos studijose.

Tai yra įvairios minčių kryptys, kurios man netikėtai susiliejo į vis stiprėjantį suvokimą, kad mūsų supratimas apie evoliuciją, o kartu ir pačią biologijos prigimtį, amžiams atitolsta nuo XX amžiuje vyravusių pažiūrų, kurios šiandien atrodo gana naiviai ir gana dogmatiškai. Tam tikru momentu noras įpinti šias eilutes į savotišką vientisą paveikslą tapo nenugalimas, todėl ši knyga atsirado.

Dalį postūmio parašyti šią knygą suteikė visai ne biologija, o stulbinantys šiuolaikinės kosmologijos pasiekimai. Šie atradimai ne tik pakėlė kosmologiją į tikrosios fizikos lygį, bet ir visiškai pavertė mūsų idėjas apie pasaulį, o ypač apie atsitiktinumo ir būtinybės prigimtį. Kalbant apie biologijos ribas, tokias kaip gyvybės kilmės problema, šio naujo požiūrio į pasaulį neįmanoma nepaisyti. Fizikai ir kosmologai vis dažniau kelia klausimą, kodėl pasaulyje yra kažkas, o ne niekas, ne tik kaip filosofinė, bet ir kaip fizinė problema, o galimus atsakymus tiria tam tikrų fizinių modelių pavidalu. Sunku neužduoti to paties klausimo apie biologinį pasaulį ir ne vienu lygmeniu: kodėl gyvybė egzistuoja, o ne tik jonų ir mažų molekulių tirpalai? Ir jei gyvybė egzistuoja, kodėl ten yra palmės ir drugeliai, katės ir šikšnosparniai, o ne tik bakterijos? Esu tikras, kad šiuos klausimus galima kelti tiesioginiu moksliniu būdu, ir man atrodo, kad į juos jau atsiranda tikėtini, nors ir preliminarūs, atsakymai.

Naujausi didelės energijos fizikos ir kosmologijos pažanga įkvėpė šią knygą ne tik moksline prasme. Daugelis žymiausių teorinių fizikų ir kosmologų pasirodė esą gabūs populiariųjų ir mokslo populiarinimo knygų rašytojai (tai verčia susimąstyti apie ryšį tarp aukščiausio lygio abstraktaus mąstymo ir literatūrinio talento), perteikiančių naujausių atradimų apie visatos sandarą jaudulį. su nuostabiu aiškumu., malonumu ir įkarščiu. Šiuolaikinė tokios literatūros banga, sutapusi su kosmologijos revoliucija, prasidėjo nuo klasikinės Stepheno Hawkingo knygos „Trumpa laiko istorija“ (Hawking, 1988). Nuo tada pasirodė dešimtys įvairių puikių knygų. Vienas iš jų, labiau nei kiti pakeitęs mano paties požiūrį į pasaulį, buvo puiki trumpa Aleksandro Vilenkino knyga „Daugelio pasaulių pasaulis“ (Vilenkin, 2007), tačiau Steveno Weinbergo (Weinberg, 1994), Alano Gutho (Guth, 1998a) darbai. , Leonardas Suskindas (Susskind, 2006b), Seanas Carrollas (Carroll, 2010) ir Lee Smolinas (kontroversiškoje knygoje apie „kosminę natūralią atranką“; Smolin, 2010). Šios knygos yra daug daugiau nei didžiulis populiarinimas: kiekviena iš jų bando pateikti nuoseklų, bendrą požiūrį tiek į pagrindinę pasaulio prigimtį, tiek į jį tiriančio mokslo būklę. Kiekvienas iš šių pasaulio paveikslų yra unikalus, tačiau daugeliu atžvilgių jie eina vienas šalia kito ir papildo vienas kitą. Kiekvienas iš jų yra pagrįstas griežtu mokslu, tačiau turi ekstrapoliacijos ir spėlionių elementų, plačių apibendrinimų ir, žinoma, prieštaravimų. Kuo daugiau skaičiau šias knygas ir galvojau apie besiformuojančios naujos pasaulėžiūros pasekmes, tuo labiau norėjau daryti kažką panašaus savo srityje – molekulinėje biologijoje. Kažkuriuo metu, skaitydamas Vilenkino knygą, supratau, kad galbūt yra tiesioginis ir iš esmės svarbus ryšys tarp naujų požiūrių į tikimybę ir atsitiktinumą, padiktuotą šiuolaikinės kosmologijos, ir gyvybės atsiradimo – tiksliau, biologinės evoliucijos kilmės. Didelis atsitiktinumo vaidmuo gyvybės Žemėje atsiradime, kuris yra šioje minties kryptyje, tikrai yra nepaprastas ir tikrai daugelį suklaidins, tačiau aš jaučiau, kad jo negalima ignoruoti, jei rimtai žiūrėtume į gyvybės kilmė.

Ši knyga yra mano paties požiūris į dabartinės evoliucinės biologijos būklės apibūdinimą lyginamosios genomikos ir sistemų biologijos požiūriu; todėl ji neišvengiamai apima ne tik nustatytus faktus ir patvirtintus teorinius modelius, bet ir spėliones bei prielaidas. Šioje knygoje stengiuosi kuo aiškiau nubrėžti ribą tarp fakto ir spėlionių. Norėjau parašyti knygą tokiu stiliumi, kaip minėtų puikių mokslo populiarinimo knygų apie fiziką, bet pristatymas užsispyrė ir atsisakė būti taip parašytas. Rezultatas yra tekstas, kuris yra daug moksliškesnis, nei buvo numatyta iš pradžių, nors dažniausiai jis nėra labai specializuotas ir aprašo labai nedaug metodų bei labai supaprastintai. Vienas svarbus įspėjimas: nors knyga skirta įvairiems evoliucijos aspektams, ji išlieka skyrių rinkiniu pasirinktomis temomis ir jokiu būdu nepretenduoja į išsamų veikalą. Daugelis svarbių ir populiarių temų, tokių kaip daugialąsčių organizmų kilmė ar gyvūnų vystymosi evoliucija, yra visiškai sąmoningai nepaliestos. Kiek įmanoma, stengiausi laikytis knygos temos: atsitiktinumo ir tvarkingų procesų sąveikos. Kitas subtilus momentas susijęs su nuorodomis į literatūrą: jei pabandyčiau įtraukti jei ne visus, bet bent pagrindinius šaltinius, bibliografija siektų tūkstančius nuorodų. Nuo pat pradžių nustojau tai daryti, todėl knygos pabaigoje esanti bibliografija yra tik nedidelis atitinkamų kūrinių pasirinkimas, o jų pasirinkimas iš dalies yra subjektyvus. Nuoširdžiai atsiprašau kolegų, kurių svarbūs darbai liko nepaminėti.

Nepaisant visų šių perspėjimų, tikiuosi, kad čia pateikiami apibendrinimai ir idėjos bus įdomios daugeliui mano kolegų mokslininkų ir studentų – ne tik biologams, bet ir fizikams, chemikams, geologams ir visiems, kurie domisi evoliucija ir gyvybės kilme.


Perskaičiau dar kartą. Prieš kurį laiką autorius maloniai atsiuntė man tuomet dar neskelbtą anglišką versiją. O dabar Jekaterinburge knygyne nusipirkau rusišką leidimą (organizuoja I-P) ir su dideliu malonumu perskaičiau dar kartą. Beje. eugene_koonin pratarmėje išsako atsargias abejones: kam išvis reikalingas rusiškas leidimas, jeigu mokslo kalba – anglų? Na, pavyzdžiui, man daug lengviau skaityti tokius tekstus rusiškai, tai kodėl.

Išlygos, kad aš ne specialistas ir pan., yra netinkamos - natūralu, kad tai yra mano žurnalas, ir aš išsakau savo asmeninę nuomonę, o ką ir ką aš suprantu / nesuprantu, skaitytojai (bent jau nuolatiniai skaitytojai) jau seniai susiformavo. savo nuomone.

Knyga neabejotinai išskirtinė. Retas kuris skaito populiarią knygą (žinoma, "populiari" tai labai sąlyginė) su tokiu malonumu ir tokia nauda. Du dalykai buvo atidėti kaip filosofiškai svarbūs.

1. Sudėtingumo supratimas kaip šiek tiek moduliuotas chaosas. Tai pasirodė taip konstruktyvu, kad su darbuotoja jau aptariau labai konkrečius skaičiavimus, kuriuos reikia atlikti dėl kažkokių grynai fizinių priežasčių. Bet ne tik. Apskritai čia viskas apie neutralią evoliuciją, apie beprasmį, iš esmės, genomą, apie evoliuciją, kaip darbininką, kuris suka ratus esamame mechanizme, o ne viską sukuria nauja ir idealu – man labai labai svarbi mintis. Dar labai ankstyvame amžiuje jis atkreipė dėmesį į atsitiktines Lemo pastabas (ypač „Viešpaties balse“) apie atsitiktinumo vaidmenį evoliucijoje ir net tada jos padarė gilų įspūdį. Bet yra visa knyga, argumentai, paaiškinimai, viskas.

2. Biologinės pažangos sampratos beprasmiškumas, anti sudėtingumo (organizmo) ir tinkamumo koreliacija. Evoliuciškai sėkmingiausi gyvūnai yra paprasti, optimalūs, savo genome turi visus bent du, kaip „Šaudymo instrukcijoje“, kažkokius tiesiogiai efektyvius vadovus. Ir mes esame keistuoliai, kurių atranka nesunaikino vien dėl mažo skaičiaus. Taip, taip, čia kalbama ir apie socialinę struktūrą (kuriose asociacijose autorius, žinoma, nekaltas, tai yra iki mano ištvirkimo).

Kruopščiai išvalė smegenis apie Darviną, Lamarką, STE ir kitus dalykus, kuriuos Rabinovičius (blogąja prasme) dainuodavo.

Dabar... O. Taip, taip, taip, apie paskutinius skyrius, apie antropinį principą, Multivisatą ir infliaciją. Perskaičiau šiuos skyrius ir tyliai apsidžiaugiau, kad nesu biologas. Kad turiu, didžiojo Larkino žodžiais tariant, ne „scenarijus“, o skaičiavimus ir rezultatus (taip pat labai konkrečių eksperimentų paaiškinimus ir prognozes). Staiga supratau, kad molekulinė biologija (ir evoliucinė biologija, nors, kaip suprantu, neevoliucinė biologija, pasak autoriaus, tiesiog neegzistuoja) labai panaši į mūsų „fundamentalią fiziką“. Dabar kvantinio lauko teorija, gravitacija, kosmologija, tai viskas. O mano sutirštėjusi būsena su tiesioginiu siekiu suprasti mus supantį pasaulį yra klasikinės lauko biologijos, visos šios zoologijos-botanikos analogas. O tai yra visiškai kitokia mokslinės kūrybos psichologija, kitokia motyvacija. Jei būčiau biologas, tyrinėčiau kokį nors žuvų elgesį (Leidene buvo tokia grupė, atrodo, kad jie buvo išskirstyti dėl prastų formalių rezultatų, palyginti su molbiologais). Ir visai natūralu, kad fizikoje „globalius“ biologus traukia ne kondensuotos būsenos fizika, kuri jiems atrodo artimesnė tiriamų objektų prigimtimi, kaip ten sakė Schrödingeris – aperiodinis kristalas? - tada tai mums, ir kvantinė kosmologija. Kaip Majakovskis? – Valstybė domisi dideliais dalykais – visokiais fordizmais, šio bei to... laiko mašina.

Ir kaip mes, fizikai, džiaugiamės, kad kondensuota būsena yra daugiau nei pusė visos fizikos, kad styginiai mūsų nepavarė po plintu, kaip lauko molekuliniai biologai, kad vyras buvo suluošintas mūšiuose, kad teismas mus glamonėja. kad... Ai, kur – ne ten.

Na, aišku, kad branduolinė fizika buvo daug svarbiau už bet ką kitą. Kol paaiškėjo, kad be triukšmo ir siurblio išrasti tranzistoriai ir lazeriai yra daug svarbesni už atominę bombą, jau nekalbant apie greitintuvus. Buvo, visko buvo. Ir praėjo. Tai irgi praeis.