Биологи спорят о добавлении спорного нового аспекта в понимание эволюции.
В начале ноября группа выдающихся биологов, врачей, антропологов и ученых-компьютерщиков встретилась в Лондоне, чтобы рассмотреть вопрос о внесении серьезных изменений в концепцию эволюционной биологии, введенную Чарльзом Дарвином в книге «Происхождение видов в 1859. Дело не в том, что они заинтересованы в том, чтобы отказаться от идеи естественного отбора. Просто они думают, что недавние исследования показывают, что эволюция не может быть объяснена сама по себе. На самом деле, это не первый раз, когда такая ревизия происходит. И неясно, будет ли это на этот раз: соведущий конференции Кевин Лаланд сказал журналу Quanta в середине конференции: «Я думаю, что все идет неплохо», - сказал Лаланд.«До драки еще не дошло».
Современное понимание эволюции, известное как «современный эволюционный синтез», само по себе является комбинацией естественного отбора и работы Грегора Менделя по генетике 1865 года, опубликованной через шесть лет после «Происхождения видов».
Горох Менделя
Современный синтез появился в 1930-х и 1940-х годах, и сегодня его преподают в школах. В нем говорится, что эволюция является продуктом небольших генетических вариаций (вклад Менделя), которые выживают или нет (процесс естественного отбора Дарвина).
Некоторые ученые на встрече Королевского общества «Новые тенденции в эволюционной биологии» говорят, что это не совсем так, и что необходимо учитывать третий элемент: поведение и окружающая среда могут также вызывают эволюционные изменения. Карл Циммер из Quanta, присутствовавший на конференции, говорит: «Исследователи не утверждают, что современный синтез неверен - они просто не отражают все богатство эволюции.”
С этой целью некоторые участники конференции предложили новое понимание, которое они назвали «расширенным эволюционным синтезом». К работам Дарвина и Менделя это добавляет понимание эпигенетики.
Слово «эпигенетика» означает «в дополнение к изменениям в генетической последовательности». По словам научного журналиста Табиты М. Пауледж, «в широком смысле эпигенетика - это то, как воспитание формирует природу». В этой области рассматриваются наследуемые генетические изменения, которые не связаны с изменением последовательности ДНК, а скорее с активацией или деактивацией генов через эпигеном, слой химических меток, покрывающий и формирующий структуру генома для включения или выключения отдельных генов. отключается в зависимости от назначения клетки, с помощью различных химических процессов. В Университете Юты есть отличное видео, объясняющее, что такое эпигеном.
Эпигенетические механизмы (NIH)
Согласно данным Университета штата Юта, «эпигеном динамически реагирует на окружающую среду. Стресс, диета, поведение, токсины и другие факторы регулируют экспрессию генов».
Ученые считали, что когда потомство рождается, оно начинается с чистого эпигеномного листа. Оказывается, это не всегда так, по крайней мере, у растений и грибов, а может быть, и у беспозвоночных. Некоторые эпигенетические метки сохраняются, и, таким образом, «эпигенетическая наследственность» может играть роль в эволюции организма. Есть некоторые свидетельства того, что это происходит и у позвоночных, но окончательные выводы еще не решены, а наличие эпигенетического наследования установить сложно. Признак может оказаться результатом неясных или малозаметных изменений ДНК, или общая среда может стать причиной сохранения признака в последующем поколении, а не эпигенетического наследования.
Тем не менее, эпигенетики надеются, что это поле может помочь объяснить эволюционные изменения, которые, похоже, не объясняются современным эволюционным синтезом.
Например, в Королевском обществе выступала Мелинда Зедер, которая говорила о том, что современный синтез не может объяснить причину обращения человечества к сельскому хозяйству 10 000 лет назад и его последующее влияние на эволюцию. Выращивание сельскохозяйственных культур могло занять годы, поэтому в этом не могло быть краткосрочной эволюционной выгоды. Как сказал Зедер Quanta: «Вы не получаете немедленного удовольствия от того, что берете немного еды и кладете ее в рот». Также предполагалось, что изменение климата вызвало расцвет сельского хозяйства, но доказательств такого изменения нет.
Зедер предлагает нам по-иному взглянуть на людей того времени как на творческих личностей, которые намеренно решили изменить окружающую среду, занимаясь сельским хозяйством, подтолкнув человеческую эволюцию в этом новом направлении. Этот процесс называется «строительством ниши», и это больше, чем просто человеческое поведение; подумайте о бобрах и их плотинах.
Не все согласны с тем, что эпигенетика требует пересмотра понимания эволюции, и на конференции Королевского общества было много скептиков. Не все соглашались с выводами некоторых экспериментов, которые якобы демонстрировали эпигенетику в действии, а другие отмечали, что эпигенетика недооценивает гибкость или «пластичность», обеспечиваемую многочисленными генетическими вариациями. Биолог Дуглас Футуйма предположил, что привлекательность эпигенетики заключается в том, что она превращает организм из пассивного получателя генетических изменений в активного участника эволюции. «Я думаю, что то, что мы находим эмоционально или эстетически более привлекательным, не является основой для науки», - сказал он.
Как отметил Лаланд в интервью Quanta: «Вероятно, это первая из многих, многих встреч».