Читать книгу Błąd Darwina - Группа авторов - Страница 27

Ubolewając nad tradycyjnym monopolem doboru naturalnego i dryfu genetycznego, uważanych za jedyne przyczyny formowania się nowych gatunków, Gabriel Dover zaproponował nowy mechanizm – tak zwany „napęd molekularny” (zob. Dover 1982a, 1982b). Jego propozycja zasadniczo sprowadzała się do postulowania procesów wymiany molekularnej wewnątrz genomu, która byłyby niezależna od selekcji naturalnej. Ten skoordynowany mechanizm pozwala na formowanie nowych form biologicznych „w sposób, który nie został przewidziany przez klasyczną genetykę doboru naturalnego i dryfu genetycznego”. Wyjaśniając (za pomocą narzędzi dostępnych we wczesnych latach osiemdziesiątych) szczegóły owego w pełni mechanicznego procesu molekularnego, który miał przy tym być całkowicie wewnętrzny wobec aparatu genetycznego, Dover użył słów, które dwadzieścia pięć lat później miały zyskać na popularności: „uwarunkowanie”, „ukierunkowanie” oraz „konwersja”.

Dover podkreśla, że we wszystkich genomach wszelkich badanych gatunków, poczynając od owadów, przez robaki, a na ludziach kończąc, powszechnie występują genomowe mechanizmy reorganizacji fragmentów DNA (transpozycji, inwersji i duplikacji), które generują coś, co nazywa on pędem molekularnym. Nawracająca niestabilność genomów prowadzi do reorganizacji i powstania nowych, tymczasowych stabilizacji. Dover zauważa, że rozprzestrzeniające się skutki pędu molekularnego działają w dokładnie taki sam sposób (błąd losowy), co stochastyczny dryf genetyczny na poziomie fenotypu. Poza konwersją genów, do którego to zagadnienia zaraz wrócimy, istnieją transpozycje DNA (przemieszczenia fragmentu DNA), mutacje dynamiczne (mutacje spowodowane poślizgiem polimerazy, polegające na powieleniu się fragmentu DNA), pomyłki wynikające z nierównej wymiany informacji podczas procesu crossing-over i inne procesy, które łącznie – w ujęciu Dovera – sprawiają, że pojedyncza mutacja jednego genu w jednym indywiduum może, po upływie kilku pokoleń, rozprzestrzenić się na całą reprodukowaną płciowo populację. Ten stymulowany przez czynniki wewnętrzne proces jest w stanie otworzyć dla danej populacji – w stosownej perspektywie czasowej – ścieżki rozwoju, reprodukcji i zachowań, które były dotąd niedostępne. Zgodnie ze schematem proponowanym przez Dovera (zob. również jego książka z 2001 roku Dear Mr. Darwin) można uznać, że pojawienie się nowych, przyjaznych środowiskowo funkcji jest zależne od interakcji wielu procesów: pędu molekularnego, losowego dryfu oraz (tak, również) doboru naturalnego. Mówiąc w sposób bardzo skrótowy, istnieją tu siły, które wynikają z niestabilności genomów (którym towarzyszą też wszechobecne, niemendlowskie mechanizmy reorganizacji). Uzyskujemy w ten sposób radykalnie szersze rozumienie natury funkcji biologicznych poddanych ewolucji.

Szczególny nacisk kładzie się obecnie na pewien specyficzny aspekt pionierskich intuicji (oraz danych i obliczeń) Dovera, a mianowicie na proces zwany biased gene conversion (BGC)59. Obecnie przyjmuje się, że mechanizm ten, polegający na błędach procesu rekombinacji i następującej w dalszej kolejności segregacji genów oraz na zmianach sekwencji powstałych w zrekombinowanych cząsteczkach DNA, odpowiada za powstawanie nowych wariantów genów (nowych alleli) niezależnie od procesu selekcji. Cała klasa licznych i ewolucyjnie niedawnych różnic w sekwencjach DNA między odpowiadającymi sobie genami u ludzi i innych naczelnych, zazwyczaj przypisywana selekcji naturalnej, okazuje się wynikiem działania BGC (Berglund i in. 2009). W pracach Dureta (2009), Galtiera i in. (2009), Hodgkinsona i in. (2009) omawia się wpływ BGC na tradycyjne pojmowanie (i obliczenia statystyczne) domniemanych przypadków „czyszczenia selekcyjnego” w ewolucji człowieka. O odmienności mechanizmów konwersji genetycznej od selekcji naturalnej najlepiej świadczy fakt, że mogą one nawet promować utrwalanie szkodliwych mutacji u naczelnych.

Angielski biochemik Laurence Hurst omawiając w „Nature” z 29 stycznia 2009 roku dane przedstawione przez zespół Berglunda, pisze:

Te dane (…) są zgodne z poglądem, który upatruje w BGC siłę napędową ewolucji, która potencjalnie jest w stanie wyjaśnić szerokie zakresy zasadniczo homogenicznych treści nukleotydowych (…) w naszym genomie. Co bardziej niepokojące, wyniki te kwestionują użyteczność standardowego zestawu narzędzi do identyfikacji w hotspots mutacji, które są korzystne dla organizmów. Przekonujące dowody pozytywnej selekcji wymagają obecnie zarówno dowodów, że zmiany nie są wynikiem BGC, jak i analizy wpływu zmian aminokwasowych. (Hurst 2009, s. 544)