Демон Дарвина. Идея оптимальности - Горбань А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Итак, получена исходная оппозиция: классические модели против балансовых моделей. Классические модели основаны на представлении о воспроизводстве особей, а балансовые - на идее о воспроизводстве генов. С точки зрения классических моделей оптимальны (сооптимальны) особи, с точки зрения балансовых - гены.
Существует два пути для разрешения противоречий, критики и перестраивания моделей. Первый идет от материальных носителей наследственности. Исследуется вопрос: какие частицы - носители
наследственной информации передается в череде поколений как единое целое? Другой путь идет от организма и надорганизменных макросистем. Идея встречного пути высказывалась и ранее: “генетика популяций является “встречной” дисциплиной по отношению к современной молекулярной генетике ” [99, с. 134].
119
Путь молекулярной генетики основывается на “центральной догме”: основной носитель наследственной информации - гигантские молекулы ДНК; информация движется по маршруту ДНК о РНК о белок. Репутация “центральной догмы” уже подмочена. Обнаружены вирусы, свободные частицы которых (вирионыг) вообще не содержат ДНК, а только РНК и белок. Когда вирус заражает клетку, на его РНК с помощью специального фермента (“обратной транскриптазыЫ’) синтезируется ДНК. Обратный путь от РНК к ДНК возможен, а от белка нет (пока?).
Тем не менее, центральная догма - неплохое начальное приближение. Если ей следовать, то надо описать ДНК, передаваемую потомкам, и выделить в ней инвариантные фрагменты, воспроизводимые как одно целое (с заданной точностью на протяжении заданного времени в заданном диапазоне условий - три заданности).
Чтобы описать передаваемую ДНК, надо усмотреть в ней какие-нибудь подразделения, структуру. Первое разделение пространственное: ядерная и внеядерная (цитоплазмическая) ДНК у эукариотов (организмов, имеющих ядро) [63].
В цитоплазме много ДНК. Часть ее сосредоточена в митохондриях -энергетических станциях клетки, а у растений - в пластидах, осуществляющих фотосинтез, синтез крахмала, пигментов и др. эти органеллы цитоплазмы размножаются в клетке делением. Найдена ДНК также и вне таких органелл. Что она “делает”, какова ее роль в жизни клетки? ДНК органелл участвует в их размножении или функционировании, несет информацию о некоторых важных белках, а остальной цитоплазмической ДНК могут быть приписаны разные функции от регуляции генетической изменчивости или синтеза белка до просто паразитического существования без всякой функции.
Второе подразделение ДНК: на основную и факультативную [34]. Основная компонента объединяет те фрагменты, которые относительно более стабильны и имеют при этом сравнительно четко определенную функцию. А то, что менее стабильно или не имеет четко определенной функции, собирается в факультативную компоненту.
Почему определение выглядит столь нечетко? Потому, что спрятаны два основания. Во-первых, кибернетическая модель с разделением молекулярной памяти на оперативную и долговременную. Разрабатываются представления, согласно которым факультативная ДНК четко реагирует на влияние среды, а возникшие в результате изменения ДНК, если они поддерживаются достаточно долго, постепенно передаются из факультативной компоненты в основную в ходе постоянно идущего обмена и взаимодействий. Эти изменения сначала как бы апробируются в факультативной ДНК на стабильность и лишь потом переходят в основную.
120
Во-вторых, существуют экспериментальные основания. Показано, что значительная часть хромосомной ДНК у эукариотов ничего “полезного” не кодирует и потому ее роль непонятна с позиций классической генетики. Найдено много внехромосомной ДНК, часть которой представляет собой многократно умноженные сегменты ДНК хромосом. В клетке может присутствовать ДНК микросимбионтов и вирусов, прочно сжившаяся с ДНК хозяина. Наконец, в ряде экспериментов нашла частичное подтверждение схема “перекачивания” апробированной информации из факультативной компоненты в основную.
Простейший путь: всю ту ДНК, которая плохо интерпретируется в терминах классической генетики, объявить факультативной. Прямо так: есть хромосомные гены, гены органелл - это основная компонента. Все остальное - факультативная. Не стоит, однако, категорически настаивать на этом варианте. Однозначно наложить разбиение памяти “оперативная -долговременная ” на материал ДНК вряд ли удастся. Поэтому в обсуждаемом подразделении полезно выделить “два этапа”: принципиальное разбиение генетической памяти на оперативную и долговременную и интерпретация этого на конкретном материале с использованием разбиения ДНК на основную и факультативную. Тут прослеживается явная аналогия с построением идеального объекта - с одной стороны, и наложением его на реальность, моделированием - с другой. Неоднозначность такого наложения во многих случаях бесспорна (так же, кстати, как интерпретация гена в материале ДНК).
Внутри популяций, разновидностей и видов некоторые участки ДНК могут считаться почти неизменными, жизнеспособные мутации в них -редкими, вредными для организмов и постоянно вытесняемыми из популяций. Существуют также фрагменты, а значит и кодирующие их участки ДНК, которые практически неизменны даже в пределах высших таксонов (систематических групп): родов, семейств, ... .
