Мутациите като източник на вариация

В много видеа обсъждахме еволюцията и естествения подбор и това, че изменчивостта в една популация може да задвижи естествения подбор и еволюцията. Ако имаш популация от кръгове – очевидно това е много прост модел – може би някои от тези кръгове са в бял цвят, може би някои са сини и може би някои от тях са с този червеникав цвят на сьомга. Околната среда може да е такава, че някои от тях да имат предимство по отношение на възпроизводството, оцеляването, избягването на хищници или в намирането на храна. Да кажем, че тези кръгове поради някаква причина са в среда, в която, може би, да си син означава, че по-лесно ще избягваш хищници и ще е малко по-лесно да се възпроизвеждаш и да намираш храна. Тогава в следващото поколение, понеже сините е по-вероятно да стигнат до възпроизвеждане, понеже не биват изядени, е вероятно да има повече сини в следващите поколения. Ще нарисувам още няколко сини. И може би малко по-малко от другите, понеже те също така се конкурират за ресурси помежду си, поне в този модел, който правя. И с времето, ако този син фенотип – спомни си, фенотипът е изразената черта, която е наблюдаема, за разлика от генотипа, който е цялата генетична информация, част от която понякога може да е изразена, може да не е, но както можеш да видиш, ако в тази среда сините имат някакво преимущество, дори ако е малко вероятностно преимущество, след много поколения сините ще започнат да доминират. И започваш да виждаш как тази популация еволюира така, че да има повече сини индивиди. Имаш тези сини кръгове. Един начин да разглеждаш това е, че имаш вариация в един вид и върху това се основава естественият подбор. Определени варианти може да са по-благоприятни от други, което е наистина необходимо за естествения отбор, за да се задвижи еволюцията. Ключов въпрос е откъде идва тази вариация в една популация. И за да помислим върху това, просто трябва да си припомним какво определя фенотипа. Как тези експресирани черти биват експресирани? Ами, във всички живи организми, които са ни познати, имаме ДНК. Като човешки същества ние имаме 23 двойки хромозоми и всяка хромозома можеш да разглеждаш като много, много, много дълга нишка ДНК. Различни части от тази ДНК кодират различни черти. Тези участъци, които кодират определени протеини или части от ензими, наричаме гени. Наричаме тези участъци гени. Имаме множество хромозоми. Като човешки същества – впрочем различните видове имат различен брой хромозоми, но като човешки същества ние имаме 23 двойки хромозоми. Можеш да си представиш всяка хромозома като дълга верига ДНК. Части от тази ДНК кодират специфични гени и после, ако разгледаме под лупа, ще видим, че тези гени се състоят от неклуотидни последователности. Това е само преговор, виждали сме го в други видеа – тук виждаш аденин, гуанин, цитозин, тиамин – тяхната последователност е информацията, която в крайна сметка ще бъде кодирана в иРНК, която после се транслира до протеин. Има два главни източника на изменчивост. Един източник на вариация е половото възпроизвеждане. Полово размножаване. Не всички организми се възпроизвеждат полово, но много от тези, които познаваме, включително човешките същества, го правят, като мъжки представител на вида и женски представител на вида допринасят на случаен принцип половината от хромозомите си за следващия организъм. Един начин да разглеждаме половото възпроизвеждане е, че то постоянно размесва версиите на гените, които имаш в популацията, в различни комбинации на версиите на тези гени, и това генерира вариация. Но половото възпроизвеждане само по себе си не създава нови версии на гените, които наричаме алели, или цели нови гени. Новите гени възникват чрез мутации. Може би вече си се досетил/а, че ще говорим за това, поради заглавието. Друг източник на вариация – който е много по-фундаментален, понеже се случва дори при организми, които не се възпроизвеждат полово – е че с времето може да се появят случайни грешки. Може да има промени на тези гени и това може да е случайно, може би този Г бива превърнат в Ц или може би тези Т и А биват изрязани по време на процеса на репликация на ДНК. Тези мутации, които се отнасят до генотипа – и нека изясня, когато гледаме тази секвенция (последователност), говорим за генотип. Разликите в генотипа не винаги са очевидни от експресираните черти. Понякога наистина променят фенотипа, като са наблюдаеми във фенотипа. Понякога не го променят. Но когато са наблюдаеми във фенотипа, както току-що споменах, много пъти може да е отрицателна промяна във фенотипа, която прави организма по-нежизнеспособен или затруднява оцеляването и възпроизвеждането, но отвреме-навреме може да доведе до вариация във фенотипа, която е неутрална или дори носи някакъв вид преимущество. Може да е била случайна мутация, която някак е превърнала един от тези бели кръгове в син кръг и може да е имало друга мутация, която е превърнала бял кръг в квадрат и той не е бил жизнеспособен като организъм, но сините кръгове се оказали жизнеспособни в средата, в която са, това е било благоприятна вариация.