Биологи на опыте подтвердили правоту Дарвина

Ведущий автор эксперимента Линь Цзян (Lin Jiang) рассматривает «микрокосм», содержащий армию простейших, которые сражаются за доступные пищевые ресурсы (фото Georgia Tech).

Конкуренция видов, соседствующих в среде обитания, борьба за ресурсы и вытеснение одного вида другим являются важным пунктом в теории эволюции. Учёные провели эксперимент, в котором наглядно показали, как эти процессы работают.

Профессор Линь Цзян и его коллеги из технологического института Джорджии (Georgia Tech) на практике продемонстрировали сражение видов за выживание, идущее в полном соответствии с гипотезой предельного филогенетического подобия.

Это одна из идей, выдвинутых Дарвином в его знаменитом труде "Происхождение видов". Суть её проста: борьба за существование между близкими видами идёт более интенсивно, нежели между дальним родственниками.

В роли подопытных выступили простейшие организмы — протисты. Они быстро размножаются, так что в течение нескольких недель можно пронаблюдать за развитием множества их поколений.

В опыте были задействованы ресничные протисты (фотографии с сайтов liacs.nl, analogicalplanet.com, sciencephoto.com).

По информации ScienceDaily, исследователи отобрали 10 видов, для которых тщательно выстроили генеалогическое древо, определив степень родства между собой.

Далее биологи поместили микроорганизмы в пробирки. Всего было создано 165 отдельных «микрокосмов» — крошечных упрощённых экосистем. Каждая содержала один или два вида протист, и во всех колбах жили по три вида бактерий — в качестве еды.

Цзян надеется, что его экспериментальная проверка на примере микроорганизмов гипотезы Дарвина о предельном филогенетическом подобии подтолкнёт биологов исследовать аналогичные процессы конкуренции среди других типов живых существ (фото Georgia Tech).

Из каждого микрокосма учёные еженедельно отбирали образцы и подсчитывали «народонаселение», фиксируя его динамику. Через десять недель был подведён итог.

Оказалось, что те виды простейших, что обитали в своих мирках в одиночестве (не считая бактерий, как подножный корм), прекрасно дожили до конца опыта. А вот более чем в половине миров, в которых изначально было помещено два вида протист, один вид стал доминирующим, а второй практически исчез.

Исследователи обнаружили, что частота и скорость этого процесса вымирания, называемого конкурентным исключением, были значительно больше в случае соседства видов, которые филогенетически более тесно связаны между собой. Также чем ближе было родство видов в паре, тем сильнее сокращалась популяция подавляемого, более слабого вида.

Одновременно выяснилось, что более сильная борьба за выживание шла между видами, обладавшими близким размером рта. Экспериментаторы полагают, что эта морфологическая особенность влияет на пищевые пристрастия и скорость поглощения пищи, а значит, вынуждает протист сильнее конкурировать между собой, сражаясь за одну и ту же еду.

(Детали работы можно найти в статье в Ecology Letters и пресс-релизе технологического института Джорджии.)

Добавим, что сходный опыт с эволюцией ряда колоний на протяжении многих-многих поколений, правда, с бактериями, проводили в течение двух десятков лет учёные из университета Мичигана.



Биологи объяснили свободное дыхание первых животных

16 мая 2011

Учёные вывели полностью женский вид ящериц

5 мая 2011

Биолог по-новому объяснил любовь свиней к грязи

3 мая 2011

Учёные откопали древнее цветковое растение

31 марта 2011

Найдено первое питающееся через кожу позвоночное

3 марта 2011
  • Александр Вихров  15 июня, 13:16
    Вымирание означает только потерю генетической информации, а не происхождение. К тому же опыты в пробирках методологически не корректны — модель явно не адекватна действительности. У покойного Гауссе, например, никак не получалось смоделировать в пробирке экологическую систему хищник — жертва. Если жертве негде было прятаться, она погибала, если было где — погибал хищник.
    Делать выводы на основании подобных экспериментов не корректно.
    ОтветитьНравится
  • Павел Яковлев  15 июня, 13:22
    Уверен был, что Вас тут найду.
    ОтветитьНравится
  • причём тут хищник-жертва?
    тут разговор про хищник-хищник. жертв, я так понимаю, было в избытке.
    ОтветитьНравится
  • Павел Яковлев  15 июня, 14:18
    Ну раз уж на то пошло, то методологически ни один опыт в области биологии нельза назвать корректным (по Вашей логике). Так как, если нужна хорошая выборка, используют модельный объект, вроде как далекий от природных аналогов. А если объект немодельный, то выборка, как правило, невелика. Со своей стороны, хочу сказать, что эксперимент корректный. Иследователь создали достаточно хорошую выборку сред, для получения надежных данных.
    ОтветитьНравится
  • Алексей Репин  15 июня, 13:44
    Иначе никак быть и не могло.Если провести грубое сравнение,между практически любыми живыми существами и человеком,то особой разницы и не видно.Такая же борьба за выживание,размножение,такие-же истинкты.У нас хромосомы с некотрыми видами животных практически одинаковы.Какие могут быть сомнения в целом.?Замечу ,некотроые существа не разумны,но цивилизованнее,чем мы.(муравьи).Я думаю нам стоит даже гордиться таким происхождением,а не считать себя,чем-то более высщим на Земле.Ну и не забывать,что мы люди, которых эволюция наделила более высоким разумом,в добавок к нашим инстинктам.
    ОтветитьНравится
  • «Каждая содержала ... два вида протист»... Только по два?.. Чего-то кажется, что это иллюстрация, скорее, к задаче о разорении игрока. Нет информации о динамике «поглощения» одного вида другим в зависимости от степени родства.
    ОтветитьНравится
  • Павел Яковлев  15 июня, 14:14
    Уверен, данные по динамике есть. Если не у них, то надо смотреть список литературы. К тому же по ссылке, так называемый, полный текст, является конспектом, причем достаточно кратким.
    ОтветитьНравится
  • Максим Селиванов  15 июня, 14:15
    Дык есть же ссылка на статью onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1461-0248.2011.01644.x/full
    ОтветитьНравится
  • Павел Яковлев  15 июня, 15:22
    Ребят, статья, это не все исследование. Это вытяжка из него.
    ОтветитьНравится
  • Спасибо за ссылку.
    ОтветитьНравится
  • Григорий Орехов  15 июня, 14:24
    Приведена ссылка на статью в Ecology Letters, там цифры, графики, детали.
    ОтветитьНравится
  • А, ведь, интересную вещь подсказали!.. Забавный эксперимент для аниматов может получиться: классы отличаются одним двумя тремя признаками и — смотрим на соотношение популяций....через 1000 — 100000 и.т.д итераций.
    ...И еще: моделировал ли кто-то целенаправленно (или получал как побочный результат?), трансформацию хищника в «жертву»?.. Лично я — не встречал и не задумывался.
    ОтветитьНравится
  • Собственно, не «хищник-жертва» вовсе, а просто конкуренция. в борьбе за ресурсы :) Кажется, и план эксперимента нарисовался :)
    ОтветитьНравится
  • Павел Яковлев  15 июня, 17:56
    Число поколений должно быть ну оооочень большим, для такого значимого перехода. Даже для объектов дающих большое количество потомков.
    ОтветитьНравится
  • В смысле, «хищник» в «жертву»?
    ОтветитьНравится
  • Кстати :) , (я — не биолог), способность к систематическому каннибализму положитлеьный или отрицательный фактор выживания вида в целом? А изолированной популяции?.. Можно ли считать его значимым при моделировании?.. Есть соображения? (Навскидку, разумеется)
    ОтветитьНравится
  • Павел Яковлев  15 июня, 22:01
    Каннибализм, это механизм выживания в крайне экстремальных ситуациях. В долговременную форму переходит редко, так как есть определенные проблемы с ним связанные, начиная от специфических болезней одного вида (при поедании особи своего вида, заразиться можно очень быстро и легко), ну и выживание вида встает под угрозу.

    Так что не думаю, что систематический каннибализм, хороший фактор выживания вида (хотя есть исключения).

    ОтветитьНравится
  • Thanks.. Наверное, надо подумать.. Уж очень заманчиво выглядит, как механизм отбора внутри доминирующего вида. Только, надо посображать насчет критерия перехода от «можно съесть» к «нужно съесть» :)
    ОтветитьНравится
  • Андрей Кулагин  15 июня, 17:55
    Кто лучше приспособлен к поеданию пищи, кто хоть чуть быстрее конкурента, тот и будет выигрыше.
    ОтветитьНравится
  • Да, вот, получается, что не обязательно. Случайность, в форме «в нужное время в нужном месте», оказывается очень и очень весомым фактором, который не обязательно компенсируется достоинствами класса (в смысле класса объектов) .
    ОтветитьНравится
  • Александр Вихров  15 июня, 20:01
    М-да. Когда я жил в одной комнате общежития с 4-5 товарищами, там действительно была конкуренция за ресурсы и до драк частенько доходило. Но нельзя же природу сводить к пробирке. Этот эффект известен давно, еще Гаузе об этом писал. Но известно и то, что он [b] не универсален[/b].
    На ближайшей ко мне речке спокойно сосуществут 3 вида бакланов и 3 вида цапель, не говоря уже о попугаях, которых там минимум 6 видов. И не вытесняют, не притесняют друг друга. Некоторые близкие виды кучкуются вместе. Вот вам снимочек, для примера — i061.radikal.ru/1106/7a/7f26e54627d4.jpg .
    ОтветитьНравится
  • Павел Яковлев  15 июня, 22:03
    Природу, конечно, к пробирке сводить не стоит, но не стоит забывать, там в пробирке часть природы. И при хорошей выборке, вполне можно по результатам делать обоснованные выводы. Пример с общежитием очень характерен и хорош.
    ОтветитьНравится
  • Семён Воловник  15 июня, 23:07
    наверное, у них экологические ниши заметно разные. Типа: бакланы кормятся на глубине, цапли — на мелководье, а попугаи вообще на суше и растениями. (А главное — можно позавидовать тому, у кого на ближайшей речке живет 6 видов попугаев)
    ОтветитьНравится
  • Даниил Магдалюк  16 июня, 11:18
    Вытеснение вида возникает только при наличии конкуренции. А когда пища в достаточном количестве, за что конкурировать?
    ОтветитьНравится
  • Александр Вихров  16 июня, 14:02
    Ну и в зоопарке часть природы. Неужели по нему можно судить о том, как живут звери на воле?
    ОтветитьНравится
  • Павел Яковлев  16 июня, 14:53
    Отчасти да. Поведение между особями вполне себе показательно.
    ОтветитьНравится
  • Александр Вихров  16 июня, 18:55
    Нет. Я ж не напрасно привел пример экосистемы хищник — жертва. Если их держать в одном загоне, волки поедят зайцев, а в лесу — нет.
    ОтветитьНравится
  • Павел Яковлев  16 июня, 20:49
    Почему это в лесу нет? Вы ошибаетесь. Еще как да, если нет другой жертвы и заяц сойдет. И мышь.
    ОтветитьНравится
  • Александр Вихров  17 июня, 10:47
    Как правило, нет. Их численности коррелируют и изменяются волнообразно, есть же соответствующие графики. Стало мало зайцев, снижается и популяция волков. После этого следует вспышка рождаемости зайцев и за нею хищников.
    Сегодня, гулял у реки. Цапель нет и слышу трели (они здесь не квакают) лягушек. А раньше этого не было. Цапля за собой хорошо подчищает территорию.
    ОтветитьНравится
  • Павел Яковлев  17 июня, 11:01
    Александр, Вы ведь понимаете, что только что подтвердили сказанное мною выше?
    ОтветитьНравится
  • Евгений Ишутинов  15 июня, 22:03
    Стремление к выживанию заложено в самой программе по созданию Вида.Программа предусматривает способность данного Вида к существованию в определенных границах изменения условий обитания, выход за пределы которых означает его гибель. При недостатке пищи выживет Вид который способен дольше голодать, чем конкурент. Это можно понять и без проведения опыта. Вот если бы эта армия простейших в ходе эксперимента выработала какой-нибудь способ защиты от вымирания (впала в спячку или что-то другое) тогда можно было действительно утверждать правоту теории эволюции «Происхождение видов».
    ОтветитьНравится
  • Семён Воловник  15 июня, 23:08
    Способность к голоданию — тоже результат отбора.
    ОтветитьНравится
  • Павел Яковлев  16 июня, 00:04
    Длительность эксперимента должна быть просто невероятной, для получения такого признака как спячка в голод. Но в природе уйма подобных примеров. Споры бактерий, например.
    ОтветитьНравится
  • «Стремление к выживанию заложено в самой программе по созданию Вида.Программа предусматривает»... Не наблюдается никакой Программы. У Господа, довольно других хлопот :) Если серьезно, единственная НЕпроигрышная стратегия при угадывании монетки — это подбрасывание другой монетки. Т.е. любая детерминированная реакция (читай «программирование») на случайное воздействие (изменение среды) заведомо проигрышное. Образно говоря «твердое сокрушается, гибкое — выстаивает» :) Примерно так. Да и «стремление к выживанию»... Скорее, наша оценка результата. С наших же позиций.
    ОтветитьНравится
  • Опять тэг не закрыл :(
    ОтветитьНравится
  • исправил?
    ОтветитьНравится
  • Александр Вихров  16 июня, 14:10
    Наблюдается. Онтогенез, тобто индивидуальное развитие организма, запрограммировано.
    ОтветитьНравится
  • Выше говорилось о запрограммированном «создании вида»
    ОтветитьНравится
  • Александр Вихров  16 июня, 18:52
    Ну если онтогенез запрограммирован, то почему бы не быть запрограмированным и фмлогенезу, ведь первый его вроде как повторяет.
    ОтветитьНравится
  • Павел Яковлев  16 июня, 18:56
    Что значит онтогенез запрограммирован? На что запрограммирован, кем и как? Ну и еще где, до кучи.
    ОтветитьНравится
  • Александр Вихров  17 июня, 10:50
    Ну я не должен искать архитектора, чтобы объяснить искусственное происхождение пирамид.
    То что онтогенез развивается программно, вполне ясно. Другое дело, что неясно как.
    ОтветитьНравится
  • Павел Яковлев  17 июня, 11:03
    На марсе тоже видели лицо, и долгое время считали возможным его искуственное происхождение. Потом отсняли новым аппаратом под другим углом и подтвердили его естественность. Посто гора. Так что с пирамидами не аргумент.

    Вы мне вот что скажите, касательно программы онтогенеза, это Ваш вывод?

    ОтветитьНравится
  • Олег Апарцев  16 июня, 07:10
    Конечно, вытеснение одного вида другим — часть теории Дарвина, но изменение, способствующее выживанию, — другая часть, которую дольше исложнее проверять экспериментально. Кстати, подсказки типа: «они должны научиться голодать» или, "пусть станут каннибалами ", вообще говоря, не корректны.
    ОтветитьНравится
  • Олигархи конкурируют с олигархами, бомжи с бомжами — всё, что доказано. А происхождения нового вида из «предыдущего» ещё никто никогда не зафиксировал даже палеонтологически, хотя материала гораздо больше, чем в пробирке
    ОтветитьНравится
  • Семён Воловник  16 июня, 10:06
    А как, по-вашему, должно выглядеть такое «зафиксированное» доказательство?
    ОтветитьНравится
  • Вопрос хороший. Ответа нет.
    Палеонтологически, условно говоря, надо найти развилку, с которой одна ветвь — корова, другая — свинья. А раньше какое-то время должен существовать некий вид свинокорова, впоследствии исчезнувший вследствие своего несовершенства.
    лабороторно — если б виды могли «происходить», думаю, что это время от времени фиксировалось бы. Хотябы на бактериях. Но тут важно не путать эволюцию с мимикрией и селекцией.
    ОтветитьНравится
  • Прошу прощения если повторяюсь, все коменты не прочитала .
    Мне особенно нравятся такие заголовки, «Ученые подтвердили правоту Дарвина» , а вот правоту чего именно?... читаем дальше и видим: « борьба за существование между близкими видами идёт более интенсивно, нежели между дальним родственниками.» Замечательно, дальше вопрос? всеми биологическими видами вообще???????????? Нет... исследование провели только на бактериях, а  из этого следует вывод что Дарвин был прав и в отношении других видов?? Он то писал о происхождении ВИДОВ (вообще всех видов). Так что по существу правоты его теории все также зыбко как и 152 года назад )))))))) О_о
    ОтветитьНравится
  • Я с Вами абсолютно согласен.
    ОтветитьНравится
  • Юрий Новиков  16 июня, 13:43
    спокойная взвешенная красивая работа — жаль что ничего нового узнать не удалось . еще раз проверили — допустим кривую распределения десять недель кидая кубик... или еще раз в сто первый померяли давление крови прямым методом и методо Рива-Рочи...

    Красиво что вытесняемый вид «практически» пропадал — это значит что доли долей процента оставались — за счет минимальных отличий.

    ОтветитьНравится
  • Александр Вихров  16 июня, 14:15
    Кристина, вы правы. Требуется объяснить происхождение вида, а не его вымирание. Люди забывают, что нынешняя теория эволюции имеет уже мало общего с дарвинизмом. А принятие данных результатов убивает на корню симпатрическую концепцию видообразования.
    ОтветитьНравится
  • Если получу хоть какие-то внятные результаты моделирования, обязательно озвучу :)
    ОтветитьНравится
  • Александр Вихров  16 июня, 18:50
    А какой смысл моделирования? Два вида с существенно разной репродуктивностью. Результат известен заранее. Пищи много — выживают оба при доминировании одного, пища кончается — вымирают по очереди.
    ОтветитьНравится
  • Евгений Ишутинов  16 июня, 19:42
    Профессор Линь Цзян и его коллеги из технологического института Джорджии на практике продемонстрировали сражение видов за выживание. В роли подопытных выступили простейшие организмы — протесты.
    Подтвердить этим опытом правоту Дарвина нельзя, этот опыт — всего лишь тест по выявлению более жизнестойкого вида простейших. Устроив чемпионат по выживанию ученые, конечно, обогатили науку, но не подтвердили правоту теории эволюции. О возникновении жизни и происхождении видов мы можем только гадать и предполагать, а не утверждать т.к. никто, включая Дарвина, не обладает достаточными знаниями в этом вопросе.
    ОтветитьНравится
  • Семён Воловник  17 июня, 00:02
    Точности ради надо сказать, что Дарвин насчёт происхождения жизни ничего не предполагал. Но вообще есть масса проблем, по которым мы никогда не будем обладать «достаточными знаниями»: появление живой клетки, происхождение видов, экосистем, конкретных групп организмов, Земли, планет, Солнечной системы, Вселенной и др. Это значит, что мы обречены «гадать». Но научное «гадание» (т. е. высказывание предположений, построение гипотез, теорий) всё же отличается от карточного или от простого фантазирования.
    ОтветитьНравится
  • Александр Вихров  17 июня, 10:52
    Как так не предполагал? В Происхождении видов четко написано — Бог.
    ОтветитьНравится
  • Виктор Турушев  17 июня, 12:10
    Бесконечность везде и во всём. Она допускает и эволюцию и чётко запрограммированное развитие. И каннибализм и самопожертвование. И разум, сознание, интеллект и инстинкты. И у людей и у животных, бактерий, минералов и многое другое. То, что мы выбираем, называем — объективностью. Тот, кто с нами согласен — здравомыслящий человек.
    ОтветитьНравится
  • Егор Лукоянычев  19 июня, 12:13
    Виктор Турушев 17 июня, 12:10
    «Тот, кто с нами согласен — здравомыслящий человек.»

    Гитлер таких же принципов придерживался ))))

    ОтветитьНравится
  • Егор Лукоянычев  19 июня, 12:18
    В работе вообще не смог отыскать какой либо научной новизны, так как такие исследования уже многократно проводились. И именно такой «селекцией» выращивают «сильнейших» микроорганизмов как в военных, так и мирных целях. Или если рассмотреть развитие антибактериальной устойчивости — не это ли приспособление, причём закреплённое не только фено-, но и генотипически?
    ОтветитьНравится
  • Как я понял, задача была, показать, что генетически близкие быстрее подавлют конкурента? То есть, упрощая донельзя :) цель была проверить, верно ли, что: 1) если в клетке тигры львы и козы, то через N поколений останутся только тигры и козы или только львы и козы. 2) .. а если в клетке козы, тигры и м е д в е д и, то через N поколений все три вида будут присутствовать, и лишь через NN поколений опять же останется только один хищник. Я так понял задачу. (Беда с этим английским со словарем :) )
    ОтветитьНравится
  • Егор Лукоянычев  19 июня, 14:26
    Аналогичная статья, только исследование проведено на ящерицах, а это куда сложнее чем простейшие. www.nature.com/news/2010/100510/full/news.2010.226.html
    и ещё
    «Победители во внутривидовой борьбе, таким образом, получают преимущество в размножении и, соответственно, растет их генетический вклад в следующее поколение» Учебник биологии 7-8 класс

    Таким образом работа является не открытием, а лишь подтверждением известного явления.

    ОтветитьНравится
  • Буду считать, что это ответ мне :) За ссылку спасибо. Мой интерес к биологии, исключительно «прагматический». Тутошние комментарии, навели на идею довольно простенького эксперимента с аниматами. Виртуальными, естественно :). Эксп. , буквально воспроизводящего описанный с микроорганизмами. Проблема — интерпретация резулуьтата! (как всегда :)
    Единственное путное, что я вижу навскидку, проверка утверждения, что результат изложенный в статье, является простым следствием теории вероятности (задача о разорении игрока) — где-то выше об этом упомянул, но никто,почему-то, не прореагировал :). Отсюда и моя настойчивость в вопросе — верно ли понята суть статьи..
    ...О пользе и значимости для биологии — и речь не идет :)
    ОтветитьНравится
  • Егор Лукоянычев  19 июня, 18:13
    Александр, насколько я понял суть статьи, что чем ближе «родственники», тем больше схожих признаков, необходимых для конкуренции, и тем жоще противостояние между ними.
    ОтветитьНравится
  • Ну, примерно так, я и понимаю. Теперь бы сообразить, что именно эксперимент подтвердит или опровергнет :(
    ОтветитьНравится