[Архэ] Дупликация генов – путь к эволюционным новшествам (Александр Марков)

Лекция из цикла "Беседы об эволюции"

Размышляя о галапагосских вьюрках, явно родственных друг другу, но при этом удивительно разнообразных, Дарвин угадал главный принцип эволюции: «был взят один вид и видоизменен в различных целях». Так эволюция создает новые виды, и по тому же сценарию – взять исходный объект, размножить и «видоизменить в различных целях» – она создает новые гены, признаки и органы. На лекции мы поговорим о дупликации генов – важнейшем механизме появления эволюционных новшеств. Случайное удвоение участка генома – высоковероятное, то есть частое событие. Дальнейшая судьба копий удвоившегося гена (их называют паралогами) может быть разной, но в основе последующих изменений лежит общий принцип: «лишние» копии на время получают небывалую эволюционную свободу. Паралоги могут специализироваться на разных аспектах исходной функции или приобрести новую, могут остаться самостоятельными и взаимозаменимыми, а могут впасть в зависимость друг от друга. Во многих случаях организм в итоге становится сложнее, даже если это не приносит ему никакого выигрыша: эволюционный процесс, который можно назвать «бессмысленным усложнением».

Мы рассмотрим конкретные примеры эволюционных новшеств, появившихся в результате генных дупликаций, включая самый радикальный вариант – удвоение целого генома. Здесь и за примерами ходить далеко не надо: небывалый эволюционный успех позвоночных почти наверняка был связан с двумя полногеномными дупликациями. Еще мы попробуем разобраться в тайне происхождения крыльев насекомых и других сложных структур, возникших словно бы из ниоткуда. Но это иллюзия: эволюция не любит создавать сложные признаки с нуля, на голом месте. Присмотритесь – и увидите знакомый алгоритм: взять то, что есть, размножить и видоизменить в различных целях.

Лектор - Марков Александр Владимирович:

Доктор биологических наук, палеонтолог, заведующий кафедрой биологической эволюции Биологического факультета МГУ, популяризатор науки. Лауреат (2011 год) главной в России премии в области научно-популярной литературы «Просветитель». Лауреат (2015 год) премии «За верность науке» Министерства образования и науки РФ в категории «Популяризатор года».