Məlumat

İnsanlar tərəfindən müşahidə edilən ən qısa təkamül prosesi (əgər varsa) nədir?

İnsanlar tərəfindən müşahidə edilən ən qısa təkamül prosesi (əgər varsa) nədir?



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.

Beləliklə, təkamül prosesləri haqqında düşünəndə bunun baş verməsinin milyonlarla il lazım olduğunu düşünürəm. İnsanların meymunlardan və ya quşların dinozavrlardan necə təkamül etdiyi kimi (bunun çox sadələşdirilmiş olduğunu bilirəm). Yaxud insanların ehtiyac duymadığımız və ya istifadə etmədiyimiz hissələrə sahib olması (məsələn, əlavə), lakin o vaxta dair heç bir qeydimiz yoxdur. Bəs görəsən, bəşəri zaman miqyasında baş verən hər hansı təkamül prosesi olubmu və ya bir şeyin milyonlarla deyil, məsələn, minlərlə il ərzində inkişaf etdiyinə dair sübutlarımız varmı? Düşünürəm ki, bunu öyrənmək maraqlı olardı.


Təkamülün tərifi

Bütün problem “təkamül” termininin tərifində qaynaqlanır. Tipik olaraq, təkamül a kimi müəyyən edilir zamanla allel tezliyində dəyişiklik. Lazım gələrsə, vikipediya > allele baxın.

Təriflə cavab "təkamül = zamanla allel tezliyində dəyişiklik"

Bu tərifdən istifadə edərək, hər hansı bir ölüm və ya doğuş hadisəsi təkamül hadisəsidir. Beləliklə, insan növündə saniyədə təxminən 6 təkamül hadisəsi baş verir! Təbii ki, bu rəqəm növlər/soylar arasında çox dəyişəcək.

Başqa bir tərifi nəzərdən keçirmək istəyirsiniz?

Əgər başqa tərifdən istifadə etmək istəyirsinizsə, bu tərifə uyğun gələn hadisələrin nə dərəcədə ümumi olduğunu araşdırmaqdan məmnunam. Zəhmət olmasa, subyektiv qiymətləndirmə ehtimalını istisna etmək üçün termini dəqiq müəyyənləşdirdiyinizə əmin olun. Əgər təriflər üçün ilham lazımdırsa, bu yazıya nəzər salmaq istəyə bilərsiniz.

Sidenote: Təkamül təcrübələri

Təkamül təcrübələri ilə maraqlana bilərsiniz. Təkamül eksperimenti fərdləri laboratoriyaya yerləşdirməkdən ibarətdir, müəyyən şərtlər altında çoxalsınlar və təkamül etsinlər. Təbii ki, fillərlə belə təcrübə aparmaq mənasız olardı, çünki nəsil müddəti çox uzundur. Bu cür təcrübələr üçün istifadə etdiyimiz ümumi növlərə daxildir E.coli, S. cervisae (maya) və D. melanoqaster (meyvə milçəyi). Bu təcrübələrdən bəziləri bir neçə gün kimi qısa ola bilər, digərləri isə onilliklərdir davam edir.

Bir az əlaqəli yazılar

Təkamül biologiyası ilə bağlı çox təqdimedici məlumat mənbəyi üçün @BryanKrause-nin tövsiyə etdiyi vebsayta nəzər sala bilərsiniz: evo101


“Təkamül hadisəsi”ni necə müəyyənləşdirirsiniz? Düşünürəm ki, bir neçə gün və ya həftə ərzində antibiotikə həssas valideyn suşlarından antibiotikə davamlı bakteriyalar yaratmaq üçün laboratoriya təcrübəsi edə bilərsiniz.

İnsanlar bir neçə əsr ərzində dodonu yoxa çıxarır.

Viktoriya gölündə: https://www.nytimes.com/1996/08/27/science/lake-victoria-s-lightning-fast-origin-of-species.html

İndi beynəlxalq tədqiqatçılar qrupu, gölün dibindəki çöküntüləri araşdırmaq üçün uzaqdan zondlamadan istifadə edərək, indiki Viktoriya gölünün cəmi 12.000 il əvvəl quru, otlu düzənlik olduğuna dair sübutlar tapdılar. Təkamülçü bioloqlar üçün təsirləri çox böyükdür. Kəşf o deməkdir ki, göldə sənədləşdirilmiş 300 unikal balıq növü, indiki gölün geoloji bir an əvvəl formalaşmağa başladığı vaxtdan bəri ağlasığmaz qısa müddət ərzində təkamül etməlidir.

Başqa bir misal: https://payseur.genetics.wisc.edu/IslandEvolution.htm

Cənubi Atlantikada, Cənubi Afrikadan təxminən 3000 km cənub-qərbdə yerləşən Qof adası, dünyanın ən böyük vəhşi ev siçanlarına ev sahibliyi edir. Bu heyvanlar Böyük Britaniyadakı vəhşi siçanların kütləsindən təxminən iki dəfə çoxdur. Bədən ölçüsünün təkamülü sürətli olmuşdur: siçanlar adaya bu yaxınlarda (19-cu əsrdə) gətirilmişdir və cəmi 40 il ərzində böyük ölçüdə artım müşahidə edilmişdir. Gough Island siçanlarının ölçülərinin kəskin dəyişməsi aşağı temperatur, uzunömürlülük, yırtıcılığın azalması və ətyeyən yemək vərdişləri ilə əlaqələndirilir. Çox qeyri-adi bir davranışda, bu siçanlar birgə şəkildə nəsli kəsilməkdə olan albatrosların diri və ölü cücələri ilə qidalanırlar.


Xərçəng təkamül və ekoloji proses kimi

Yenitörəmələr mikromühitdə bir-biri ilə və digər hüceyrələrlə rəqabət aparan və əməkdaşlıq edən təkamüldə olan klonların ekosistemindən ibarətdir və bunun həm neoplastik irəliləmə, həm də terapiya üçün mühüm təsiri var.

Genlərin, hüceyrələrin və orqanizmlərin müxtəlif səviyyələrində seçim ziddiyyət təşkil edə bilər və genomlarımızda şişin yatırılması mexanizmlərinin mirası və onkogenezə qarşı həssaslıqla nəticələndi.

Təkamül dinamikasının əksəriyyəti neoplazmalarda, o cümlədən mutasiya dərəcələri, mutasiyaların fitnes effektləri, nəsil vaxtları, populyasiya strukturu, seçici taramaların tezliyi və bizim müalicələrimizin seçici təsirləri ilə ölçülməyib.

Neoplazmalarda müşahidə olunan bir çox genetik və epigenetik dəyişikliklər təkamül baxımından neytraldır.

Xərçəng müalicələri müqavimət mutasiyaları olan xərçəng kök hüceyrələrini seçir, baxmayaraq ki, bu problemin öhdəsindən gəlmək üçün müxtəlif təkamül yanaşmaları, o cümlədən xoşxassəli və ya kimyəvi həssas hüceyrələrin seçilməsi, neoplazmanın daşıma qabiliyyətinin dəyişdirilməsi və neoplastik və normal hüceyrələrin bir-birinə rəqabətli təsirləri təklif edilmişdir. .

Dağılma nəzəriyyəsi göstərir ki, yüksək hüceyrə ölümü və kosmosda resursların və populyasiya sıxlığının dəyişməsi metastaz üçün seçim edə bilər.

Neoplazmada və onun ətrafında birgə inkişaf edən klonlar arasında rəqabət, yırtıcılıq, parazitlik və qarşılıqlılıq sübutları var.

Xərçəngin qarşısını almaq və ya müalicə etmək üçün klonal təkamülə müdaxilə etməli və neoplastik hüceyrələrin fitnes mənzərələrini dəyişdirməliyik. Bu işdə təkamül biologiyası mərkəzi olmalıdır.


Təkamülün gerçək olduğunu sübut edən 8 elmi kəşf

İnsan mənşəyini izah edərkən, bütün amerikalıların heyrətləndirici 42% -i təbii seçmə nəzəriyyəsini dəstəkləmək üçün çoxlu dəlil olmasına baxmayaraq hələ də kreasionist şərhə istinad edir. Darvinin haqlı olduğunu sübut edən ən güclü elmi kəşflərdən bəziləri bunlardır.

DNT-nin kəşfi

Daha diqqətəlayiq şeylərdən biri Növlərin mənşəyi haqqında Çarlz Darvinin variasiyanın baş vermə mexanizmini dəqiq bilmədən öz nəzəriyyəsini ifadə etməsidir. Təkamülçü bioloqların nəhayət cavabı 1950-ci illərdə Watson və Crick-in DNT-ni kəşf etməsindən sonra olmayacaqdı.

Darvinin nəzəriyyəsi ilk dəfə ortaya çıxdıqdan sonra (Qreqor Mendelə hörmətlə yanaşmaq və irsiyyətin əsas qanunlarını kəşf etməsi ilə) genetikanın yaranması təkamül biologiyasının öyrənilməsi üçün baş verən yeganə ən vacib hadisədir. DNT bütün canlılar üçün universal olduğu üçün onun mövcudluğu yer üzündəki bütün canlıların ortaq əcdaddan təkamül etdiyini qəti şəkildə göstərir.

O, həmçinin təbii seçmə prosesləri ilə birlikdə genetik mutasiyaların (əsasən surət xətalarının) yayılmasının təkamülün baş verməsinə necə imkan verdiyini izah edir. Nəhayət, DNT təkamülü idarə edən mühərrikdir. Bu, rəhbər əl tələb etməyən zərif, bəzən qəddar bir prosesdir. Təbii seçim tamamilə muxtar bir prosesdir və buna görə də ona “Allah qatili” ləqəbini qazandırır.

Keçid Fosillərinin Tapılması

Növlər gəlir və gedir, amma həyat davam edir. Bu, 3,8 milyard il əvvələ aid olan geniş fosil qeydlərinin əsas dərsidir. Üstəlik, bu, təkamülçü bioloqlar tərəfindən növlər tərəfindən zamanla dəyişdikcə bir-biri ilə əlaqəli müxtəlif irəliləyişləri öyrənmək üçün istifadə olunan davamlılıq zənciridir. Sözdə "ara keçid fosilləri" - son kəşf kimi Pappochelys, tısbağaya bənzər bir sıra xüsusiyyətlərə malik 240 milyon yaşlı sürünən - hər ikisinin bəzi xüsusiyyətlərini göstərməklə iki fərqli növ arasında "itkin əlaqələrə" dəlil təmin edin, baxmayaraq ki, bu, mütləq birbaşa nəslin sübutu deyil. . Bioloqlar bu cür yeni növlərin hər kəşfindən təkamül boşluqlarını doldurmaq üçün istifadə edirlər.

Tısbağaya bənzər xüsusiyyətlərə malik 240 milyon yaşlı sürünən Pappochelysin son kəşfi elm adamlarına mühüm təkamül boşluğunu doldurmağa kömək edir, eyni zamanda kreasionistlərin böyük çaşqınlığına səbəb olur. (Kredit: Rainer Schoch/Nature)

Bu qədər çox fosilin olması canlıların ilk ortaya çıxdığı vaxtdan bəri daim dəyişən müxtəlifliyini göstərir. Təkhüceyrəli prokaryotik hüceyrələr kimi həyatın ilk başlanğıclarından Kembri partlayışına və dinozavrların və məməlilərin yaranmasına qədər bu, davamlı uyğunlaşma hekayəsidir. Yaradılışçılar müəyyən təkamül mərhələlərinin keçilməz olduğuna inanmağı xoşlayırlar, lakin getdikcə daha çox keçid fosilləri aşkar olunduqca hər bir təkamül irəliləyişinin izah edilə biləcəyi aydın olur.

Məsələn, bəzi yaradılışçılar təkamülçülərin sürünənlər və quşlar arasında itkin halqaları müəyyən edə bilməyəcəklərini iddia edirlər. Bir yazı Elmi amerikalı tutarlı bir təkzib təklif edir:

Əslində, paleontoloqlar müxtəlif taksonomik qruplar arasında ara formada olan fosillərin bir çox detallı nümunəsini bilirlər. Bütün zamanların ən məşhur fosillərindən biri də quşlara xas olan tükləri və skelet quruluşlarını dinozavrların xüsusiyyətləri ilə birləşdirən Arxeopteriksdir. Sürüyə bərabər olan digər tüklü fosil növləri də tapılmışdır, bəziləri daha çox quş, bəziləri isə daha azdır. Bir sıra fosillər kiçik Eohippusdan müasir atların təkamülünü əhatə edir. Balinaların quruda gəzən dörd ayaqlı əcdadları var idi və Ambulocetus və Rodhocetus kimi tanınan canlılar bu keçidi etməyə kömək etdi. Fosil dəniz qabıqları milyonlarla il ərzində müxtəlif mollyuskaların təkamülünü izləyir. Ola bilsin ki, 20 və ya daha çox hominid (hamısı bizim əcdadlarımız deyil) avstralopitekli Lüsi ilə müasir insanlar arasındakı boşluğu doldurur.


Təkamül üçün dəlil kimi homologiyanın qiymətləndirilməsi

Həyat formalarının müəyyən aspektləri müqayisə edildikdə müəyyən oxşarlığın olması göz qabağındadır. Sual belədir: &lsquoMövcud oxşarlıq bir quruluşun digərinə çevrildiyini və nəticədə kompleksin inkişaf etmişdir sadədən?&rsquo Ən ali heyvanlar arasında sümüklər, hiss orqanları, ağciyərlər və ya qəlpələr arasında morfoloji oxşarlıqların olması faktının ən sadə və ən bariz izahı budur ki, həyatın tələbləri oxşardır oxşar canlılar üçün və heyvanların inşasında bəzi dizaynlara üstünlük verilir, çünki bu dizaynlar rəqib dizaynlardan üstündür.

Bütün avtomobil, velosiped və təkər təkərləri yuvarlaqdır, çünki bu dizayn əksər təkərlərin funksiyası üçün üstündür. Təkər homologiyası ümumi mənşəyi sübut etmir, lakin yuvarlanma üçün yuvarlaq quruluşun üstünlüyünə görə tarix boyu mühəndislər tərəfindən ümumi dizayndır. Eyni şəkildə, onurğalıların böyrəklərinin əksəriyyəti struktur olaraq oxşardır, çünki bədəndə oxşar fizioloji rola malikdirlər və buna görə də həm quruluş, həm də funksiya baxımından oxşar olmalıdırlar.

Homologiya heyvanlar toplusunun mənşəcə bağlı olduğunu da sübut etmir, çünki hər iki heyvan növü üçün həm oxşarlıqlar, həm də fərqliliklər mövcuddur və əlamətlər çox vaxt təkamülçülər tərəfindən yalnız iki heyvanın qohumluğuna dəlil gətirdiyi üçün seçilir. İstifadə olunan yeganə meyar darvinistlər tərəfindən homologiya nümunələrini seçmək üçün aşağıdakılardan ibarət idi: &lsquoNümunə təkamül əlaqəsi olduğu güman ediləni dəstəkləyirmi?&rsquo Digər nümunələr nəzərə alınmır və ya izah edilir. Bu həqiqət o qədər yaxşı tanınır və ümumi nəsil izahı ilə ziddiyyət təşkil edən o qədər çox nümunə mövcuddur ki, təkamülçülər homologiyanın ən ehtimal olunan nümunələrini iki növə ayırmağa çalışmışlar: bənzətməhomologiya. Bölünmə ümumi əcdadlara görə oxşarlıq arasındakı fərqə əsaslanır və ya homologiya, və yalnız funksiyanın oxşarlığına görə olan oxşarlıq deyilir bənzətmə. Buna misal olaraq insanların, atların, balinaların və quşların ön ayaqlarını göstərmək olar.

&lsquothey onların hamısı eyni naxış üzərində qurulub və eyni nisbi mövqelərdə oxşar sümükləri ehtiva edir, çünki bunların hamısı eyni əcdad sümüklərindən əmələ gəlir. Quşların və həşəratların qanadları isə analojidir: onlar eyni məqsədə xidmət edir, lakin ümumi əcdadda mövcud olan strukturun dəyişdirilmiş variantlarını təşkil etmirlər. Quşların və yarasaların qanadları ümumi sürünən əcdadının ön ayaqlarından törəmələrinə görə skelet quruluşuna görə homolojidir, lakin quşlarda uçuş lələkləri, yarasalarda dəri membranları üçün modifikasiyası baxımından analojidirlər.&rsquo 16

Başqa sözlə, dizayn oxşarlığı təkamül fərziyyələrini dəstəkləyirsə, homologiya kimi qeyd edilir və təkamül üçün dəlil kimi qəbul edilir. Əksinə, əgər dizayn oxşarlığı təkamülü dəstəkləmirsə, buna deyilir bənzətmə, və belə bir nəticəyə gəlinir ki, oxşarlıq ortaq əcdaddan deyil, müəyyən bir dizaynın müəyyən bir bədən hissəsi üçün yüksək dərəcədə funksional olması səbəbindən mövcuddur. Bir çox analoji strukturların mövcud olduğu güman edilir konvergent təkamül, oxşar ekoloji tələblərə görə oxşar strukturların ayrı-ayrı təkamülü kimi müəyyən edilir. 17 Konvergent təkamül müxtəlif embrion strukturlarından və ya prekursorlardan əmələ gələn oxşar strukturları izah etmək üçün də istifadə olunur.

Bir çox homologiya nümunələri əslində analogiya ilə daha yaxşı izah olunur və mövcud olan oxşarlıq çox vaxt funksiyanın oxşarlığı və/yaxud dizayn məhdudiyyətləri ilə bağlıdır. İnsanların, balinaların və quşların ön ayaqları oxşardır, çünki onlar oxşar funksiyaları yerinə yetirir və oxşar dizayn məhdudiyyətlərinə malikdirlər. İki homolog sümüyün oxşar olduğu qənaətinə gəlincə, onlar eyni əcdad sümüklərindən əmələ gəlirlər” (Barr iddia etdiyi kimi) birbaşa dəlillərə əsaslanmır, əksinə a priori makrotəkamülün tələb etdiyi nəticələr. Cons belə nəticəyə gəldi

&lsquo … təkamülçü homologiya arqumentinin elmi məzmunu yoxdur. Bu xüsusi çatışmazlıq təkamülçülərin homologiyaya obyektiv əsas vermək və ayırd etmək cəhdlərinin kökündə dayanan çox ciddi nəticələrə malikdir. homologiya (enmə ilə bağlı oxşarlıqlar) -dən bənzətmə (oxşarlıqlar yox görə enməyə). Analoji dəyişkənliyi tanıya bilmələrinin yeganə yolu, xüsusən də konvergent təkamül səbəbiylə indi bizim bildiyimiz meyarlardır (məsələn, genetik və ya embrioloji). Təkamülçü homologiya anlayışının indi tamamilə subyektiv olduğu göstərilir.&rsquo 18

Stephen J. Gould, "təkamül biologiyasının mərkəzi vəzifəsinin "homoloqun analoji oxşarlıqdan ayrılması" olduğunu irəli sürdü və sonra vurğuladı ki, "rsquhomologiya ortaq əcdaddan, dövrdən törəmə ilə oxşarlıqdır". 19 Bu tərifin problemi ondan ibarətdir ki, biz birbaşa bilik olmadan əcdadları tanıya bilmərik. “Bu gün canlı növlərin fosil əcdadlarını müəyyən edə bilərikmi?” sualına cavab olaraq Miçiqan Universitetinin professoru Mark Siddall iddia edir ki, bunun qeyri-mümkün olduğunu və filogeniyaları birləşdirərkən stratiqrafik məlumatlardan istifadənin fərziyyələrə əsaslanması lazımdır. 20

&lsquo1970-ci illərin sonlarına qədər bu &ldquoAkademiyanın bütü&rdquo, Pearsonun &ldquoəcdad ovçuluğu&rdquo adlandırdığı, lakin Eldredcin düzgün şəkildə &ldquoəcdadlara ibadət&rdquo adlandırdığı şey hərtərəfli ifşa olundu.&rsquo 20.

Huxley hələ 1870-ci ildə başa düşürdü ki, keçmiş həyatla bağlı əlimizdə yeganə dəlil olan fosillərlə məşğul olarkən əmi və qardaşı oğlunu ata və oğuldan ayırmaq olmaz. 21 Siddall və başqalarının qeyd etdiyi kimi, əcdadları bacı taksonlardan ayıra bilməyən bir çox səbəblərdən biri də ondan ibarətdir ki, müsbət əcdadın sübutu, yalnız çıxarışlar. Sübutun olmaması buna yalnız bir ehtimal və ya bir ehtimal olaraq icazə verə bilər reklam hoc postulat. 22

Demək olar ki, bütün heyvan strukturlarında çoxlu oxşarlıqlar olsa da, struktur dəyişiklikləri normadır. Çox vaxt heyvanlar aləmində rast gəlinən variasiyalar yaşamaq üstünlüyü vermək məqsədi ilə deyil, yalnız müxtəliflik yaratmaq üçün mövcuddur.

İnsanlardakı bəzi nümunələr aşağıdakılardır:

Bağlı qulaqcıqlar: Sərbəst qulaqcıqlar üçün allel resessiv üçün dominantdır a bağlı qulaq məmələri üçün allel.

Dil yuvarlanması: The R allel dilini U şəklində yuvarlamağa imkan verir və dildə dominantdır r allel (bu insanlarda bu qabiliyyət yoxdur).

Avtostopçunun baş barmağı: Baş barmağının son birləşməsini 60 dərəcə və ya daha çox bucaqla geri əyə bilən insanlar resessiv allele malikdirlər. h və dominant allele malik olmayanlar, H.

Bükülmüş kiçik barmaq: Dominant alleli olan şəxs B əllərini stolun üstünə düz qoya bilirlər və rahat halda kiçik barmağın son oynağını dördüncü barmağa doğru bükə bilirlər. Resessiv alleli olanlar b bunu edə bilməz.

Bir-birinə qarışan barmaqlar: olan insanlar C allel barmaqlarını bir-birinə bağladıqda sol baş barmağını sağ baş barmağının üstündən keçə bilər. The C allel üzərində üstünlük təşkil edir c allel, bu da insanın normal olaraq sağ baş barmağını sol barmağının üstündən keçirməsi ilə nəticələnir.

PTC dequstasiyası: Buna sahib olanlar dominant alleldir T Bu xüsusiyyət feniltiokarbamid (PTC) ilə hopdurulmuş kağızı bir neçə saniyə çeynədikdə acı dadı aşkar edə bilir. Resessiv alleli olan insanlar bu kimyəvi maddənin dadını hiss edə bilməzlər.

Dul qadının zirvəsi: The W allel (dul qadın zirvəsi üçün, uclu saç xətti) düz saç xətti yaradan allele dominantdır. 23

“Mürəkkəblik” mülahizələrinə əsasən müqayisələr yolu ilə makrotəkamül üçün mübahisə etmək də problemlidir, çünki çoxlu istisnalar mövcuddur.

Müqayisəli anatomiya arqumenti izləməyə cəhd edildikdə tamamilə uğursuz olur hamısı canlı həyat formaları (və hətta fosillər) öz postulatlaşdırılmış universal ortaq əcdad(lar)ına qayıdırlar. Təkhüceyrəli heyvanlarda (və ya sonrakı inkişaf mərhələlərində) az sayda skelet, əzələ və beyin oxşarları mövcuddur.

Hər canlı formada sümüklərin, əzələlərin və sinirlərin dizaynını heyvanı ətraf mühitə uyğunlaşdırmaq üçün lazım olandan daha çox lazımsız şəkildə dəyişdirmək üçün heç bir bioloji və ya məntiqi tələb yoxdur. Təbiət aləmində müxtəliflik universal olsa da, heyvan dizaynında həyat prosesinə və ya heyvanın sağ qalmasına mane olan müxtəliflikdən ümumiyyətlə qaçınılır. Dizayn məhdudiyyətləri heyvanın anatomiyasında mümkün dəyişiklikləri ciddi şəkildə məhdudlaşdırır və idealdan artıq sapma heyvanın yaşamaq qabiliyyətinə mane ola bilər.

Heyvanlar aləminin üzvləri arasında mövcud olan çoxlu oxşarlıqlar onun nəticəsidir ki, a tək dizayner əsas yaşayış növlərini &lsquosistemləri&rsquo yaratdı, sonra özünəməxsus ekoloji nişdə sağ qalmasını təmin etmək üçün hər bir həyat növünü xüsusi olaraq dəyişdirdi. Orqanizmlərin dizayn edilməli olduğu əsas mühitlərə misal olaraq hava, yer və su daxildir. Xidmət edən strukturlar oxşar məqsədlər altında oxşar şərtlər və bunlardan qidalanırlar oxşar qidalar həm dizayn, həm də funksiya baxımından oxşarlığa malik olmalıdır. Bu, əvvəllər istinad edilən Berranın Corvette analogiyasının tənqidində təsvir edilmişdir:

&lsquo … Berra-nın əsas məqsədi canlı orqanizmlərin ağıllı dizayndan çox təbii təkamülün nəticəsi olduğunu göstərməkdir. Avtomobillər arasında konstruktiv oxşarlıqlar olsa da, hətta köhnə və yeni modellər (Berra &ldquodescent with modifikasiya&rdquo adlandırır) arasında olan oxşarlıqlar da əvvəlcədən mövcud olan nümunələrə, yəni dizayna görə tikinti ilə bağlıdır. Buna görə də qəribədir ki, Berranın bənzətməsi hətta təəccüblü oxşarlıqların dizayn əsaslı izahatları istisna etmək üçün kifayət etmədiyini göstərir. Naturalistik təkamülü nümayiş etdirmək üçün göstərmək lazımdır ki, orqanizmlərin yaranma mexanizmi (avtomobillərin qurulduğu mexanizmdən fərqli olaraq) dizaynı əhatə etmir.&rsquo 24


Üzük növləri və təkamül

Bəzi müzakirələrə səbəb olan xüsusi növlər var: üzük növləri. Bəzi əhəmiyyətli ölçülü coğrafi bölgədə düz bir xətt təsəvvür edin. Hər iki ucunda iki fərqli, lakin yaxından əlaqəli növlər var, deyək ki, A nöqtəsi və B nöqtəsi. Bu növlər adətən bir-birinə qarışmır, lakin onların arasında uzanan xətt boyunca orqanizmlərin davamlılığı var. Bu orqanizmlər elədir ki, siz A nöqtəsinə nə qədər yaxın olsanız, A nöqtəsindəki növlərə bir o qədər çox bənzəyirsiniz və B nöqtəsinə nə qədər yaxın olsanız, orqanizmlər B nöqtəsindəki növlərə bir o qədər çox bənzəyir.

İndi bu xətti elə əydiyinizi təsəvvür edin ki, iki son nöqtə eyni yerdə olsun və “halqa” əmələ gəlsin. Bu, üzük növünün əsas təsviridir. Siz eyni ərazidə yaşayan iki çoxalmayan və fərqli növünüz var və bir-birinin ardınca bir neçə canlı var ki, halqanın "ən uzaq" nöqtəsində, canlılar başlanğıc nöqtələrində əsasən iki fərqli növün hibridləridir. Bu əhəmiyyətlidir, çünki bu, növlərarası fərqlərin növlərarası fərq yaratmaq üçün kifayət qədər böyük ola biləcəyini göstərir. Beləliklə, növlər arasındakı fərqlər bir növ daxilində fərdlər və populyasiyalar arasındakı fərqlərlə eynidir (dərəcə baxımından olmasa da).

Yalnız təbiət görünür istənilən vaxt və yerdə diskret növlərə bölünmək. Zaman boyu biosferə bütövlükdə baxsanız, növlər arasındakı "maneələr" daha çox axıcı görünür. Üzük növləri bu həqiqətə nümunədir. Həyatın genetik mexanizmləri haqqında anlayışımızı nəzərə alaraq, bu axıcılığın növlər səviyyəsindən kənara çıxan növlər arasında daha yüksək sıralı taksonomik fərqlərə qədər uzandığını düşünmək ağlabatandır.


Müxtəlif nəzəriyyələr

Darvin tərəfindən irəli sürülən 5 mühüm nəzəriyyə var idi, o cümlədən Təbii Seleksiya. Bunlar aşağıda izah edilmişdir.

Təkamül

Bu, müxtəlif növlərin zamanla gəlib-gedən prosesinə aiddir və mövcud olduqları müddətdə dəyişirlər.

Ümumi nəsil

Bu nəzəriyyə orqanizmlərin bir və ya bir neçə ortaq əcdaddan törədiyini və bu ilkin nəsildən şaxələnməyə məruz qaldığını bildirir.

Növlər çoxalır

Diversifikasiya prosesi bir növün populyasiyalarının bir növ yox, ümumilikdə 2 ayrı növə çevrilənə qədər diversifikasiyadan keçməsini əhatə edir. Deyilənə görə, bu proses milyardlarla dəfə əvvəl baş verib.

Tədricilik

Baş verən təkamül dəyişiklikləri, populyasiyalar daxilində artan kiçik dəyişikliklər kimi baş verir. Birdən-birə yeni bir növün yaranması mümkün deyil.

Təbii seçmə

Təkamül dəyişikliyi fərdlər arasında variasiya yolu ilə baş verir. Bəzi variantlar fərdə əlavə sağ qalma ehtimalını təmin edir.

Bizim üçün yazmaq istərdinizmi? Yaxşı, biz sözü yaymaq istəyən yaxşı yazıçılar axtarırıq. Bizimlə əlaqə saxlayın, danışarıq.

Darvin bütün bu proseslərin ayrı-ayrılıqda baş vermədiyini, əslində bir böyük ideyanın bir parçası olduğunu və hamısının birlikdə baş verdiyini açıqladı.


Paleoantropologiya

Paleoantropologiya insan təkamülünün elmi tədqiqidir. Paleoantropologiya insan mədəniyyətini, cəmiyyəti və biologiyanı öyrənən antropologiyanın alt sahəsidir. Bu sahə insan və digər növlər arasında genlər, bədən forması, fiziologiyası və davranışları arasında oxşarlıq və fərqlərin anlaşılmasını əhatə edir. Paleoantropoloqlar insanın fiziki xüsusiyyətlərinin və davranışının köklərini axtarırlar. Onlar təkamülün bütün insanların potensiallarını, meyllərini və məhdudiyyətlərini necə formalaşdırdığını kəşf etməyə çalışırlar. Bir çox insanlar üçün paleoantropologiya maraqlı bir elmi sahədir, çünki o, milyonlarla il ərzində növümüzün universal və müəyyənedici xüsusiyyətlərinin mənşəyini araşdırır. Bununla belə, bəzi insanlar insanın təkamülü anlayışını narahat edir, çünki bu, insanların, digər canlıların və dünyanın necə meydana gəldiyinə dair dini və digər ənənəvi inanclara uyğun gəlmir. Buna baxmayaraq, bir çox insan öz inanclarını elmi dəlillərlə uzlaşdırmağa gəlmişdir.

Erkən insan qalıqları və arxeoloji qalıqlar bu qədim keçmişə dair ən mühüm ipuçlarını təqdim edir. Bu qalıqlara sümüklər, alətlər və əvvəlki insanların qoyub getdiyi hər hansı digər dəlillər (ayaq izləri, ocaq izləri və ya heyvan sümüklərindəki qəssab izləri kimi) daxildir. Adətən qalıqlar təbii şəkildə basdırılır və mühafizə olunurdu. Daha sonra onlar ya səthdə (yağış, çaylar və külək eroziyasına məruz qalan) və ya yerdə qazılaraq tapılır. Fosilləşmiş sümükləri tədqiq etməklə elm adamları əvvəlki insanların fiziki görünüşü və onun necə dəyişdiyini öyrənirlər. Sümük ölçüsü, forması və əzələlərin buraxdığı işarələr bizə bu sələflərin necə hərəkət etdiyini, alətləri tutduğunu və uzun müddət ərzində beyinlərinin ölçüsünün necə dəyişdiyini izah edir. Arxeoloji sübutlar insanların əvvəllər düzəltdikləri şeylərə və alimlərin onları tapdığı yerlərə aiddir. Arxeoloqlar bu cür dəlilləri tədqiq etməklə, erkən insanların necə alətlər hazırladığını və istifadə etdiyini və öz mühitlərində necə yaşadıqlarını anlaya bilərlər.


İnsanlar və Covid-19 arasında şiddətli təkamül müharibəsi

Bu məqaləni yenidən nəzərdən keçirmək üçün Profilimə daxil olun, sonra Saxlanmış hekayələrə baxın.

Fotoşəkil: Lisa Maree Williams/Getty Images

Bu məqaləni yenidən nəzərdən keçirmək üçün Profilimə daxil olun, sonra Saxlanmış hekayələrə baxın.

Yarış davam edir. Covid-19-a səbəb olan virusa qarşı peyvəndlər bütün dünyada çiyinlərə iynələnir, bir il davam edən elmi zəfərin hipodermik nizəsinin ucu. Ancaq bu zülal virusu, insanlara yoluxduran və onları xəstələndirən hər şey kimi, titrəyir və qaçır.

Virusologiya və epidemiologiya. Vaksinologiyaya qarşı təkamül. Mutasiyaya qarşı mutasiya, infeksiyaya qarşı ötürülmə, virusa qarşı peyvənd. Başlamaq! Sənin! Mühərriklər! Keçmiş (dəhşətli, faciəli, pis, çox pis) il yeni dərmanlar və peyvəndlər tapmaq üçün elm adamları ilə virus arasında birbaşa döyüş kimi görünə bilərdi. Lakin bu, sadəcə olaraq ayaq üstə döyüş deyildi, həm də bir səhv ov idi - onlarla fərqli vektor arasında incə bir təkan idi. Viruslar tam olaraq canlı deyillər, lakin onlar hələ də Yerdəki bütün canlılarla eyni qayda kitabına əməl edirlər: Uyğunlaşın və ya ölün. Bu daha gizli qüvvələri başa düşmək - virusların içimizdə necə inkişaf etdiyini, onların sahiblərini və bir insandan digərinə keçmə yollarını necə dəyişdirdiklərini - pandemiyanın növbəti mərhələsini təyin edəcək.

Elmi fantastika nomenklaturası ilə SARS-CoV-2 virusunun yeni variantlarından qorxmaq asandır. B.1.1.7 var ki, bu, yeni insanları yoluxdurmaq üçün çılğın görünür. Siz B.1.351 və P.1-ə sahibsiniz—bəlkə də anadan ev sahibinə ötürülməkdə daha yaxşı deyil, lakin immun reaksiyadan (təbii və ya peyvəndin yaratdığı növ) yayınmaqda daha yaxşıdır. İmmunitetdən qaçanların bir dəstəsi, uzaqdan əlaqəli olsalar belə, eyni tək mutasiyanı bölüşürlər. Bu, necə deyərlər, həyatdır. “Virusun təkamül yolu, təkamülün əsasları eynidir. Fərqli olan odur ki, çox, çox geniş miqyasda oynayır. Yoluxmuş bir çox insan var və hər bir insanın içində çoxlu virus var. Beləliklə, virusun mutasiya etmək və yeni şeylər sınamaq üçün çoxlu imkanları var”, - deyə Miçiqan Universitetində virusların təkamülünü araşdıran virusoloq Adam Laurinq deyir. “Hərdən və sonra onlardan biri havaya qalxır. Bu, nadir bir hadisədir, lakin virusun bunu həyata keçirmək üçün çoxlu imkanları olduqda, bu, artan tezliklə baş verəcək." Bu, təkamül biologiyası olduğu qədər epidemiologiya oyunudur, başqa sözlə.

Baxmayaraq ki, bu variantların bir növ pis niyyəti var - insanları xəstələndirmək, bütün insanları öldürmək! - baş verən bu deyil. Viruslar heç nə istəmir, onlar sadəcə feldir. Yoluxdurmaq, çoxaltmaq, yoluxdurmaq. Həddindən artıq səmərəli şəkildə öldürən bir virus çox uzun müddət virus ola bilməz, çünki ölü ev sahibləri yoluxmamış, lakin həssas əmziklər üzərində nəfəs alaraq gəzə bilməzlər. Beləliklə, bir fərziyyə deyir ki, bu uğurlu mutasiyalar, əsasən, virusun yoluxma formasındakı dəyişikliklərdir. Yəni, onlar virusun insana daxil olma, insan hüceyrəsinə daxil olma və ya həmin hüceyrədə çoxalma üsulunu təkmilləşdirirlər (çünki insan nə qədər çox virus əmələ gətirirsə, bir o qədər çox ifraz edir və daha çox virusa yoluxur. başqa bir şəxs).

Yəqin buna görə də bütün bu oxşar variantlar bir anda və tez yaranır. Viruslar böyük kod molekullarının, genetik materialın ətrafına bükülmüş kiçik zülal yığınlarıdır. SARS-CoV-2-də həmin material RNT-dir. Bəzi viruslar digərlərindən daha tez-tez mutasiya yaradır.

Viruslar çoxaldıqları üçün təkamül edirlər - əslində, bu, onların demək olar ki, bütün işidir - və səhvlər prosesdə bu genetik materiala daxil olur. Nəsillər boyu bəzən bu təsadüfi və ya “stokastik” səhvlər virusu öz işini daha yaxşı edir, bəzən də onu daha da pisləşdirir. Yəni, virusun həyat şəraiti və ya həyat tərzi onun genlərinin altında yatan kodda təsadüfi dəyişikliklərə qarşı çıxış edir. (SARS-CoV-2, digər RNT virusları ilə təxminən eyni sürətlə mutasiyaya uğrayır, baxmayaraq ki, onun ailəsindəki digər koronaviruslar kimi, daxili səhvləri düzəltmə mexanizminə malikdir. Ona ehtiyacı var, çünki genomu çox böyükdür, nisbətən məsələn, QİÇS-ə səbəb olan virus olan HİV-də genomun ölçüsündən üç dəfə böyükdür."Yoxlama olmadan, hər bir virusun təkrarlanması hadisəsi canlı qalması üçün çox güman ki, çoxlu mutasiya yarada bilər" deyə, təkamül epidemioloqu Katrina Lythgoe deyir. Oksford Universitetinin Böyük Məlumat İnstitutu. Bu cür genomik intihara “səhv fəlakət həddini” keçmək deyilir.)

SARS-CoV-2-nin insanları öldürməyə başlamazdan əvvəl başqa bir heyvanda yaşadığını fərz etsək - yarasalar, ehtimal ki, panqolinlər, yəqin ki, yox - o, digər uğursuz canlıya yaxşı uyğunlaşdırılmış olmalıdır. Təkamülçü bioloqlar "fitness landşaftı" adlandırdıqları şeyi, təkamül uğurunun iddia edilən dağlıq ərazisini təsəvvür edirlər, burada vadilər uyğunlaşmamış zəif fəaliyyət göstərən mutantlarla doludur və nadir zirvələr uğurlu genomik güc mərkəzlərinin bahalı evləri üçün qorunur. Ancaq iş ondadır ki, zirvələrdəki qaliblər üçün hər hansı mutasiya onları daha az müvəffəqiyyətli edən mutasiya ola bilər. Vadilərdə uduzanların demək olar ki, yuxarı qalxmaqdan başqa gedəcək yerləri yoxdur. Demək olar ki, hər hansı mutasiyanın faydalı olma ehtimalı daha yüksəkdir.

Virus növ baryerini sıçrayanda, məsələn, quş qripi bərələrə sıçradıqda, deyək ki, onu quş fitnes landşaftında zirvədə yaşayan hündür uçan gəmiyə çevirən uyğunlaşmalar bərənin yeni immun mühitində artıq əldə edilmir. Dağdan yıxılır. Lakin vadidə bir dəstə yeni stoxastik mutasiya, güman ki, bərənin immunitet sisteminə və yaşayış şəraitinə qarşı yüksək performans göstərəcək. SARS-CoV-2 virusu bizimlə görüşdükdən bir il sonra insanlarda nə baş verir? "Mənim ev heyvanım nəzəriyyəm budur ki, baş verənlər virusun daha yaxşı bir virus olmağa çalışmasıdır. Bu, tez-tez növbəti ev sahibini tapa bilmək deməkdir "dedi Lauring. “Siz oraya girib təkrarlamaq, özünüzü kopyalamaqda daha yaxşısınız? Düşünürəm ki, baş verənlər budur."

Narahatlıq adlandırılan variantlardakı mutasiyaların çoxu, ev sahibinin immun sisteminin tez-tez hücum etdiyi SARS-CoV-2 sünbül zülalındadır. Lakin sünbül eyni zamanda virusun ana hüceyrələrə yapışmaq və onları işğal etmək üçün istifadə etdiyi çəngəl və döymə qoçudur. “Mutasyonlar sıçrayışda olduğuna görə – onlar virusun böyüməsinə və ya daha yaxşı yayılmasına səbəb ola bildikləri üçün seçilsələr də – və sünbül immunitet sistemimiz və peyvəndlərimizlə hədəflədiyimiz əsas şey olduğundan, bu, eyni zamanda necə dəyişəcək virus tanınır”, Laurinq deyir. Bu iki ferdir. Yay! (Komanda Virususunuzsa.)

Əgər siz Team Humanssınızsa, bu, çaşqındır, çünki virusun daha çox ötürülməsi üçün bir çox yol var. "B.1.1.7-də biz bunun daha çox ötürülə biləcəyini fərz edirik, çünki daha çox virus yükü var", Lythgoe deyir. Sadəcə olaraq, bu variant özündən daha çox şey yaradır. While nobody knows how much virus it takes for someone to get infected, if Lythgoe’s team is right, people infected with B.1.1.7 just walk around in a bigger Pigpen cloud of virions. On the other hand, maybe that strain is just better at getting inside cells. Or maybe people with that variant are infectious for longer, so they have more chances to run into uninfected folks. It’s another unknown.

Stochastic mistakes aren’t the only way viruses change, though. A virus exists amid a sea of troubles—changes in context and conditions that apply selective pressures to every new mutant. Every emerging generation manifests new YOLO genetic tricks the immune system of the host is what makes some of them better fitness landscape climbers. And since the virus is moving from within-host dynamics to host-host dynamics, and more of those hosts have already been infected … well, things are tough all over. “What’s happening over time is, the host environment is changing. An increasing fraction of the population has memory immune responses that are basically impeding the growth of the virus,” says Sarah Cobey, an epidemiologist and evolutionary biologist at the University of Chicago. “So there’s this growing selective pressure also to escape that immune response.”

Some strains replicate better than others, but that rate gets affected by the immune system of the host. “The fundamental dynamic is the same,” Cobey says, “but now the strains that replicate better are also those that can avoid some of that immune response.”

Acute, short-duration infections like influenza viruses or noroviruses (gross) don’t have as much time to reproduce and mutate. But chronic infections like HIV or hepatitis C, let’s say, give a virus population plenty of time to change. Covid-19 is an acute infection for most people, but for some people, it’s chronic. (These aren’t “long-haulers,” who for still unknown reasons have symptoms even after they clear the virus from their bodies people with chronic infections have detectable viral loads for a long time, maybe because their immune systems are compromised for unrelated reasons.) A chronic infection can give new variants enough time to start climbing the fitness landscape. “After a while, the main selective pressure is immunity in the host population,” says Katia Koelle, an evolutionary biologist at Emory University. “What you see are antigenic changes, because those give you the biggest gains in fitness.”

Things get even more complicated for our poor SARS-CoV-2 variant, though. Not only does no one know how many individual viral particles it takes to get sick with Covid-19, but different pathogens have different “transmission bottlenecks.” That’s the number of those virions that actually land, hit the target, and give rise to new viral populations. Maybe only people with huge viral loads also have a lot of interesting mutations. But if the transmission bottleneck is small, “that means that if a beneficial mutation arises in an individual, especially in an acute infection like SARS-CoV-2, then it’s very unlikely to transmit. It basically slows down adaptive evolution,” Koelle says. “It seems to me that SARS-CoV-2 is more like flu. Flu, we know, has a very small transmission bottleneck.”

Once the viral variants climb to the top of the peaks in the human fitness landscape, they’ll face trade-offs, where improvements in their ability to transmit might compromise their ability to evade the immune system (Team Humans!) or kill the hosts too quickly for them to transmit (Team Virus, sort of!). “Early on—and by ‘early on’ I mean in the first couple years—the virus can make big improvements, and that might be what we’re seeing, that it’s adapting to people. But then over time, that should slow down,” Lauring says. “Sometimes the virus works its way into a corner, where there aren’t any new options available. We don’t know how that’s going to play out.” Covid-19 could become a seasonal problem like influenza, or mild but endemic like the common cold.

The major change to the immunity of all the hosts SARS-CoV-2 is likely to try to infect will be, of course, vaccination. That’s human ingenuity fighting viral expertise, but it can also exert a kind of direct adaptive pressure on the virus. History has examples of so-called leaky vaccines—those that aren’t effective enough to prevent all infections or all transmission, and allow better-adapted variants of whatever bug they’re trying to squish to live to fight another day.

In fact, one group of researchers has a model that suggests that could even happen with the new batch of vaccines against Covid—especially those that require two doses and seem to confer different levels of immunity depending on how far apart they’re administered, or whether someone skips the second one. Here's how: If one extreme is a population totally naive to a new virus, completely vulnerable and with no immunity, and the other extreme is a population with perfect sterilizing immunity, what happens to a population in between? If a vaccine allows infection but no transmission, the virus doesn’t have a chance to evolve. But if a vaccine or vaccination strategy allows some infection and some transmission? “The ones that are the best at getting around the host’s defenses are the ones that are most likely to persist,” says Caroline Wagner, a bioengineer at McGill and one of the people working on the model. If that’s all true, a leaky vaccine or leaky vaccination strategy could actually drive antigenic drift and create even worse variants. Wagner and her colleagues acknowledge that they don’t have enough data to put bounds on their model yet, but they worry about strategies like one proposed in the UK to abandon second doses as a way of speeding the process and husbanding scarce vaccine, or the way some countries are hoarding vaccine while others go without (potentially letting the virus, and variants, circulate and evolve freely).


Clean rooms might serve as an evolutionary selection process for the hardiest bugs that then may have a greater chance of surviving a journey to Mars

Since we can now sequence all the DNA that is present in the clean rooms, and not just the ones that could be cultured, we get a more comprehensive look at what kind of microbes can be found in the clean room, and if they could even survive the vacuum of space.

In JPL's clean rooms, we found evidence of microbes that have the potential to be problematic during space missions. These organisms have increased numbers of genes for DNA repair, giving them greater resistance against radiation, they can form biofilms on surfaces and equipment, can survive desiccation and thrive in cold environments. It turns out that clean rooms might serve as an evolutionary selection process for the hardiest bugs that then may have a greater chance of surviving a journey to Mars.

These findings have implications for a form of planetary protection called "forward contamination". This is where we might bring something (accidentally or on purpose) to another planet. It is important to ensure the safety and preservation of any life that might exist elsewhere in the Universe, since new organisms can wreak havoc when they arrive at a new ecosystem.

Nasa has stringent clean room protocols that aim to minimise biological contamination of spacecraft and landers (Credit: Nasa/JPL-Caltech)

Humans have a poor track record of this on our own planet. Smallpox, for example, was spread on blankets given to Indigenous people of North America in the 19th Century. Even in 2020, we have been unable to contain the rapid spread of the virus that causes Covid-19, SARS-CoV-2.

Forward contamination is undesirable from a scientific perspective too. Scientists need to be sure that any discovery of life on another planet is genuinely native there, rather than a false identification of an alien-looking, but Earth-grown, contamination. Microbes could potentially hitchhike their way to Mars, even after pre-launch cleaning and exposure to radiation in space. Their genomes may change so much that they look truly otherworldly. We have recently seen that novel microbes have evolved on the International Space Station. Although Nasa's engineers work hard to avoid introducing such species into the Martian soil or air, any signs of life on Mars would have to be carefully examined to ensure it did not originate here on Earth. Not doing so could potentially spark misguided research into the universal features of life or Martian life.

Humankind has sent dozens of spacecraft and landers to Mars – those that have been successful have left their mark on the Red Planet (Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS)

Microbes carried into space can also be of more immediate concern to astronauts – posing a risk to their health and perhaps even causing life-support equipment to malfunction if they become gummed up with colonies of microorganisms.

But planetary protection is bidirectional. The other component of planetary protection is avoiding "backward contamination", where something brought back to Earth presents a potential risk to life on our own planet, including to humans. This is the theme of many science-fiction movies, where some fictional microbe threatens all life on Earth. But when a Nasa and the European Space Agency (Esa) mission is launched towards Mars in 2028, it could become a very real consideration – if all goes according to current plans, the Mars Sample Return Mission will bring back the first Martian samples to Earth in 2032.

Past studies have indicated that Mars samples are very unlikely to contain active, hazardous biology – and Perseverance is looking for any signs that might have been left by ancient microbial life on the planet. But Nasa and Esa say they are taking additional precautions to ensure all samples returned from Mars will be safely contained in a multi-layered isolation system.

There is a chance, however, that if we do detect signs of life on Mars, it could have come from Earth in the first place. Ever since the first two Soviet probes landed on the Martian surface in 1971, followed by the US Viking 1 lander in 1976, there likely have been some fragments of microbial, and maybe human DNA, on the Red Planet. Given the global dust storms and trace amounts of DNA that might have gone with these spacecraft, we have to be sure we don't fool ourselves that the life we find isn't originally from Earth.

But even if Perseverance – or the missions that preceded it – did accidentally carry organisms or DNA from Earth to Mars, we have ways of telling it apart from any life that is truly Martian in origin. Hidden within the DNA sequence will be information about its provenance. An ongoing project called Metasub (metagenomics of subways and urban biomes) is sequencing the DNA found across more than 100 of the world's cities, Researchers from our lab, Metasub teams, and a group in Switzerland have just published these and other global metagenomic data to create a "planetary genetic index" of all sequenced DNA that has ever been observed.


Perspectives

More than 1 year after the onset of the COVID-19 pandemic, we are at a transition moment, when the virus has been submitted to a variety of selection pressures that now place it on track for long-term survival. Three major factors driving evolution of the virus towards possibly dangerous outcomes are now in place, recombination between strains, fairly slow vaccination campaigns and extremely limited research in the quest for antivirals. In parallel, the number of infected persons is very high, so that co-infection with different variants of the virus in crowded environments is no longer a rare event. It becomes critical to be able to follow, in real time, the evolution of the complete genome sequence, so that we can pinpoint target sites in the proteins of virus that are likely to lead it to attenuation, or, conversely to more severe disease.

We advocate extensive collection of complete genome sequences of the virus. However, this only makes sense if we associate them with relevant metadata. In addition, questions about previous diseases are important metadata. The more metadata, the better. Metadata collection must be properly standardized, however.

The actions to be taken, which are urgent, are the following and address the key principle of Know thy enemy.

  • Sequence as many entire genomes (not just spike protein gene) of the virus as possible, everywhere. This should be possible at a time when sequencing technologies continue to improve. For example, experiments using Nanopore® sequencing of 752 clinical samples readily identified three clades of the virus (Bhoyar və b., 2021 ).
  • Associate significant metadata with these sequences (everything we can tell about the infected persons and clinical data) and couple metadata to specific mutations, without limiting investigation to the spike protein
  • Establish lineages and their propagation, and link to diverse parameters, including standard data such as age, sex, ethnicity – when allowed, weight, human genetic polymorphism features – HLA, Lewis secretory type, nutritional habits and general behaviour, such as smoking habits, and so forth. Also, because transmission requires human contacts, the exact place of infection (country, city, building) should be identified, and associated with meteorological parameters
  • Focus on changes in the pattern of evolution: formation of blooms of lineages, modification of the evolution of the nucleotide pattern (inversion of the trend in loss of C or G, transversions, etc.) and try to link this evolution to mutations in specific proteins of the virus
  • Based on this knowledge, identify lines that are being attenuated, and allow them to propagate, monitoring possible change in tropism from lung to gut and vice versa
  • Locate severe strains, and impose strict local containment
  • Trace transmission upstream, not only downstream which has little effect, and implement a strict control of movement of infected persons and their contacts
  • Accelerate as much as possible vaccination, especially in populations with high case incidence rates and with multiple circulating variants. Develop with urgency second and third generation vaccines based on the emergence of variants less affected by 1 st generation vaccine immunity
  • Invest massively in the development of new antivirals, both target-led, based on accumulating sequences of non/weakly varying viral proteins, and empirical non-target-based screens.

Finally, it seems likely that we will have to live with the progeny of SARS-CoV-2. This implies that, to control its negative consequences we will have to follow carefully the evolution of its antigenic determinants. We may end up with a situation somewhat similar to that of seasonal flu, and need a different vaccine every year. Co-evolution with other respiratory diseases, flu in particular, has to be taken very seriously, as omitting to maintain stable herd immunity for the latter could lead to dire consequences.

Cədvəl S1 Mutation count and rate of each gene summarized from SARS-CoV-2 193,687 strains.

Fig. S1 Temporal-geographical mutation density of the Spike proteins at four different time points in 2020.

Appendix S1 Dəstəkləyici məlumat.

Diqqət edin: Nəşriyyatçı müəlliflər tərəfindən verilən hər hansı dəstəkləyici məlumatın məzmununa və ya funksionallığına görə məsuliyyət daşımır. İstənilən sorğu (çatışmayan məzmundan başqa) məqalə üçün müvafiq müəllifə ünvanlanmalıdır.


Videoya baxın: Həyatın Gərçək Mənşəyi 56 (Avqust 2022).