Маугли, ДНК и математика

Ну я по дрозофилам не очень, не оно?

http://www.unboundmedicine.com/medline/citation/10823947/Reduced_X_linked_nucleotide_polymorphism_in_Drosophila_simulans_

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1204558/

http://www.genetics.org/content/145/4/1015.full.pdf

Изменение поведения, пересадкой генов:

Zexh, нет. Не проблема. Есть знакомые, работающие на этой модели до сих пор. Вечером созвонюсь. Если такое было, то там знают наверняка.

Как это из другой? Это из той же статьи.

Надо оригинальную статью читать. А так, по этому пассажу, там хренова туча вылезает.

Оттуда же простая и понятная картинка, чтобы не искать "покажите мне именно это"

Мысль интересная, но попробуйте представить себе механизм считывания этих данных, учитывая механизм чтения самих генов.

Дело в том, что поведенческие программы реализованы структурой нервной системы. Следовательно, говоря о них мы упираемся в кодирование структур организма, причем, необязательно нервов, но и любых других.

Достаточно было простого "нет". Поскольку "нет", это факт, а объяснения "почему именно нет" в данном случае предположительны. Я тоже могу предположить, что поведение кодируется не последовательностью нуклеотидов, а чем-то другим. И пока не будет предъявлен реальный механизм поведенческого наследования, мое предположение стоит столько же, сколько и любое другое.

Особенности воспроизведения на основе генетического кода станут понятны если учесть самый характерный эффект, который проявляется в эволюции живых существ: эффект скачкообразности изменения форм существ в данных условиях при любом изменении наследственного кода (приоритет открытия - Гуго Де Фриз). Формы живых существ, способные существовать в данных условиях не теряя способность к воспроизводству, эволюционируют в соответствии с этим эффектом. Пример: у мухи-дрозофилы есть мутация "tetraptera", при которой мухи приобретают лишнюю пару крыльев. А ведь это признак отряда - количество крыльев! У перепончатокрылых их как раз 4 - вот и начало превращения мухи в осу.

Этот эффект далеко не очевиден, поэтому сделаю конкретное утверждение: любое изменение генетического кода приводит к скачкообразному, а не плавному изменению определенных свойств и качеств существ в неизменных окружающих условиях.

Невозможно так изменять генетический код, чтобы обеспечить плавное перетекание признаков через все промежуточные состояния. Причиной этого является очень незначительный объем информации, который может быть записан на уровне генетического кода. Так, геном человека может быть записан примерно на носителе в 600 мегабайт. В то же время один только мозг содержит около 10 миллиардов нейронов, каждый из которых имеет около 10 тысяч связей с другими нейронами (т.е. информация, необходимая для записи только структуры нейронной сети необходима в объеме 10 в 14 степени единиц). А кроме нейронов в мозге человека есть и вспомогательные клетки, например, глия - более 100 миллиардов клеток. А еще - клетки тела, самого разного вида. Генетическая же информация имеет всего около 3*10 в 8 степени единиц (в миллион раз меньше, чем необходимо для кодирования только структуры нейронной сети мозга и в сотни миллиардов раз меньше, необходимого для кодирования всего тела.).

В ходе эволюции изменение генома под влиянием мутирующих факторов приводит сразу к довольно резким изменениям соответствующих этому качеств тела. Мы имеем свой существующий вид не потому, что к этому привела некая Целесообразность и Этика Эволюции, а просто потому, что вот такой вид приобрели наши организмы, выживая в таком качестве в существующих условиях.

Береза за полярным кругом или высоко в горах имеет вид низкорослого кустарника и мало похожа на равнинную березу средней полосы, несмотря на то, что может иметь тот же самый генетический код (на самом деле он очень незначительно отличается, обеспечивая свойство выживать в тяжелых условиях).

Именно условия способны менять результат реализации генетического кода, влияя на последовательность запуска синтеза белков в различных делящихся клетках организма, если только эти условия не оказываются настолько необычны для вида, что возникающий в результате организм уже несовместим с жизнью.

Известны всего несколько мутирующих факторов, способных изменить генетический код. Самый "изощренный" из них (см. подробнее Горизонтальный перенос генов и его роль в эволюции ) позволяет переносить часть информации непосредственно во время жизни организма, закрепляя некие приобретенные свойства. Эти свойства касаются лишь отдельных специализированных клеток (их некоторых свойств) и никак не способны передать приобретенных поведенческие особенности организма, обеспечиваемые нервной системой, и вот почему. Поведение формируется как изменение состояния нейронной сети мозга, управляющей этим поведением. Это затрагивает как самую первичную рецепцию (первичные распознаватели, формирующиеся в анализаторах мозга), так и почти все другие структуры нейронной сети. Это невообразимо большое количество информации просто не может никаким образом быть помещено в относительно небольшой генетический код и, кроме того, просто не существует механизма для считывания состояния этой сети и записи ее куда-либо. Это не значит, что его "пока что не найдено и стоит поискать". Это означает принципиальную невозможность вообще существования такого механизма ввиду специфики формирования связей мозга и сложности организации его памяти (см. Иллюстрация организации памяти мозга ).

Эффект скачкообразности изменения наследуемых признаков при изменении генетического кода не позволяет реализовать передачу по наследству никаких поведенческих свойств, которые бы могли проявляться неизменно и вне зависимости от окружающих условий. Все "инстинкты" являются лишь результатами особенно облегченных, предопределенных условиями путей развития некоего поведения, обусловленное особенностями строения тела и особенностями строения мозга (и, особенно, ветвления аксонов и дендритов нейронов).

Обычно то, что определяет особенности развития психики, называют задатками - это врожденные анатомо-физиологические особенности нервной системы, составляющие индивидуальные психологические предпосылки формирования и развития способностей. Они обусловлены генетическим кодом, "рассчитанным" на реализацию в обычных для данного вида условиях, и во многом передаются по наследству (но далеко не во всем, так как некоторые особенности сочетания генов перетасовываются очень индивидуально).

Но эти врожденные особенности вовсе не являются уже готовыми прототипами психики, иначе их не называли бы задатками, а можно было бы говорить о передаче по наследству психических качеств (инстинктов, навыков, повадок). На самом деле ничего такого по наследству не передается (объема генетического кода не хватит для этого).

Клетки мозга новорожденного ребенка относительно бедны дендритами - отростками, которые служат для возможности приема нервных импульсов. Когда мозг начинает получать сигналы от органов чувств, дендриты усиленно ветвятся в сторону этой активности, оставляющий биохимический след, и образуют целевую систему сложных межнейронных связей ветвлений, способных к установлению связей. Были бы другие раздражители в этот период и характер ветвления, а значит и индивидуальные особенности, оказались бы иными, несмотря на идентичность генетического кода (поэтому чрезвычайно важно для более всестороннего развития как можно более богатый, но не хаотический, а реально используемый, ассортимент раздражителей еще тогда, когда плод развивается до рождения).

........

Отсутствие четкого и однозначного соответствия между генами и поведением вовсе не противоречит тому факту, что определенные мутации могут менять поведение вполне определенным образом. Однако необходимо помнить, что каждый поведенческий признак определяется не одним-двумя, а огромным множеством генов, работающих согласованно. Например, если обнаруживается, что мутация в каком-то гене приводит к потере дара речи, это не значит, что «ученые открыли ген речи». Это значит, что они открыли ген, который наряду с множеством других генов необходим для нормального развития нейронных структур, благодаря которым человек может научиться разговаривать.

Источник: http://www.scorcher.ru/neuro/neuro_sys/inheritance/inheritance.php

http://www.scorcher.ru/neuro/neuro_sys/inheritance/inheritance.php

Почему "нет" - не предположительно.

Объясняю. Этот ваш вопрос, был подвопросом к тому, а поведение вообще определяется тем самым геномом, который в ДНК?

Дело в том, что это разные вопросы:

1.Где и как определено поведение?

2. Модифицировано ли ?

На первый вопрос - да, в тех же генах, которые в хромосомах и в ДНК, которая в хромосомах.

На второй - нет и объяснено почему.

И я вообще то отвечаю не только вам. Может быть некоторым интересно, почему мы на сегодня имеем некоторые успехи в модификации растений и микробов

и не имеем ни одного модифицированного животного. Не по поведению, а вообще.

Хоть по жирности молока. :)))

В основе поведения животных лежат простые и сложные врожденные реакции - безусловные рефлексы, стойко передающиеся по наследству. Животное для проявления безусловных рефлексов не нуждается в обучении, оно рождается с готовыми для их проявления рефлекторными механизмами, включающими определенный проводниковый аппарат, т.е. готовый нервный путь - рефлекторную дугу, обеспечивающий прохождение нервного раздражения от рецептора к соответствующему рабочему органу (мышце или железе) при воздействии определенного раздражителя.

Отметим главную особенность: все рефлексы "созревают", каждый - в определенной стадии развития организма. При этом, если вместо сосания насыщать организм пищей как-то напрямую, но не разовьются все другие "безусловные цепные рефлексы". Возможно, что если питание не прекращать подавать через пуповину, то и само сосание не реализуется, несмотря на то, как оно естественно предрасполагается строением организма млекопитающих.

Если учесть все сказанное, становится достаточно очевидно, что "созревание" очередного рефлекса происходит тогда, когда возникают условия, которые вызывают неизбежное развитие этого рефлекса. Это ничем принципиально не отличается от того, как под действием генетического кода специализируются клетки в зависимости от своего текущего окружения.

Можно уверенно утверждать, что в генетическом коде не запрограммированы все эти рефлексы, все нейроны и их связи, участвующие в этих рефлексах (для чего просто объема кода не достаточно). Развитие же приводит к вполне неизбежным результатам, исходящим из существующего генетического кода. Специфика формы, строения тела, а также внешние факторы, определяют условия неизбежности развития характерных для организма реакций

...Генетическое влияние на поведение многофакторно, т. е. обусловлено суммарным действием большого числа генов, эффект каждого из которых невелик. Другими словами, генетический контроль сложного поведения не укладывается, подобно менделеевскому наследованию признаков гороха или неко¬торых заболеваний, таких как серповидноклеточная анемия, в детерминистскую модель воздействия одного гена, не зависимого от влияния других генов и среды.

---------- Добавлено 14.03.2013 в 13:34 ----------

Мы не задаемся целью заставить петуха испускать соловьиные трели, а соловья - кукарекать. Задача гораздо скромнее: нельзя ли переопределить видовой пищевой и поведенческий, экологический инстинкт у амфибий?

Впервые такой вопрос поставил известный немецкий экспериментальный эмбриолог Г.Гирсберг. В результате восьмилетней кропотливой работы с семью разными видами зародышей лягушек и жаб ему удалось получить очень интересные результаты, но лишь при одном сочетании видов. Он пересаживал мозг зародышей остромордой лягушки (Rana arvalis; семейство лягушковых), взятый на стадии нейрулы и смыкания нервной пластинки, на место удаленного мозга чесночницы обыкновенной (Pelobates fuscus; семейство чесночниц), и наоборот. Во всех остальных случаях трансплантат или не приживался, или "химерные" животные с чужеродным мозгом вскоре погибали из-за несовместимости тканей трансплантата и хозяина.

---

Однако спустя 40 лет после его работ немецкие эмбриологи Г.Андерс и Е.Росслер заинтересовались проблемой изменения пищевого инстинкта и поведения животных при пересадке мозга. Они работали на головастиках двух видов амфибий - обитающих в Африке шпорцевой лягушки (Xenopus laevis) и карликового когтеносца (Hymenochirus boettgeri). Головастики этих представителей разных семейств отличаются по внешнему виду и особенностям поведения.

Головастики шпорцевой лягушки в два раза крупнее карликовых и поглощают пищу путем засасывания и фильтрования. Рот и глотка их ритмично сокращаются, прогоняя воду через жаберные щели и оставляя пищу во рту. У них сильно развиты жабры-верши.

Карликовые головастики - хищники. Они открывают свой трубкообразный рот только при пожирании маленьких рачков или другой пищи, имеют одну пару жаберных щелей, а жабр-вершей у них нет. Их глаза направлены вперед, и плавают когтеносцы горизонтально, а головастики шпорцевой лягушки - косо, под углом к поверхности воды.

Трансплантацию проводили на стадии нейрулы, т.е. в тот момент, когда у зародышей начинает закладываться нервная система. Реципиенту-зародышу пересаживали участок мозга донора, включающий фрагмент среднего и продолговатого мозга. В описываемых опытах у химер продолговатый мозг был от донора, а средний - от реципиента. Между нервной тканью донора (шпорцевого головастика) и реципиента (карликового когтеносца) устанавливались нормальные нервные связи: аксоны нервных клеток трансплантата врастали в ткани мозга хозяина. Эти химерные создания фильтровали пищу так же, как это делают шпорцевые лягушки. В 42% случаев они ритмично открывали рот и глотку. Наряду с этим у них сохранилась реакция хозяина, и они заглатывали маленьких рачков. К таким ритмическим движениям мышц глотки могли побудить нейроны донора. Однако под влиянием среднего мозга хозяина осуществлялась его программа с участием программы донора.

Итак, все эти опыты на взрослых лягушках и головастиках показывают, что в основном поведение животных можно переопределить, пересаживая чужеродный мозг, хотя в известной степени такой эффект может зависеть и от повреждения мозга реципиента. Отметим также, что после пересадки химерный мозг всегда претерпевает некоторые морфологические изменения, но функционирует.

--------

Цель наших экспериментов состояла в том, чтобы понять, как изменится наследственно обусловленный характер поведения у химерных особей в результате перекрестной пересадки зачатка мозга у зародышей этих видов.

...

Результаты нашего опыта позволяют сделать вывод, что, несмотря на выраженную несовместимость тканей травяной и шпорцевой лягушек, все же в некоторых случаях удается получить химерных особей при пересадке на стадии нейрулы - ранней хвостовой почки. У таких амфибий оказываются переопределены запрограммированные пищевой и экологический, поведенческий инстинкты.

http://www.scorcher.ru/journal/art/art325.php