Эволюция. От Дарвина до современных теорий

Идеальный код

Этот код является универсальным, общим для всех организмов, а биологи давно уже знают о его замечательных свойствах. Например, в начале 1960-х годов Везе сам заявил, что одной из причин резистентности кода к ошибкам является тот факт, что схожие кодоны выбирают либо одну общую, либо две разных аминокислоты со схожими химическими свойствами. Следовательно, мутация одного основания при изменении кодона слабо скажется на свойствах продуцируемого белка.

В 1991 году генетики Дэвид Хейг и Лоуренс Херст из Оксфордского университета пошли еще дальше, отметив действительно впечатляющий уровень резистентности кода к ошибкам. При изучении устойчивости к ошибкам огромного числа абстрактных генетических кодов было замечено, что все коды состояли из одинаковых пар оснований, но их кодоны хаотично связывались с аминокислотами. Ученые пришли к выводу, что фактический код был идеально хорош в своей безошибочности. И не лишним было бы найти эволюционное объяснение для этого. К сожалению, оно не найдено до сих пор. По словам Везе и Голденфельда, причина безуспешных поисков заключается в том, что все рассматривают ситуацию с точки зрения неправильной эволюции.

В ходе совместной работы с биологом Калином Ветсиганом, Везе и Голденфельд создали виртуальный мир, в котором они многократно повторяли историю и проверяли эволюцию генетического кода при разных условиях. Начав со случайной стартовой популяции кодов в различных организмах (везде использовалась идентичные основы ДНК, но разные связи кодонов и аминокислот), сначала изучался процесс эволюции кода в соответствие с классической дарвиновской теорией эволюции. Несмотря на то что со временем резистентность кода к ошибкам повышалась, ученые заметили, что результаты не соответствовали общепринятому шаблону по двум причинам. Во-первых, код никогда не делился между всеми организмами. Все зависимости от того, как долго команда выполняла симуляции, всегда оставался некий набор обособленного кода. Во-вторых, ни в одной из попыток ни один код не смог достичь оптимальной структуры реального кода.

Хронология: эволюция жизни

Определить точное время какого-либо события довольно трудно, ведь оно зависит от возраста пород, в которых была найдена окаменелость, и «молекулярных часов» ДНК живых организмов.

К сожалению, в каждом из методов есть свои недочеты, поэтому хронологические даты следует считать весьма условными. Как правило, с увеличением возраста на геологической шкале погрешность возрастает.

3,8 млрд лет назад

Наша главная догадка о зарождении жизни на Земле. Затем в какой-то момент общий предок породил две основные группы жизни: бактерий и археи.

3,4 млрд лет назад

Развитие первых фотосинтетических бактерий.

2,1 млрд лет назад

Образование эукариотических клеток (клеток с внутренними «органами»).

1,5 млрд лет назад

Эукариоты разделяются на три группы: предки современных растений, грибы и животные; в них также происходит разделение по эволюционных веткам.

900 млн лет назад

Развитие первой многоклеточной жизни.

800 млн лет назад

Древние многоклеточные животные проходят через фазу первого расщепления. В основном, они делятся на губки и всех остальных.

630 млн лет назад

Появление двусторонней симметрии у ряда животных. Теперь у них четко дифференцированы верх и низ, перед и зад. Первое двусторонне-симметричное животное – разновидность червя.

540 млн лет назад

Кембрийский взрыв. Появление новых видов телесной организации.

530 млн лет назад

Появление первых настоящих позвоночных. Это животные, имеющие спинной хребет. Скорее всего, животное походило на угреобразную рыбу (миногу или миксину).

500 млн лет назад

Ископаемые окаменелости показывают, что животные начинают выползать на сушу.

489 млн лет назад

Великая ордовикская радиация – событие значительного биоразнообразия. Образуется множество разновидностей основных групп животных и растений.

400 млн лет назад

В это время живет самое древнее из известных нам насекомых. У некоторых растений появляются древесные стебли.

397 млн лет назад

Появляются первые четвероногие. Они покоряют землю и дают начало всем амфибиям, рептилиям, птицам и млекопитающим.

250 млн лет назад

Происходит крупнейшее массовое вымирание в истории Земли, уничтожается большинство видов. Затем наступает эпоха доминирования завропсидов (группа, к которой относятся современные рептилии, динозавры и птицы). Из предков млекопитающих удается выжить мелким ночным животным.

200 млн лет назад

Протомлекопитающие развивают теплокровность – способность к поддержанию своей внутренней температуры тела вне зависимости от внешних условий.