Стратегия r-r isolation и цветное зрение

ttps://www.facebook.com/CRjournal/videos/423189764716812/

“Прокоментуй, будь ласка, з огляду на Еволюцію…”

Вітя Сизонтов

“Охоче коментую…”

Ваня Гладкий

стратегия r-r isolation и цветное зрение

Эволюция заставляет множество видов идти на многие муки и лишения только для того чтобы каждая популяция смогла произвести репродукцию в изоляции от соседней, обычно родственной по происхождению. Этот медицинский факт является проявлением глобальной эволюционной стратегии, которую даже в наши дни никто не хочет замечать, ибо Дарвин не заметил ...

Что же есть общего у рыб с птицами, если ее действие на них одинаково? Оказывается что-то есть - их объединяет отсутствие географической изоляции между популяциями. В принципе рыбам доступна любая точка мирового океана, где достаточно тепла и пищи, за исключением его глубин. У птиц нет естественных преград на суше и для многих видов пролететь над океаном не проблема. Получается что при проведении репродукции Эволюция искусственно создает географическую изоляцию между популяциями для видов у которых отсутствует естественная и способных ее осуществить. Вот такая стратегия для тех кто рожден далеко летать и плавать! Согласитесь, решение Эволюции гениально - на время репродукции развести близкородственные популяции, лишенные счастья географической изоляции, по соседним рекам, озерам, болотам или островам.

Такую стратегию будем называть рекомбинантно-репродуктивной изоляцией (recombinant-reproduction isolation или сокращенно r-r isolation). Ее целью является увеличение ранообразия (Закон необходимого разнообразия У. Эшби), что позволяет повысить устойчивость биологической системы или прохождение Сигнала, который мы называем Жизнью..

А как же для популяций “рожденных ползать” или плавать не дальше как вокруг кораллового рифа и лишенных даже естественной географической изоляции? Стратегия для них остается прежней - изолировать на время репродукции, но в более сложный способ. Эволюция выставляет множество гормональных табу, заставляющих избирательно осуществлять выбор полового партнера. Другими словами индивиды популяций могут, но не трахаются с кем попало, как современные Homosapiens-ы и бонабэ, а только между собой внутри популяции. Этот момент присутствует у всех зверей, неперелетных птиц, немигрирующих рыб и неподвижных растений. У одноклеточных прокариот нет полового процесса, зато в них есть рекомбинация т.е. горизонтальный обмен информацией для приобретения неповторимости после репликации. Так вот, внутри популяции прокариоты рекомбинируют кусочками ДНК, оформленными в капсулы - фагами, специфичными для каждой популяции. И в такой способ реализуют стратегию изоляции, только рекомбинантной. Из этого следует что бактериофаги, а затем и вирусы возникли как средство осуществления стратегии r-r isolation у прокариот.

Общим для всех способов ее реализации является правило - чем ближе по родству популяции, тем жестче проводимая Эволюцией изоляция. Ниже будет рассмотрено несколько способов изоляции не только между, но и внутри популяций. Оставим в покое глухую межвидовую изоляцию, основанную на хромосомных транслокациях. Ее признают все. Хотя в действительности она является всего лишь апофеозом рассматриваемой стратегии, после достижения которого Еволюция “умывает руки” и может расслабиться. Общеизвестно что межвидовые гибриды нежизнеспособны (кроме ишака) и не дают потомства... Внутри видов она должна денно и нощно трудиться, выстраивая репродуктивные барьеры на разных уровнях, вплоть до семьи. Мы из ЗАГСа идем в церковь для чего? - чтобы еще больше укрепить семейные узы, чтобы жена рожала только от мужа, а он - не оставлял детей на стороне. Т.е. ЗАГСа мало, нужен еще один барьер! А все из за того, что изоляционные барьеры, которые городит Эволюция (кроме межвидового), можно легко обойти или разрушить. Так бы и было на самом деле, не будь неотвратимого наказания, например в виде СПИДа, сифилиса у людей, с последующим падением репродукции популяции и перспективой ее исчезновения.

Обратимся к аквариумным рыбкам цихлид из африканских озер Малави и Виктория. Почему они такие разноцветные? Ответ очевиден - потому что из одного большого озера, в котором живут уже миллионы лет. Не могут они по другому разнообразится, чтобы получить характерный “штрих-код” - плавают в одной воде и нет географической изоляции, за которой можно уединится для репродукции. Не способны как птицы лететь на Север - каждая стая на свое болото, или как кетовые рыбы - каждый косячок в свою речушку, как крабы или черепахи - каждая популяция на свой остров… Для того чтобы иметь возможность репродуктивно обособится им остается одно - расширять цветовую гамму луски. И параллельно совершенствовать спектральное зрение, потому что половой партнер должен регистрировать тончайшие оттенки раскраски.

Рис. 1. В озере Виктория около 500 видов цихлид произошли от общего предка не более, чем за 120 тысяч лет (слева). Сотни видов цихлид возникли в озере Малави всего за 1–2 млн лет (справа).

У цихлид имеется один ген «черно-белого» опсина палочек (Rh1) и целых шесть классов «цветных» опсинов колбочек: SWS1 (ультрафиолетовый), SWS2B (фиолетовый), SWS2A (синий), Rh2B (голубой, или сине-зеленый), Rh2A (зеленый), LWS (красный). Наше, унаследованное от обезьян трихроматическое зрение, вероятно, позволяет нам видеть лишь бледную тень того богатства красок, которое доступно цихлидам с их гексахроматическим зрением. http://elementy.ru/news/431229. Цветовая гамма окраски цихлид напоминает штрих-код к товару в супермаркете (также как и полосы на зебре). Сканером, настроенным на этот штрих-код и ни на что другое, у рыбок цихлид служит цветное зрение, ориентированное на восприятие световых волн разной длины. Если одно с другим совпадает, рыбки цихлид вступают в репродуктивные отношения. Отсюда вывод - эволюция цветного зрения в цихлид непосредственно связана с реализацией стратегии r-r isolation. Ничто не мешает экстраполировать этот вывод на животный и растительный мир с небольшими уточнениями.

Самец рыбки-архитектора в открытом море имеет такую камуфляжную окраску, что практически невидим на морском дне... и для самок тоже. Очевидно ни он, ни его самка не обладают цветным зрением - оно им без надобности. Неразрешимую на первый взгляд проблему реализации стратегии r-r isolation рыбка-архитектор решает удивительно просто - бороздами по песку наносит характерный для данной популяции рисунок. Самка архитектора, сканируя в мозгу геометрию рисунка подобно штрих-коду на товаре в супермаркете, определяет “свой” самец или “чужой” т.е. спариваться с ним или нет.

https://www.facebook.com/CRjournal/videos/423189764716812/

До изнеможения т.е. до ее появления самец будет поддерживать рисунок на песке от разрушения его течением. Возможно это для того, чтобы самка выбрала самого выносливого. В этом видится действие барьерного отбора. Он часто сопровождает рассматриваемую стратегию. Например, косяки лосося, идущего на нерест в географическую изоляцию вверх против течения каждый в свою речку, преодолевают барьеры в прямом смысле этого слова. Или птицы, падающие в море от изнеможения при перелете...Барьерный отбор является компонентой естественного Отбора Дарвина. При внимательном рассмотрении из него можно вычленить еще компоненты летального, турнирного и полового отбора. Но это отдельная тема.

В отличии от рыбок цихлид млекопитающие лишились цветного зрения в самом начале своей эволюции, потеряв два из четырех генов светочувствительных белков-опсинов. Впоследствии цветное зрение вновь появилось у обезьян благодаря дупликации одного из двух оставшихся опсинов. Как выяснилось, параллельно с утратой генов цветного зрения у древних млекопитающих в результате многочисленных дупликаций резко возросло количество генов обонятельных рецепторов. По-видимому, оба процесса - ослабление цветного зрения и развитие обоняния были связаны с тем, что экспансия динозавров в конце триасового, начале юрского периода вынудила древних млекопитающих перейти к ночному образу жизни. Судя по всему соседство с динозаврами в одной пищевой цепочке заставляло млекопитающих нести тяжелые репродуктивные потери. Камуфляжная окраска могла их уменьшить, сделав их малозаметными подобно рыбке-архитектору, а поэтому любая другая окраска с целью продвижения стратегии r-r isolation не имела эволюционной перспективы. К тому же для того чтобы рассмотреть черного динозавра не обязательно иметь цветное зрение.

Предположительно, совсем в другой ситуации находились динозавры. Черные из-за холоднокровности они были понемногу разукрашены. Удалось установить, что по крайней мере один из видов имел на голове пучок волос красного цвета. Это свидетельствует о цветном зрении, которым обладали некоторые виды динозавров, а также о том что оно наверняка применялось для продвижения стратегии r-r isolation.

Штрих-код для рекомбинантно-репродуктивной изоляции динозавров мог быть получен и в иной способ. Никакая эргономика не может объяснить зачем на спине у некоторых видов динозавров бесполезные украшения в виде шипов. Мы же знаем, что Эволюция никогда не растрачивает свои ресурсы попусту (принцип Ферма).

Рис. 2 Динозавр с шипами в роли “штрих-кода”

Но для тех кто принимает стратегию r-r isolation проблема не стоит выеденного яйца - для того чтобы выделить популяцию среди других, Эволюция вместо окраски “соорудила” шипы характерной формы, оставив на месте визуальную систему регистрации. При выборе полового партнера мозг-сканнер обрабатывал​ картинку на соответствие по внешнему виду и динозавры с характерной конфигурацией вполне могли обойтись без цветного зрения.

Первые млекопитающие под давлением динозавров вынуждены были отказаться от зрительной регистрации “свой-чужой” и перейти к другой - к обонянию. Рыбка-архитектор в подобной ситуации стала чертить геометрические узоры по песку. Но для того чтобы выстроить барьеры стратегии r-r isolation, основанные на дистанционном органе чувств обонянии, нужны запахи. Сородичи по популяции должны одинаково пахнуть - не постоянно, а только при наступлении репродуктивных отношений. Запах для млекопитающих стал таким же штрих-кодом для идентификации “свой-чужой” как цветовая гамма луски для рыбок “цихлид” или геометрия рисунка рыбки-архитектора. По гормональной команде организм выделяет секреции с характерным запахом, который непреодолимо заставляет спариваться особи мужского и женского рода с целью продления рода (передачи Сигнал-Жизнь). Переход млекопитающих к обонянию при реализации стратегии r-r isolation создало условия для преимущественного развития полушарий переднего мозга, где размещались его центры. Так был сделан очень важный шаг в деле возникновения человеческого мозга.