Что ответить дарвинисту? Часть II - [168]

Шрифт
Интервал

показали, что «brute force search» в исполнении бактерий, в принципе, способен на многое. В этой работе исследователи продемонстрировали, что у бактерий, с которыми они работали, может выработаться устойчивость к новому антибиотику цефотаксиму. Для этого в ДНК исходных бактерий должны произойти 5 конкретных точечных изменений (мутаций). В этом случае, устойчивость бактерий к новому антибиотику возрастает в 100000 раз. Понятно, что сразу все 5 нужных изменений появиться у бактерий не могут. Для подобной мутации не хватит вообще всех существующих бактерий на планете Земля. Действительно, если частота точечной мутации (с заменой нужного нуклеотида) будет одна к миллиарду, то вероятность того, что сразу 5 нужных нуклеотидов мутируют именно нужным образом внутри какой-нибудь одной бактерии, составит 1 к 10>45. Понятно, что такое событие не случится вообще никогда.[183]

Более того, авторы исследования благоразумно рассудили, что даже нужную двойную мутацию (где сразу два конкретных нуклеотида мутируют внутри одной бактерии) тоже вряд ли можно сразу получить методом полного перебора. Потому что такая двойная мутация (вероятность 10>-18) потребует количества бактерий (10>18 особей), которое вряд ли можно насобирать в пределах воздействия нового антибиотика.

Поэтому авторы работы (Weinreich et al., 2006) решили посмотреть, можно ли получить из исходного немутантного гена, мутантный ген, несущий все 5 нужных мутаций – с помощью цепочки из пяти последовательных одинарных (нужных) мутаций.

То есть, они рассматривали вариант, когда одновременно происходит только одна единственная мутация (из пяти необходимых). И далее исследовали, смогли бы бактерии (в принципе) приобрести конечную устойчивость к новому антибиотику путем «пошагового» (постепенного) приобретения всех пяти мутаций, с величиной шага в одну единственную мутацию. Или не смогли бы. Действительно, это весьма интригующий вопрос. Ведь для того, чтобы естественный отбор последовательно поддержал все пять мутаций, каждая новая мутация, взаимодействуя с предыдущими мутациями, должна повышать, а не понижать устойчивость к новому антибиотику.

Например, одна из пяти мутаций, исследовавшихся в этой работе, не увеличивает, а наоборот, снижает устойчивость к антибиотику, поскольку соответствующий фермент, получив эту мутацию, начинает разрушать данный антибиотик медленнее, чем без этой мутации. Зато эта мутация заметно повышает стабильность («время жизни») этого фермента в цитоплазме самой бактерии. Другая мутация приводит к тому, что соответствующий фермент начинает разрушать антибиотик быстрее. Но зато из-за этой мутации фермент становится менее стабильным (сам быстрее разрушается). А вот двойной мутант по только что озвученным мутациям – уже имеет резко повышенную устойчивость к антибиотику. Потому что соответствующий фермент (с этими двумя мутациями), с одной стороны, быстрее разрушает антибиотик, а с другой стороны, сам «живет» внутри бактериальной клетки дольше. Получается, что например, первая мутация вообще не сможет закрепиться в колонии бактерий до тех пор, пока бактерия не получит вторую мутацию.

То есть, каждая из пяти мутаций определенным образом изменяет конформацию соответствующего белка (фермента, расщепляющего антибиотик). И теоретически, каждое такое изменение может либо «разрешить», либо, наоборот, «запретить» закрепление следующей мутации (вследствие отрицательного отбора).

Поэтому авторы исследования экспериментально проверили все возможные варианты, в каком порядке могли бы появляться 5 нужных одиночных мутаций. Число этих вариантов 120 (факториал из 5). И действительно, обнаружили несколько путей (из возможных 120), с помощью которых каждая из 5 конкретных мутаций, возникая, повышала в той или иной степени устойчивость к антибиотику, пока, наконец, все 5 нужных мутаций не давали бактерии практически полную защиту от антибиотика (повышали устойчивость бактерии к цефотаксиму в 100 тысяч раз).


Таким образом, авторы работы (Weinreich et al., 2006) показали на практике, что метод «полного перебора» даже при величине «шага» всего в одну мутацию – может приводить к весьма впечатляющим результатам, надежно защищая бактерий от непредсказуемых условий среды.

Правда, остался невыясненным вопрос, а что будет, если для достижения результата (возникновения полезного признака или свойства) нужно не 5 одновременных мутаций, а например, 20? Найдется ли в этом случае непрерывная «дорожка» из отдельных «шажков», каждый из которых будет повышать приспособленность? Или уже не найдется?

Впрочем, этот вопрос уже из области знаменитой «проблемы неуменьшаемой сложности» (Behe, 1996). То есть, из серии – а можно ли собрать паровоз путем постепенного присоединения к нему отдельных деталей таким образом, чтобы каждая деталь хотя бы немного повышала функциональность этого паровоза? Задаваться такими теоретическими вопросами мы здесь не будем. А лучше посмотрим, какие результаты и возможности демонстрируют нам сами бактерии, вооруженные методом «прямого перебора».

К сожалению, в целом эти результаты всё-таки не впечатляют. «Дорожка» из 5 мутаций, повышающих в итоге приспособленность в 100000 раз – это конечно круто. Но в большинстве реальных случаев, когда бактериям срочно необходимо к чему-нибудь приспособиться, дело обычно оканчивается всего


Еще от автора Илья Рухленко
Что ответить дарвинисту? Часть I

C современных научных позиций тотально критикуется эволюционное учение, основанное на дарвиновских механизмах.Книга выполнена, в основном, в стиле практических советов людям, которые скептически относятся к современной теории эволюции, но при этом вынуждены вступать в словесные баталии с глубоко верующими дарвинистами. Подробно объясняется, что нужно отвечать верующим дарвинистам, если те озвучивают: 1) палеонтологические, 2) молекулярно-генетические, 3) сравнительно-анатомические, 4) эмбриологические, 5) биогеографические «доказательства эволюции».Особенно подробно рассматриваются примеры наблюдаемой эволюции (потому что именно в таких случаях появляется возможность оценить, соответствуют ли механизмы, приводящие к изменениям, теоретическим положениям эволюционного учения)


Рекомендуем почитать
Сверхвозможности человека. Как стать экстрасенсом

В книге «Сверхвозможности человека» Михаил Радуга обращается к рассмотрению тех способностей, которые мы обычно приписываем «людям Х», — кожное зрение, сверхслух, сверхпамять, умение контролировать боль и тому подобные. По мнению автора, все эти явления имеют научное обоснование и большие возможности для практического применения.Михаил Радуга развеивает мистический флер, так часто окружающий тему сверхвозможностей. Автор утверждает: все мы одинаково одарены от рождения, и развитие неординарных способностей — лишь вопрос времени и достаточной работы над собой.


Азы волшебства. Принципы магического взаимодействия с миром

Магия объяснима и доказуема. И у вас не будет в этом сомнений, когда вы прочтете книгу «Азы волшебства» – захватывающее исследование Патрика Данна, известного американского ученого, профессора и опытного мага.Одно только слово, его буквенное, цифровое или символическое изображение может стать сильным заклинанием, которое поможет вам избавиться от нежеланных обстоятельств, улучшить отношения, привлечь изобилие, создать что-то важное и ценное в своей жизни.Как и почему это происходит, автор детально объясняет, анализируя традиционные старинные заклинания и мантры, магические знаки, символы и сигилы.


Предсказания как бизнес. Вся правда о настоящих предсказателях и лже-гадалках

Какими трюками пользуются современные «медиумы», чтобы заманить клиента в свои сети? Почему бизнес предсказателей все набирает обороты? Как отличить шарлатана от настоящего предсказателя? Кто лучше ответит на эти вопросы, как не опытная гадалка? Лиза Барретта знает всю «кухню» карт Таро, магических кристаллов и гадании на чайных листьях изнутри. Она профессиональная предсказательница с тридцатилетним стажем и международной клиентской базой.В этой книге раскрывается секрет бизнеса предсказателей. Автор рассказывает, как не попасться на удочку мошенников и как выбрать настоящего предсказателя, который подходит именно вам – астролога, медиума, гадалку на картах Таро.


Вне тела. Теория и практика астральных путешествий

Перед вами наиболее полный на сегодняшний день справочник по внетелесным переживаниям. Рассказывая об этом феномене, Михаил Радуга уделяет особое внимание двум его аспектам: практическому применению данного явления и возможностям самостоятельного последовательного освоения техник выхода из тела. По мнению автора, стремление к самосовершенствованию лежит в основе человеческой природы, а опыт внетелесных переживаний предоставляет для реализации этого стремления практически неограниченные возможности: от раскрытия и развития способностей к предвидению будущего до более эффективного способа изучения иностранного языка и даже улучшения своей физической формы.


Дыхательные практики для оздоровления, релаксации, высвобождения подавленных эмоций и многого другого

Каждый человек хочет быть свободным и счастливым, жить полной жизнью, дышать полной грудью. Но осуществить эти естественные желания зачастую мешают осознанные или неосознанные страхи, отрицательные установки, недовольство собой и, увы, многое другое. Однако какой бы удручающей ни казалась ситуация, вы сможете кардинально ее изменить, освоив оздоровительные техники, описанные в этой книге.Коллектив авторов предлагает вашему вниманию уникальную методику, получившую широкую известность под названием «Свободное дыхание».