Помоги проекту - поделись книгой:
Дмитрий Шабанов: Эгоистичный ген и/или эгоистичный индивид?
Судя по активности комментариев, моя колонка о споре Уилсона и Докинза не очень-то зацепила читателей КТ. Стоит ли упрямо продолжать ту же тему? Вернее всего, нет, но я рискну. Вот увидите: опора на материал прошлой колонки поможет сделать в этой кое-какие интересные выводы.
Итак, о чём же спорят титаны эволюционной биологии?
О групповом отборе — эволюционной роли различий между группами особей в выживании и размножении.
О родственном отборе — отборе в пользу генов, увеличивающих количество своих копий вне зависимости от того, где они находятся: в организме, на поведение которого они влияют, или в его родственниках.
Пока понятно? Обратите внимание на симметрию:
Уилсон настаивает на важности группового отбора, Докинз считает его несущественным (наблюдаемые феномены можно объяснить, не ссылаясь на него), а ретивые сторонники Докинза утверждают, что тот опроверг групповой отбор;
Докинз настаивает на важности родственного отбора, Уилсон считает его несущественным (наблюдаемые феномены можно объяснить, не ссылаясь на него), а ретивые сторонники Уилсона считают, что тот опроверг родственный отбор;
Докинз рассматривает групповой отбор как родственный (свойства группы он трактует как некоторые из проявлений фенотипа особи, которые зависят от действия эгоистичных генов, подверженных родственному отбору);
Уилсон рассматривает родственный отбор как частный случай группового (он действительно реализуется в группах, но не всяких, а связанных родством).
Некоторые комментаторы предполагают, что сцепившиеся классики просто подогревают интерес к своей области работы, говоря об одном и том же разными словами. Не думаю, что это правда. Мне кажется, в этом споре отражается противостояние двух различных взглядов на эволюцию. Я говорю о восприятии эволюции как соревнования эгоистичных индивидов или соревнования эгоистичных генов.
В прошлой колонке я объяснил, что идея родственного отбора основывается на концепции совокупной приспособленности, приложимой исключительно к гену (точнее — аллелю, но я не буду ломать привычное словоупотребление ради некоторого увеличения корректности текста). С этой точки зрения жизнь — это эволюция генов, которые используют для своего воспроизводства более или менее сложные «транспортные средства» (по Докинзу) — организмы и их группы. Уилсон настаивает на том, что такое объяснение избыточно и концепция совокупной приспособленности для объяснения становления социального поведения не нужна. Раз так, мы можем описывать эволюцию просто как конкуренцию и сотрудничество особей и их групп, влияющее на их выживание и размножение.
А можно ли посмотреть на этот спор с точки зрения принципа дополнительности Нильса Бора? Бор сформулировал его как констатацию квантово-волнового дуализма объектов квантовой механики, но со временем этот принцип получил более широкое толкование. В его широком толковании он заключается в том, что сложный естественный феномен невозможно описать во всей его полноте, пользуясь одним-единственным внутренне непротиворечивым языком. Некая область проявлений этого феномена будет требовать иного, дополнительного языка.
Многие из квантовомеханических явлений можно описать, рассматривая интересующий нас объект и как частицу, и как волну. Есть ситуации, которые можно описать только с использованием корпускулярного подхода, а некоторые — исключительно рассматривая объект как волну.
Я предполагаю, что тот же принцип действует и в нашем случае. В заглавии этой колонки должен стоять союз "и", а не союз «или»! Если я прав, существует круг феноменов, которые успешно объясняются и с точки зрения эгоистичного гена, и с точки зрения эгоистичного индивида. Конечно, таких примеров — большинство.
Почему родители заботятся о детях и зачастую готовы жертвовать своими жизнями ради них? С точки зрения эгоистичных генов — потому, что их потомки несут гены своих родителей. Отбор поддержит поведение, которое будет увеличивать количество копий обеспечивающих его генов. А с точки зрения эгоистичных индивидов не так важно, получил потомок какой-то конкретный ген или нет, ведь отбор в целом способствует тем организмам, которые оставят выжившее потомство. Этот мир населяют потомки тех, кто обеспечил выживание своих детей.
Рассмотрим пример поконкретнее: цитату из ЖЖ квалифицированного биолога и популяризатора, пишущей под ником progenes:
"Так вот, всем рассказываю замечательный пример из жизни эгоистичного гена, который я наблюдала воочию в лабораторных условиях. Передо мной стояла задача наработать в бактериях продукт одного непонятного гена
И тут оказалось, что продукт нужного мне гена токсичен для бактерий, и как только ген начинает работу, все бактерии дохнут.
Это прекрасная иллюстрация эгоистичности гена антибиотика".
Да нет же, уважаемая progenes! Это прекрасная иллюстрация эгоистичности бактерий, с которыми Вы работаете!
Смотрите: в бактерию внедрили два гена. Она помещена в среду, где один из этих генов полезен (ген устойчивости к антибиотику полезен в присутствии этого антибиотика). Второй вначале не работает, но в какой-то момент в ряду поколений по Вашему сигналу включается и начинает вредить. Гены (с этой точки зрения) — всего лишь некоторые из приспособлений бактерий к среде (их «информационные органы», если хотите). Если у бактериальных клеток хватает времени, чтобы реорганизовать собственный генотип (возможно, тут допустима аналогия с экспериментами Дж. Кэйрнса), некоторым из них удаётся сохранить полезный ген и выключить вредный. Конечно, отбор тут же поддерживает этих индивидов.
По мнению progenes, мы увидели следствие «стремления» гена устойчивости продолжить самокопирование. Так рассуждать можно? Да! Но мне кажется более логичным учесть, что сохранил активность тот ген, который способствовал выживанию индивида, и описать всю коллизию как следствие отбора индивидов, а не генов.
Итак, во многих случаях мы можем объяснять эволюцию, трактуя её и как отбор генов, нацеленный на их более эффективное копирование, и как отбор особей, нацеленный на их более эффективное размножение. Но для выяснения отношения между двумя подходами особый интерес представляют случаи, которые можно объяснить только с одной точки зрения. Поэтому давайте найдём примеры, относящиеся к двум группам:
отбор поддерживает повышение эффективности копирования гена, несмотря на то что это не способствует (или даже вредит) размножению особей;
отбор поддерживает повышение эффективности размножения особей, несмотря на то что это не способствует (или даже вредит) копированию их генов.
Эти ситуации кажутся вам гипотетическими? Не торопитесь!
Пример из первой группы — мейотический дрейф. Поясняю.
У большинства организмов половые клетки образуются вследствие мейоза — клеточного деления, сокращающего генетический материал вдвое (подробнее — в колонке о чудесах полового размножения). В типичном случае каждая родительская клетка имеет пару гомологичных (соответствующих друг другу) генов — один от матери, другой от отца. Какой из них при мейозе попадет в конкретную половую клетку — дело случая. Обычно такая вероятность очень близка к 50 процентам. Но некоторые гены способны нарушать равновесное распределение и преимущественно попадать в половые клетки. Такое нарушение называется мейотическим дрейфом (или мейотическим драйвом).
Так вот, отбор благоприятствует генам мейотического дрейфа. В отсутствие компенсирующих его эффектов гены дрейфа будут размножаться в популяции всё больше и больше — даже если это не приносит их обладателям никакой выгоды. Иногда это может даже привести к вымиранию популяции! Раз так, отбор в отношении других генов будет способствовать таким их эффектам, которые могли бы заблокировать мейотический дрейф.
Приведу пример. У стебельчатоглазых мух распространён ген мейотического дрейфа, который приводит к тому, что у самцов в половые клетки преимущественно попадает женская половая хромосома, X-хромосома (у этих мух тот же механизм определения пола, что у людей). Половых клеток с Y-хромосомой меньше, и потомство таких самцов состоит преимущественно из самок. Если бы гены мейотического дрейфа добились полной победы, самцы бы исчезли совсем. Но у них есть гены, которые, во-первых, могут сдерживать мейотический дрейф и, во-вторых, вызывают удлинение стебельков, на которых сидят глаза (подробнее в заметке Я.Р. Галимова здесь).
Знаете, чему удивляется эта стебельчатоглазая муха (
В потомстве «длинностебельковых» самцов оказывается относительно больше новых самцов. Для популяции с избытком самок это выгодно. Поэтому половой отбор начинает поддерживать самок, предпочитающих «длинностебельковых» самцов. В результате устанавливается равновесие. Длину стебельков в популяции увеличивает половой отбор (предпочтения самок) и повышение доли недостающих самцов в потомстве «длинностебельковых» особей. Обратный эффект оказывает повышение смертности уродцев с глазами, разнесёнными по сторонам...
Пример феномена из второй группы — сам мейоз. С точки зрения эгоистичного гена невозможно понять широкое распространение способа размножения, при котором потомство получает не все гены родителя (репликаторы, по Докинзу), а лишь их случайную половину. Цитирую Докинза («Расширенный фенотип»):
"При бесполом размножении ставки равные и максимальные: у всех репликаторов одни и те же стопроцентные шансы очутиться в каждом из произведённых совместными усилиями потомков. Если же размножение половое, то шансы каждого репликатора вдвое скромнее, однако куртуазный обряд, именуемый мейозом, — «гавот» Гамильтона довольно эффективно обеспечивает всем аллелям равенство возможностей в получении прибыли от совместного репродуктивного предприятия. Другой вопрос, разумеется, в том, почему гавот хромосом столь аристократически учтив. Вопрос чрезвычайной важности, но я трусливо уклонюсь от него. Это один из тех вопросов об эволюции генетических систем, над которыми и более светлые умы бились без особого успеха , один из тех вопросов, которые побудили Уильямса написать, что «в эволюционной биологии намечается нечто вроде кризиса». Я не знаю, почему мейоз таков, каков он есть…".
Зато на языке воспроизводства особей можно объяснить пользу от полового размножения с мейозом. Чтобы не зарываться в непростую тему, сошлюсь на два примера: статьи Александра Маркова (2009) и Елены Наймарк (2011). Подчеркну, что описанные в этих экспериментах опыты доказали именно пользу полового размножения с мейозом, а не раздельнополости как таковой. Гермафродиты с перекрёстным оплодотворением были бы в описанных ситуациях не менее успешны.
Ой, как стремительно исчерпывается разумно допустимый объём колонки! А знаете, ради чего я рассказывал о том, что в неё поместилось? Ради «подводки» к обсуждению многоуровневого отбора у зелёных лягушек. Что же, в этот раз не судьба...
Дмитрий Вибе: Забвение и триумф радиокосмоса
Есть в Ульяновской области Ульяновский же район, а в районе издавалась некогда и, кажется, издаётся сейчас газета «Родина Ильича». Счастливая нехватка громких районных событий в последние годы застоя вызывала иногда желание несколько преувеличить значимость того, что всё-таки происходило. Вскоре после того как я, окончив школу, уехал из Поволжья, газета опубликовала заметку о том, как сильно повлиял на выбор жизненного пути мною и моими одноклассниками радиокружок.
Кружок был действительно замечательный. Он даже привёл меня к высшему спортивному достижению: у меня однажды было третье место по области по радиоориентированию (участников было четыре, и я финишировал последним, но третий участник прошёл базы в неправильном порядке). Но в дальнейшей моей карьере я никаких дел с радио иметь не собирался, и это нарушало гармонию заметки, другие герои которой — мои сокружковцы — дружно шли на радиофак Ульяновского политеха. Газета сочла, что это неправильно, и написала, что я тоже не предал кружковских пристрастий и избрал стезю радиоастронома. Я впервые в жизни возмутился неаккуратности журналистов и уехал в Свердловск, намереваясь посвятить себя изучению звёздных скоплений.
И представьте себе — газета оказалась права! Со скоплениями как-то не сложилось, и мой жизненный путь капитально свернул в сторону межзвёздной среды, основной объём информации о которой принесла радиоастрономия. И хотя я всё ещё не научился самостоятельно писать заявки на радиотелескопы и назвать меня наблюдателем нельзя, но работаю я теперь главным образом с радиоданными.
Безусловным отцом радиоастрономии считается американский инженер Карл Янский. В 1930 году компания «Белл», в которой он работал, поручила ему разобраться с природой помех, мешающих трансатлантической радиосвязи. Янский построил специальную антенну-"карусель" на колёсах от «Форда-Т» и после длительных наблюдений в 1932 году выделил помехи трёх видов, первые два из которых он связал с близкими и далёкими грозами. Помехи третьего вида на длине волны 14,5 метров исходили (как выяснил Янский) из участка Млечного Пути в направлении созвездия Стрельца: их источник заведомо находился не только за пределами Земли, но и за пределами Солнечной системы.
Сначала наблюдения Янского почти никакого внимания к себе не привлекли. Ну фонит там что-то в центре Галактики, но что с этим делать? У астрономов в то время не было никаких стимулов увлечься неожиданным открытием: не было людей, технически готовых к созданию приёмников космического радиоизлучения, да и сама возможность существования такого излучения была неочевидной. Астрономия — это звёзды, звёзды светят в оптике, а о существовании межзвёздной среды в 1930-е годы было известно крайне мало (из-за отсутствия радиотелескопов!). Сам Янский пытался продолжить наблюдения, но с точки зрения начальства его задача была решена, и потому Янскому пришлось заняться другой работой. В общем, вплоть до конца войны, как это в астрономии случалось не однажды, главным (если не единственным) движителем нового направления был любитель — Гроте Рёбер, создатель первой полноповоротной антенны-"тарелки" и автор первого радиообзора Млечного пути.
Но развитие радиотехники, в том числе (или даже в первую очередь) военной, не позволило забыть о космических радиоволнах. В 1942 году расследование прорыва немецких крейсеров через Ла-Манш выявило, что источником помех для британских радаров были не только немецкие передатчики, но и Солнце. Попутно выяснилось, что радионаблюдения могут служить одним из индикаторов солнечной активности.
В конце 1940-х годов несколько групп при помощи высвобождающегося военного радиолокационного оборудования начали регулярные наблюдения и других внеземных источников, впрочем, без каких-то особых научных надежд, скорее, просто из любопытства. О скромном уровне ожиданий можно судить по первой системе обозначения космических радиоисточников — название созвездия и буква латинского алфавита. Например, яркий источник в созвездии Кассиопеи, открытый в 1948 году, получил имя Cas A. Считалось, что букв алфавита для радионеба вполне хватит.
Вероятно, одним из переломных моментов стало открытие излучения водорода на длине волны 21 см, существование которого было предсказано в 1944 году. Яну Оорту нужно было чем-то занять студента Хендрика ван де Хулста, и он предложил ему почитать о работах Рёбера и подумать, нет ли в радиодиапазоне спектральных линий. Если бы вдруг нашлась хоть одна, это было бы очень важно для радиоастрономии, ибо непрерывный спектр малоинформативен, а вот линия — это сразу и плотность, и температура, и, самое главное, скорость. Оорта в первую очередь интересовало именно движение вещества в Галактике. («Оорт первый взглянул на звёздное небо и заметил, что Галактика вращается» (с) г. Проницательный.) Ван де Хулст обнаружил, что линия такая действительно есть, она генерируется при изменении ориентации спинов протона и электрона в атоме водорода, но его прогноз по возможностям её наблюдения был безрадостным.
Более оптимистическими оказались расчёты И.С. Шкловского — одного из пионеров отечественной радиоастрономии, опубликованные в 1948 году. Именно эти расчёты вдохновили на проведение наблюдений американцев Юэна и Парселла, которые ловили излучение водорода при помощи устройства, которое меньше всего похоже на классический телескоп. Устройство оказалось многофункциональным: во время наблюдений оно ловило сигналы из космоса, в дождь заливало лабораторию водой, а зимой успешно использовалось студентами для метания снежков. Тем не менее открытие было сделано, и благодаря ему «обычные» астрономы наконец-то начали осознавать гигантские возможности, которые открылись благодаря проникновению в радиодиапазон.
Для моей области интересов более важным оказалось другое предсказание Шкловского — о том, что источником спектральных линий в радиодиапазоне могут быть и некоторые молекулы. Первой обнаруженной молекулярной линией стала линия гидроксила (ОН) на длине волны 18 см; потом, по мере совершенствования техники, доступными стали и более коротковолновые межзвёздные линии: сантиметровые (вода, аммиак), миллиметровые (оксид углерода) и многие другие. И это только мои узкие интересы, а ведь есть ещё реликтовое излучение, радионаблюдения активных ядер галактик, квазаров, пульсаров, остатков сверхновых, зон ионизованного водорода… Наконец, поиски, не побоюсь этого слова, внеземных цивилизаций!
Современная радиоастрономия, конечно, ушла очень далеко от «карусели» Янского. Остался в прошлом пятисотдолларовый рупор Юэна и Парселла. Телескопы радиодиапазона не только по стоимости, но и по фотогеничности догнали и перегнали своих оптических собратьев. Сколько вы знаете художественных фильмов про оптические телескопы? А вот про радиоинструменты я с ходу могу назвать два: «Тарелка» и «Контакт».
К сожалению, Янский не успел узнать, что его случайное открытие стало первым шагом к кардинальному изменению картины мироздания. Он умер от болезни сердца в 1950 году, когда ему было всего 44 года. Но его имя — в отличие от имён многих первопроходцев — не забыто. Оно стало названием для внесистемной единицы измерения потока: один янский равен 10-26 ватт на герц на квадратный метр. Потоки в радиоастрономии очень невелики, и потому удобно иметь единицу, в которой можно было бы избавиться от десяти в сильно отрицательной степени.
Кстати, спешите убедиться лично! Жители Москвы и Подмосковья могут отпраздновать 80-летие радиоастрономии и полюбоваться действующими телескопами в субботу, 11 августа, на Пущинской радиоастрономической обсерватории, которая проводит День открытых дверей. Не успеете 11 августа — не расстраивайтесь. У коллег из Пущино, как и у нас, это регулярное мероприятие. Поскольку Янский опубликовал свои окончательные выводы в 1933 году, отпраздновать 80-летие радиоастрономии тоже можно будет позже.
Голубятня-Онлайн
Голубятня: Тайны забытой технологии
Этим летом потревожил прах моей бабушки — установил спутниковое телевидение на молдавской даче. И зачем я это сделал? Только расстроился :(
Старожилы “Компьютерры” помнят Голубятню 2001 года (“Нирванический шаманизм”), в которой я самозабвенно расписывал погружение в новый и неведомый по тем временам для меня мир спутниковых тарелок, ресиверов, LNB и интернета из космоса. В последствие я возвращался к теме неоднократно (“Преступление и наказание”, “Здоровая бюргерская Камасутра”, “Эдем”) — лишь для того, чтобы поведать о разочаровании и утвердить бесперспективность попыток этого коммуникационного канала проникнуть в бизнес интертет-провайдерства.
Разумеется в 2001 году я тестировал не только возможности выхода в мировую компьютерную сеть через спутниковую тарелку (речь шла не о полном дуплексе, пакетная стоимость которого в те годы исчислялась тысячами долларов, а о гибридном варианте, когда upload осуществляется через dial-up, а downloand уже идет по спунтиковому каналу), но и само спутниковое телевидение. Помнится, тогда в Москве я работал со спутниками Hot Bird, Intelsat-604 и Ямал-100: собственноручно дрелил (как сейчас помню — легендарным перфоратором Bosch GBH 2-24!) двухсотый бетон лоджии, замерял сигнал специальным прибором-пищалкой, купленной на Митинском рынке за 24 доллара, объединял два конвертера на мультифиде, баловался с супер-пупер цифровыми ресиверами, которые после аналоговой мутнокартиночной игрушки казались ожившим будущим — да что там, хорошие были времена!
Что меня тогда, в 2001 году, больше всего поразило, так это убогость так называемого FTA-эфира (от Free To Air, бесплатного вещания). Главное его отличие — патологическое обилие каналов на арабском языке, половина из которых — про Коран, а вторая — реклама подписных порноресурсов для арабов же! После арабов шли итальянские непутевые каналы, в остатке — жалкая жменька немецких и французских каналов да Euronews. Был еще какой-то армянский и белорусский канал и все. Больше ничего.
А где же нормальное телевидение? Как где — за деньги, на закрытых каналах. На эти каналы можно было попасть в то время только через т.н. DVB-карты, слот под которые, впрочем, был предусмотрен моим, наверное, самым продвинутым в те годы ресивером (хоть убей уже не помню, как он назывался, помню только, что стоил жутко дорого — 450 долларов!). Поскольку в Москве официальных DVB-карт достать было невозможно, а возиться со взломом не было никаких сил и времени, я спутниковое телевидение (равно как и интернет) тихо спустил на тормозах и после очередного переезда тарелку перевешивать не стал.
И вот прошло 11 лет. В июне всему семейству очень захотелось посмотреть чемпионат Европы по футболу, а затем — и олимпиаду, так что пришлось тряхнуть стариной и поиграть в total recall :) Взял телефон мастера-установщика у соседа, позвонил, договорился. На следующий же день приехали из Кишинева, все установили под ключ: две спутниковых тарелки, четыре конвертера на мультифидах, полная кабельная обводка с крыши дома, маленький FTA-ресивер Orton. Всё про всё — 1520 лей (116 долларов)!
Ну и как такое возможно, скажите мне на милость?! Мастер прокатился 35 километров от города (!), полдня лазил по крыше... сколько же стоят тарелки?! По 5 долларов штука? Ресивер — 15? Конвертеры — вообще по баксу что ли? Как же удается извлекать прибыль при таких расценках? И какова себестоимость спутникового оборудования?
Вопросы цен не случайны, поскольку сходу непонятно, каким образом выживает вся эта технология: за счет чего держится? Недоразумение, однако, мигом улетучивается, стоит включить ресивер и посмотреть на телеэкран. Мои четыре спутника выдают 1400 каналов, из которых 600 — полностью закрыты, а остальные — все без единого исключения — такое гомерическое говно, что даже воспоминания 2001 года с арабским порномороком кажутся голивудскими блокбастерами категории А!
Из 800 каналов транслировали матчи чемпионата Европы только 1, изредка 2 канала, причем совершенно спонтанно и непредсказуемо: тот, что показывал вчера, сегодня либо уходил в закрытую подписку, либо отключался, либо передавал в эфир что-то совсем с футболом не связанное. Поэтому перед каждым матчем приходилось по часу рыскать в поисках случайной трансляции: первые таймы мы почти все пропустили!
Олимпиаду не показывает ни один из FTA-каналов, ни один! Ни открытие, ни текущие состязания по какому бы то ни было виду спорта. Такое впечатление, что Олимпиады вообще нет в природе. Где же она на спутниковом телевидении? На закрытых платных каналах разумеется! Вся целиком. Эдакий “О спорт, ты — мир”, но только за бабки.
Бабки эти, если идти официальным путем, очень не шуточные: подписные пакеты варьируют от 20 долларов и до 80 ежемесячно, в зависимости от числа каналов, стран и проч. Вот на эти деньги и живет спутниковое телевидение в 2012 году! Деньги очень недетские, поэтому понятно, почему царит такой чудовищный демпинг на уровне оборудования. Перед нами все та же популярная и широко аппробированная модель “расходных материалов”: принтер продают ниже себестоимости, зато добирают свое на безумных ценах на картриджи. То же самое в телефонии: субсидированные смартфоны за 200 долларов (iPhone 4S в Америке, например) в обмен на два года принудительного контракта с опсосам по тарифам, которые превращают ваш смартфон в золотой.
Официальный путь я помянул не случайно: сегодня подписные каналы спутникового телевидения лишь в малой степени активируются DVB-картами. В основном активация проходит через интернет. Народные мастера-умельцы давно с этой незадачей разобрались: ресивер перепрошивается и далее вы платите по полтора-два доллара в месяц в обмен на какие угодно пакеты и каналы.
Такая вот загадочная технология тилипается у всех под боком в 2012 году. А нормальные айти-пацаны думали, что она давно преставилась. Ан нет — жива курилка и даже денег просит :).
Под занавес анонсирую очередной видеообзор на sgolub.ru — на сей раз крутим-вертим планшет Prestigio MultiPad 9.7 Pro на Android 4.
Меня в этом гаджете заинтересовала даже не цена (8500 рублей в обмен на много разного, но главное — на IPS+ экран от LG, причем не аналогичный тому, что установлен в iPad 2, а точно такому же один в один!), а таинственность брэнда, который по итогам первого полугодия 2012 года вошел в Топ-4 поставщиков планшетов в Россию наряду с Apple, Samsung и PocketBook! На рынке навигаторов — вообще потрясение: по итогам 2012 года Prestigio занял первое место с долей 28,5%.
Как такое могло случиться? И откуда он вообще взялся — этот Prestigio? В загадках корпоративной генеалогии я и попытался разобраться в своем видеообзоре, равно как и оценить реальные достоинства “еще одного планшета на Андроиде”.
Поделиться книгой: