معلومة

لماذا ، على وجه التحديد ، يقوم كل جيل ، في المتوسط ​​، بتحسين تصميم الأنواع بدلاً من تحطيمها؟

لماذا ، على وجه التحديد ، يقوم كل جيل ، في المتوسط ​​، بتحسين تصميم الأنواع بدلاً من تحطيمها؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

في كل مثال غير واقعي يمكنني أن أتخيله ، تكون نسخة نسخة دائمًا نسخة متدهورة أو أقل نقاء من الأصل ما لم يعمل بعض التأثير الخارجي على تصحيح النسخة إلى النموذج المثالي الذي يمثله الأصل. تصبح النسخ أكثر ضبابية مع كل جيل. يتم تشويه القوالب من القالب عن الأصل الذي صنع منه القالب. في الواقع ، كل قالب يحط من القالب نفسه. عند نسخ البيانات على أجهزة الكمبيوتر أو عبر الشبكات ، تتحقق فحوصات التكافؤ من عدم حدوث أخطاء ، ولكن حتى ذلك الحين ، يمكن أن تتسبب مجموعات الأخطاء كل فترة طويلة بين الحين والآخر في نتيجة إيجابية خاطئة في اختبار التكافؤ. لذا ، إذا أعطيت الوقت الكافي ، ستتحلل النسخ.

في حقيقيات النوى ، تبدأ الكائنات الحية الفردية الجديدة دائمًا على شكل بيضة زيجوت ، لذلك في جميع الممالك ، يتلخص التكاثر في تكوين خلية واحدة. وهذا ينطوي على بناء الحمض النووي بشكل صحيح وكذلك كل البنية المعقدة الأخرى للخلية. لماذا لا تتحلل هذه الخلية مثل أي مثال آخر يمكنني التفكير فيه؟ في الواقع ، الخلايا قادرة على التكاثر المثالي بحيث يدعم النظام بشكل عام إدخال عشوائية إضافية من أجل تعزيز إمكانية التغيير المنتج. يمكنني التفكير في بعض العوامل المساهمة المحتملة التي تجعل هذا العمل ناجحًا ، لكن يجب أن أفتقد شيئًا ما. لا أستطيع أن أتخيل أن هذا النموذج سيعمل بالفعل بالطريقة التي يعمل بها - بشكل جيد جدًا في الواقع أن التصميم يتحسن بالفعل بمرور الوقت. ما الذي أفتقده أو أقلل من شأنه؟

العوامل المساهمة (أعتقد):

اللبنات المثالية: يتبع التطور الخلوي نمطًا في كل مستوى ، ويعمل في النهاية على طول الطريق وصولاً إلى المستوى الجزيئي. في هذا المستوى ، تكون جميع اللبنات الأساسية تقريبًا متطابقة. الحياة مبنية من ذرات مستقرة ، وليس شيئًا مثل البلوتونيوم ، وفي الحالات النادرة التي تتغير فيها الذرة ، تكون النتيجة ببساطة نوعًا مختلفًا من الذرات ، والتي لا تزال تميل نحو شكل مستقر على المدى الطويل. نظرًا لأن هياكل الحياة تتكون في النهاية من مكونات مستقرة وفيرة في كل مكان في البيئة ، فإن الهياكل الأساسية التي يتم نسخها دقيقة ويمكن نسخها بدقة. لا تعتبر النسخ الفوتوغرافية والقوالب دقيقة بالنسبة للمستوى الجزيئي ، لذا فإن نسخها يكون أكثر تقريبية بطبيعتها. ومع ذلك ، فإن انتشار البيانات الرقمية عملية مشابهة جدًا. البتات هي أيضًا لبنات بناء مثالية من الناحية النظرية.

تصحيح اللياقة: عندما تؤدي الأخطاء إلى تدهور عملية التكاثر ، بدلاً من الحفاظ عليها أو تحسينها بشكل عشوائي ، فهناك آلية تصحيح تزيل العيوب من العملية. هذه العيوب لا تبقى على قيد الحياة للتكاثر. تعمل هذه العملية التطورية على إبقاء النمط التناسلي مركزًا مرة أخرى على نموذج نظري مستقل عن شكل مادي معين ليتم نسخه.يبدو أن هذا هو العنصر الأكثر أهمية في التفسير ، لأنه في النهاية فقط من خلال التقدم يمكن تجنب الاستطراد ، ولكنه أيضًا الجزء الذي يبدو أكثر مشكوكًا فيه. يجب إنتاج كميات فلكية من العيوب قبل تطوير ميزة مفيدة واحدة فقط. أتوقع أن تكون الكائنات الحية معيبة بنسبة 99 ٪ مع بقاء 1 ٪ فقط على قيد الحياة للتكاثر. أتوقع أن تنتهي صلاحية 99.9٪ من الحيوانات الملقحة دون أن تولد أو تنبت من البذرة. أتوقع أن تكون جميع الأعضاء التناسلية (المبايض ، والخصيتين ، والسداة ، وما إلى ذلك) ، إن لم يكن غالبية الجسم كله ، خلايا ميتة في الغالب ، مع بقاء القليل من النجاحات حتى الإخصاب. أتوقع أن يكون 99.9٪ من الجينوم تجريبيًا ، ويكاد يكون غير قابل للاستخدام تمامًا بالنسبة للأنواع. بشكل أساسي ، أتوقع أن الموت المبكر يفوق كثيرًا الحياة الناجحة في كل مكان وفي جميع الأوقات. ومع ذلك ، ما زلت أتوقع أن يكون التطور أبطأ مما كان عليه.

آليات إدارة الطفرات: أفهم أن هناك آليات في التكاثر تقلل من احتمالية حدوث طفرة في أجزاء أكثر رسوخًا وثباتًا من الجينوم مقارنة بالأقسام الأكثر انفتاحًا للمناقشة - الهياكل اللاجينية ، وجينات HOX ، وما إلى ذلك. تم إنشاء أجزاء من جميع الجينومات ووظيفتها لمئات الملايين من السنين ، لذلك أجمع أن هناك آليات لحمايتهم (أظن ربما أكثر بكثير مما اكتشفناه حتى الآن).

ملحوظة: الأرقام التي أقدمها غامضة ولا تستند إلى الحسابات بل على الانطباعات العامة التي أحصل عليها عن حجم الأرقام المعنية والندرة النسبية للطفرات المفيدة. هل هناك أي مكان تم فيه إجراء هذا النوع من الحسابات بتقديرات أكثر واقعية للاحتمالات؟


من الواضح أنك فكرت كثيرًا في هذا الأمر. لسوء الحظ ، كما قال @ adam.r ، أنت تعمل في ظل بعض المفاهيم الخاطئة. الجواب السريع هو أن كل جيل لا "يتحسن" في الماضي. هذا هو مفهوم خاطئ شائع. بتفصيل أكثر قليلاً:

  1. بادئ ذي بدء ، استعارة النسخ الخاصة بك سيئة. لم يكن هناك "أصلي مثالي" ، لقد توسعت في هذا الموضوع مطولاً في إجابتي هنا ، لكن باختصار ، كل الأنواع تتغير باستمرار. إنهم لا يبتعدون عن المثل الأعلى الأفلاطوني للأنواع المثالية (أو نحوه في هذا الصدد) ، إنهم ببساطة يتغيرون استجابةً للعالم من حولهم. ما هو "جيد" اليوم ليس بالضرورة "جيد" غدًا.

  2. ومع ذلك ، فإن استعارة آلة النسخ الخاصة بك تحتوي على تغييرات من جيل إلى جيل. نسخ الحمض النووي مفعم مع وجود أخطاء. هناك آلة خلوية ضخمة في مكانها وظيفتها الوحيدة هي اكتشاف هذه الأخطاء وتصحيحها. ومع ذلك ، فإن الكثيرين يمرون ويؤديون إلى تنوع يمكن اختياره بعد ذلك لصالح أو ضد عملية الانتقاء الطبيعي. لذا ، النسخ فعل في الواقع تتحلل. هذا ، في الواقع ، هو أساس كيفية عمل التطور.

  3. نقطة أخرى مهمة هي أن معظم التغييرات محايدة. ليس لديهم أي تأثير على الإطلاق بطريقة أو بأخرى. هناك العديد من الأسباب لهذا ولكن أهمها

    1. الغالبية العظمى من الحمض النووي لا يرمز بالفعل للبروتين. ما هل do هو مجال من مجالات البحث النشط ولكن التغييرات الطفيفة في التسلسلات التي لا ترمز للبروتين من غير المرجح أن تسبب تغييرًا في النمط الظاهري.

      توجد جميع المعلومات اللازمة تقريبًا لإنتاج كائن حي قابل للحياة في الجينات، وتمثل الجينات نسبة صغيرة جدًا (حوالي 5٪ في الإنسان على سبيل المثال) من الجينوم. التغييرات التي تؤثر على لياقة الفرد توجد بشكل ثابت تقريبًا في تسلسل ترميز الجينات. هذا يعني أنه من بين حوالي 30 مليار موقع محتمل للطفرة في أي خلية معينة ، فإن 95٪ منها (حتى أقل في الواقع نظرًا لأن عدد exons فقط هو 2٪) لن يتسبب في تأثير النمط الظاهري.

    2. الشفرة الجينية زائدة عن الحاجة. في الأساس ، يتم "قراءة" الحمض النووي في "كلمات" من ثلاثة "أحرف" ، الكودونات. نظرًا لوجود 4 قواعد في الجينوم (A و C و T و G) ، فهذا يعني أن هناك 64 كودونًا محتملاً. يحدد كل كودون حمضًا أمينيًا معينًا (اللبنات الأساسية للبروتينات) وسيؤدي تسلسل معين من الكودونات إلى سلسلة محددة من الأحماض الأمينية. ومع ذلك ، لا يوجد سوى 22 حمضًا أمينيًا ، يتم تحديد العديد منها بواسطة نفس الكودون:

      كما ترى في الصورة أعلاه ، في معظم الحالات ، لا يؤثر تغيير الحرف الثالث من الكودون على الأحماض الأمينية التي سيتم تحديدها. هذا يعني أنه حتى بالنسبة لتلك الطفرات (التغييرات) التي تحدث في منطقة ترميز الجينات ، فإن الاحتمالات عالية نسبيًا لأنها لن تؤدي في الواقع إلى أي تغيير في النمط الظاهري. إذا قمت بتغيير الشفرة الجينية ولكن الكودون الذي تم تغييره لا يزال رموزًا لنفس الأحماض الأمينية ، فلن يكون هناك تغيير في النمط الظاهري.


بالنسبة للعوامل المساهمة الخاصة بك:

  1. أحجار البناء المثالية: كلا ، آسف هذا خطأ. بادئ ذي بدء ، لا يوجد شيء اسمه تغيير طفيف يتضمن تغيير ذرة. أي تغيير يحدث على المستوى الذري هو تسربت حسب التعريف. يحدث هذا النوع من الأشياء في قلوب النجوم وفي المفاعلات النووية. التفاعلات الكيميائية في أجسامنا تنطوي على التغيير الجزيئات لا ذرات.

    لا يوجد شيء مثل تغيير طفيف حقًا ، إذا استبدلت ذرة في جزيء بأخرى ، فأنت تغير بشكل كبير خصائص ذلك الجزيء (هذا أقل صحة بالنسبة للجزيئات الكبيرة المعقدة حيث يمكن أن تكون بعض التغييرات طفيفة بالفعل). إذا كنت ستغير ، على سبيل المثال ، ذرة واحدة في ملح الطعام العادي ($ NaCl $) من الصوديوم إلى الهيدروجين ، فستحصل على $ HCl $ وحمض الهيدروكلوريك وليس شيئًا تريد وضعه في حساءك.

    لا توجد لبنات بناء مثالية في علم الأحياء ولا شيء مثالي ، هذا يحدث فقط في الرياضيات.

    أيضا ، الكائن الحي يفعل ليس اتبع نفس النمط من الكائن الحي إلى الخلية إلى المستوى الجزيئي (ناهيك عن المستوى الذري). في الواقع ، هناك مبادئ تنظيمية مختلفة جدًا تعمل على المستويات المختلفة والطريقة التي يتم بها تنظيم الخلايا (انظر هنا على سبيل المثال) لا علاقة لها بالطريقة التي يتم بها تنظيم محتويات الخلية.

    الاستقرار مبالغ فيه. في الواقع ، تحتوي أجسامنا على كميات من المواد الكيميائية غير المستقرة (التفاعلية) ، والأكسجين أهمها. بالتعريف ، تتضمن التفاعلات الكيميائية تغيير الجزيئات (ليس الذرات ، لكننا لا نتعامل مع هذا المستوى ، فالتأثيرات البيولوجية تميل إلى أن تكون على المستوى الجزيئي ، وليس على المستوى الذري). تتضمن جميع التفاعلات التي تحدث في المصنع الذي هو جسمك تغيير جزيء إلى آخر.

  2. تصحيح اللياقة: في الواقع ، على المستوى الخلوي ، تحاول التصحيحات إعادة إنتاج النموذج الذي تنسخ منه بأمانة. عندما تنسخ الخلية نفسها ، فإنها أيضًا تنسخ حمضها النووي. تقوم بذلك باستخدام الحمض النووي الخاص بها كقالب. لا يوجد "مثال نظري" ، فالخلية ليس لديها معلومات عن جينوم والدها ، فقط الجينوم الخاص بها. كما ذكرت أعلاه ، هناك العديد من الآليات التصحيحية التي تتمثل مهمتها في اكتشاف الأخطاء وتصحيحها. ليس لديهم طريقة لمعرفة ما إذا كان تغيير معين سيكون مفيدًا أو ضارًا للفرد ، فيما يتعلق بهذه العمليات ، فإن أي تغيير سيء ويجب تصحيحه. الشيء الوحيد الذي يفعلونه هو محاولة جعل جينوم الخلية الابنة متطابقًا مع جينوم الخلية الأم.

    عندما يتجاوز التغيير المستوى الخلوي ، من ثم يمكن اختياره لصالح أو ضد بناءً على ما إذا كان يجعل الفرد الذي يحمله أكثر أو أقل عرضة للتكاثر. هذه ، مع ذلك ، ليست عملية موجهة. يحدث فقط. إذا أدت الطفرة إلى جعل ذكر الحوت الأزرق أقوى ، فمن الأرجح أن يكون هو الذي يلحق الأنثى المتسابقة وبالتالي يكون أكثر عرضة للتكاثر. لا يوجد اتجاه آخر غير العملية الانتقائية نفسها. لا يوجد أحد حول مقارنة الأفراد الجدد بالمثل الأعلى والاختيار وفقًا لذلك. إذا كنت أفضل في التكاثر من أقرانك ، فسيتم اختيار جيناتك.

    في الواقع ، يتم التخلص من العديد من الأمشاج. تموت العديد من الخلايا. أنت فقط لا تعرف ذلك لأنهم يموتون قبل أن تتمكن من رؤيتهم. تغييرات ضارة جدًا (سيئة جدًا) فعل تحدث.

    "أتوقع أن يكون 99.9٪ من الجينوم تجريبيًا ، ويكاد يكون غير قابل للاستخدام تمامًا بالنسبة للأنواع." بطريقة ما هذا صحيح. على الرغم من النتائج الحديثة ، فإن 98 ٪ من الجينوم البشري لا يؤثر بشكل مباشر على النمط الظاهري. إن نسبة 2٪ فقط هي التي تمثل أجزاء ترميز البروتين في الجينات التي لها تأثير مباشر على اللياقة البدنية. في الواقع ، في الجينوم البشري على وجه التحديد ، هناك تسلسل قصير لا يرمز لأي بروتين ولا (بشكل مباشر ، على الرغم من وجود نظريات مختلفة حول هذا) يؤثر على نمطنا الظاهري ، الذي كان يصنع نسخًا من نفسه وينتشر في منطقتنا. الجينوم للأجيال. اليوم ، يمثل هذا التسلسل (Alu) حوالي 10٪ من الجينوم البشري ، وهذا ضعف ما يمثله كل جيناتنا معًا!

  3. آليات إدارة الطفرات: آلية الحماية الأساسية التي ذكرتها في سؤالك هي الموت بكل بساطة. الطفرات التي تجعل جينات التدبير المنزلي (مثل مجموعة HOX) غير نشطة تقتل الكائن الحي الذي يحملها. هذا لا يعني أنها لا تحدث ، فهذا يعني ببساطة أنه عندما تحدث ، لا نراها لأن الشخص الذي يحمل الطفرة قد مات (انظر النقطة 3).


سأضيف منظورًا مختلفًا بعض الشيء ، على الرغم من أن إجابة terdon تحتوي بالفعل على الحقائق ذات الصلة.

الشيء الذي يجعل الحمض النووي يتحمل في مواجهة النسخ غير الكامل هو أنه ، مثل تخزين الكمبيوتر ، إنه كذلك رقمي. الخاصية ذات الصلة للبيانات الرقمية هنا هي أن الأجزاء الفردية من المعلومات لا يتم تقديمها على نطاق ، بل يتم استخلاصها من عدد محدود للغاية من القيم البديلة الممكنة. تسمح هذه الخاصية بحدوث تصحيح الخطأ: إذا كانت القيم المحتملة مستمرة ، فلن يعمل تصحيح الخطأ بشكل أساسي.

هذا يعطي مظهر نسخ أقل أخطاء. في الواقع ، لا شيء سوى تخزين الكمبيوتر ونقل البيانات. ومع ذلك ، كما لاحظت ، أخطاء إرادة تتراكم ، حتى مع وجود آلية لتصحيح الخطأ. وعلى الرغم من أن معظم هذه الأخطاء ليس لها أي تأثير على النتيجة (بسبب تأثيرات المصب مثل انحلال الشفرة الجينية) ، إلا أن الكثير منها ضار أكثر مما هو إيجابي. في التناقض المباشر لهذا يمكننا أن نرى تلك الأنواع (لكن ليس فرادى!) تحسن تكيفهم في كل جيل.

لماذا ا؟ لأن التطور. وبشكل أكثر تحديدًا ، لأن الانتقاء الطبيعي يعمل بطريقة تنقية لتخليص مجموعة الجينات من العيوب. هذا جزء أساسي من حجة داروين والاس. الأفراد الأقل تكيفًا لديهم فرصة أقل (بشكل طفيف جدًا) في التكاثر ، وبالتالي يمنعون التغيرات الضارة في مجموعة الجينات من التراكم.


شاهد الفيديو: fake Airpods pro.! التقليد احسن من الاصلي (شهر فبراير 2023).