Свое революционное открытие Фрэнсис Арнольд сделала в 1993 году. Тогда ей впервые удалось провести эксперимент в области направленной эволюции и заставить клетку производить новые, ранее не существовавшие ферменты.

Сначала изменения в участки ДНК, кодирующие производимые белки, вносятся довольно хаотично - чтобы просто посмотреть на результат.

Затем включается процесс "неесте
Подробности
ственного отбора": из всех произведенных модифицированных ферментов отбираются только те, что могут быть использованы с какой-то целью. Например, будут работать в среде, где был бы бесполезен исходный белок.

По мере изучения новых "эволюционных" энзимов становятся очевидны некоторые закономерности, и довольно скоро в гены уже можно вносить осмысленные изменения, заранее предсказывая получившийся результат.

Проще говоря, методом проб и ошибок Арнольд фактически создала универсальную биологическую микрофабрику, научившись программировать клетки для производства белков с нужными ей свойствами.

Сейчас именно так получают новые энзимы по всему миру. С их помощью создаются новые лекарства, новые виды экологически чистого биотоплива и многое другое.

"Люди давным-давно использовали ферменты в производстве - но только те, что уже и так существовали в природе и лишь случайно открыли свои полезные свойства, - поясняет профессор Университетского колледжа Лондона Пол Долби. - Таких было очень мало, а заставить их работать в промышленных условиях было крайне тяжело".

"Теперь, благодаря работам Арнольд, мы можем самостоятельно изменять энзимы, адаптируя их к работе в промышленных масштабах - а не просто в масштабах клетки. Фактически мы укладываем процесс эволюции, который обычно занимает миллионы или даже миллиарды лет, в рамки буквально одной недели, а то и меньше", - объясняет он.
В эволюционной биологии происходит много открытий: бурно развивающаяся палеогенетика уточняет наши представления о происхождении видов, а секвенирование генов современных людей позволило доказать, что сейчас идет отрицательный отбор по генам. Заведующий кафедрой биологической эволюции в МГУ, автор научно-популярного бестселлера «Эволюция человека» Александр Марков рассказал Republic о самых важных
Подробности
исследованиях 2017 года в этой сфере.
Международная команда ученых представила математическую модель, которая описывает возникновение одной из основных проблем прямохождения – тяжелых родов, которые обусловлены несоответствием размера новорожденного и ширины таза роженицы. Модель предсказывает увеличение головы и уменьшение таза с частым применением кесарева сечения. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Acad
Подробности
emy of Sciences of the United States of America. Несмотря на то, что предки человека стали прямоходящими около пяти миллионов лет назад, задолго до того, как начал увеличиваться объем мозга (это произошло около двух миллионов лет назад), частота связанных с тазоголовной диспропорцией осложнений при родах до сих пор очень велика. Суть проблемы диспропорции, — так называемой акушерской дилеммы — в том, что для рождения ребенка с развитым мозгом и, соответственно, большой головой, необходим широкий таз. В то время как для прямохождения и предотвращения преждевременных родов таз должен быть наоборот, узким. Получается, что давление отбора действует на популяцию в двух противоположных направлениях, сохраняя широкую вариативность размера головы новорожденных и таза рожениц. Результаты моделирования показывают, что большое число осложнений при родах у человека практически неизбежно. Во-первых, оно связано с тем, что оба признака — ширина тазового канала и размер новорожденного – не фиксированы, а имеют нормальное распределение, а значит крайние значения D всегда будут заходить за «край обрыва», в зону тяжелых родов. Во-вторых, вариативность переменной D также не может быть уменьшена стабилизирующим отбором – она зависит от слишком большого числа генетических переменных. При такой селекции уровень осложненных родов всегда будет велик. В-третьих, ученые также предсказывают повышение уровня родовых осложнений при слабом направленном отборе. Например, кесарево сечение, которое радикально снизило материнскую смертность при осложнениях, согласно новой модели изменяет градиент отбора за счет увеличения числа новорожденных с большой головой. По словам ученых, расчеты показывают, что это искусственное изменение всего за два поколения должно увеличить диспропорцию размера ребенка и ширины таза на 10-20 процентов. Впрочем, это предсказание пока не подтверждено эмпирическими данными.
Крупный мозг не обязательно дает своему владельцу эволюционные преимущества. В настоящее время множество животных так или иначе страдают от антропогенных факторов. Проведенный мета-анализ показал, что крупный мозг скорее мешает животным в таких условиях, увеличивая уязвимость вида. Связь эта опосредованная: чем крупнее мозг, тем меньше детенышей в выводке и больше времени требуется для их взрослен
Подробности
ия. А это сокращает возможности популяции к быстрому восстановлению численности.
Группа биологов из одиннадцати научно-исследовательских организаций создала предварительный вариант «Древа Жизни», включающего информацию о филогенезе (эволюционной истории) и текущей таксономии более чем 2,3 миллионов видов живых существ. Новое «Древо» содержит десятки тысяч поддеревьев, включающих, иногда, до ста тысяч отдельных видов и прослеживает эволюцию всего живого на Земле на протяжении п
Подробности
очти 3,5 миллиардов лет. Текущая версия дендрограммы (схематического изображения филогенетического дерева) доступна онлайн (а также для скачивания) на сайте Open Tree of Life. С ее полным описанием можно познакомиться в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Ученые проанализировали и обобщили информацию из почти 500 ранее опубликованных филогенетических деревьев разной полноты, а также дополнили ее данными из более чем 7500 последних исследований в области филогенеза и систематики, опубликованных с 2000 по 2012 год. Тем не менее, по заявлению авторов, текущий вариант «Древа» можно рассматривать лишь как первый шаг, «бета-версию», так как в настоящий момент им удалось обобщить немногим более шестой части всех существующих работ в этой области.
Я уже несколько недель думаю, как объяснить одну важную штуку, никого не обидев (потому что обида всегда препятствует пониманию); с другой стороны, на обиженных, говорят, воду возят, а мне не помешало бы перевезти море под самые окна. Это 300 километров, если ближайшее Балтийское, но я вообще-то больше Адриатическое хочу. А его очень дофига везти! Поэтому, ладно, можно обижаться. Я знаю, что с эт
Подробности
им делать. Штука же в том, что вся эта война вокруг и внутри Украины - она не просто цивилизационная, как говорят некоторые мои умные друзья. Она эволюционная, извините пожалуйста. (Эту фразу, если по уму, надо произносить вслух, голосом Слоненка из культового мультфильма про Удава, Мартышку и 38 попугаев. Потому что иначе читатель может приписать автору высказывания пафос и высокомерие, а они полностью исказят смысл.) Эволюция вот прямо сейчас ("сейчас" - это не просто понедельник какое-то там мая условного года, а как минимум ближайшие сотни лет), у нас на глазах и при нашем участии совершает свой очередной виток. В чем его главная фишка? В том, что человек перестает быть говорящим животным. И становится ближе к высоким гуманистическим представлениям о себе. Взаправду, на деле, а не на уровне разговоров. Самый простой пример. На предыдущем витке эволюции обижать слабых было нормально. Отторгать чужеродное было нормально. Распределение гендерных ролей и жесткая мочеполовая самоидентификация тоже были нормой. Территориальный инстинкт, в просторечии именуемый патриотизмом - норма. Послушание, доходящее до потребности в принуждении - просто супернорма, без которой никуда. Потому что так велел зоологический прагматизм, обязующий здоровое животное печься о выживании вида в целом. А кто не печется, тот хреновая особь, хоть и (возможно) добрый христианин. Ему же хуже. ...
Мир остался без гигантских галапагосских черепах. Последний известный человеку представитель вида Geochelone abingdoni, которого называли Одинокий Джордж, умер 24 июня в Галапагосском национальном парке. Стоит отметить, что Джордж видел многое: прожил он около 100 лет.Однако, экспертам еще придется поломать голову над тем, от чего умерла черепаха, ведь предполагаемый срок жизни представителей э
Подробности
того вида — около 200 лет. Одинокий Джордж был найден 40 лет тому назад на острове Пинта (Галапагосские острова). Работники национального парка, куда «определили» черепаху, долгие двадцать лет делали все для того, чтобы Джорджу «понравилась» самка одного их близких видов (поскольку галапагосскую уже не смогли отыскать). К сожалению, Джордж остался равнодушен к таким проискам ученых. Джордж, последняя в мире гигантская галапагосская черепаха, стал настоящим символом Галапагосского национального парка. Множество туристов со всего мира приезжали сюда специально, чтобы посмотреть на него. Мир лишился уже многих видов. Ученые спорят об «индексе» влияния на этот процесс человека и его активности. Ясно одно: в 21 веке именно green energy имеет право на особое внимание со стороны общественности. К планете давно пора относиться гораздо аккуратнее.
Ласточки, которые строят свои гнезда в дорожных тоннелях, на мостах и эстакадах, имеют меньше шансов погибнуть от столкновения с машиной сейчас, чем тридцать лет назад. Все дело в том, что их крылья стали короче. Эколог Чарльз Браун из University of Tulsa (США, Оклахома) вместе с женой с 1982 года изучает одну и ту же популяцию ласточек на юго-западе штата Небраска. Каждый год они подсчитывали
Подробности
количество птиц и их гнезд, которые были построены на дорожных объектах. Параллельно с изучением живых ласточек, ученые подбирали мертвых птиц, найденных на дорогах, в надежде дополнить свои данные. Они обратили внимание, что в 1984-1985 годах за сезон на дорогах погибало около 20 особей, а в настоящее время — менее пяти. Погибшие ласточки отличались от своих собратьев более длинными крыльями. Оказалось, что средний размах крыльев ласточек (живых) в этом районе за прошедшие тридцать лет уменьшился с 111 до 106 мм. По всей видимости, короткие крылья делают птиц более маневренными и позволяют с большим успехом уворачиваться от машин. Феномен укорочения крыльев у ласточек является ярким примером действия естественного отбора. Особи с длинными крыльями чаще погибали и в среднем оставляли меньше потомства. Интересно, что мы можем наблюдать результат отбора через такое короткое время, отмечает Чарльз Браун. Ласточки эволюционировали буквально на глазах у своих наблюдателей.