Informacyjna koncepcja teorii
ewolucji

Witalij Arnoldovich Kordyum



Ur. 31 lipca 1931 r., doktor nauk

Ur. 31 lipca 1931 r., doktor nauk

biologicznych, autor ponad 300 prac

biologicznych, autor ponad 300 prac

naukowych i 41 patentów na wynalazki;

naukowych i 41 patentów na wynalazki;

absolwent Wydziału Biologii Narodowego

absolwent Wydziału Biologii Narodowego

Uniwersytetu im.Tarasa Szewczenki w

Uniwersytetu im.Tarasa Szewczenki w

Kijowie; laureat Nagrody Ukrainy w

Kijowie; laureat Nagrody Ukrainy w

dziedzinie nauki i technologii z zakresu

dziedzinie nauki i technologii z zakresu

badań kosmicznych i biologii związanych z

badań kosmicznych i biologii związanych z

informacyjną koncepcją ewolucji. Prowadził

informacyjną koncepcją ewolucji. Prowadził

badania nad wpływem egzogennego RNA na

badania nad wpływem egzogennego RNA na

genetyczny system Prokaryota i ich ewolucji.

genetyczny system Prokaryota i ich ewolucji.

Wyniki tych badań zebrał w monografii pt.

Wyniki tych badań zebrał w monografii pt.

„Ewolucja biosfery”, opublikowanej w 1982

„Ewolucja biosfery”, opublikowanej w 1982

r. , w której zaproponował ideę informacyjnej

r. , w której zaproponował ideę informacyjnej

koncepcji ewolucji. Podstawowym

koncepcji ewolucji. Podstawowym

założeniem tej koncepcji jest to, że głównym

założeniem tej koncepcji jest to, że głównym

czynnikiem ewolucji jest horyzontalny

czynnikiem ewolucji jest horyzontalny

transfer genów.

transfer genów.

Co rozumiemy pod pojęciem „horyzontalny transfer
genów” ?



Zjawisko to jest przeciwieństwem normalnego,
wertykalnego, czyli pionowego przekazania genów
potomstwu przez rodziców.



Horyzontalny (poziomy) transfer genów zwykle obejmuje
jedynie kilka genów jednego gatunku, które zostają włączone
w genom innego gatunku, czyli umożliwia nabycie nowych
genów od innego organizmu, który nie może być rodzicem.

Podstawowe założenia informacyjnej koncepcji teorii
ewolucji

:

Jest to nowa koncepcja, która wyjaśnia wpływ czynnika informacyjnego

na ewolucję. Zakłada ona przejście od ewolucji gatunków do ewolucji
biosfery

.



Gatunki – to system otwarty dla wymiany informacji praktycznie z
całej biosfery



Ewoluują nie gatunki, nie populacje, a cała biosfera jednocześnie,
ponieważ istnieje stała wymiana informacji.



Podstawowym źródłem i materiałem ewolucji jest egzogenna
informacja



Egzoinformacja jest zmienna i odzwierciedla wygląd całej biosfery



Koncepcja ta przewiduje wolne istnienie materiału genetycznego i
informacji biosfery (koncepcja „wolnego genu”)



Przewiduje istnienie milczącej informacji – niezrealizowana informacja
biosfery (nie ulega doborowi)



W każdy organizm zawsze wchodzi nowa informacja, która
eliminuje w części lub w całości starą informację



Organizmy mają mechanizmy do włączenia egzoinformacji w
genom



Koncepcja przewiduje istnienie producentów informacji,
nośników informacji, mechanizmu przekształcania i
konsumentów informacji



Informacja będzie mieć rezultat jeśli może zmieniać ewolucje
taksonów

Udowodniono, że egzoinformacja może zmienić genom każdego

organizmu niezależnie od rangi taksonów, stosunków rodzinnych,
filogenetycznych. Jest to, zdaniem autora, normalnym, naturalnym
procesem biosfery, który można opisać różnymi charakterystykami
ilościowymi za pomocą aparatu matematycznego. Ta egzoinformacja
wchodzi do genomu, zmienia go, a to oznacza, że zmienia ewolucję
całego organizmu

.



Kordyum doszedł do wniosku, że istnieje nietradycyjne
przekazanie informacji genetycznej.

Jak odbywa się przepływ informacji w ekosystemach –

porównanie:

- w czasach Darwina były znane 2 kanały informacji: płciowe i

bezpłciowe rozmnażanie (powstała syntetyczna teoria
informacji- informacja znana na poziomie genotypu)

- później powstała niedarwinowska teoria ewolucji, która

wyjaśniała wpływ dryfu genów na ewolucję (sprzeczne z
doborem naturalnym)

- współcześnie mamy nietradycyjną wymianę informacji

dziedzicznych

Kanały przekazu informacji wg Kordyuma
(poznane tylko dla bakterii, wirusów i fagów) :

1.

TRANSDUKCJA

2.

TRANSFORMACJA

3.

ODWROTNA TRANSKRYPCJA

4.

KANAŁ SYMBIOTYCZNY

5.

CZĘŚCIOWA WYMIANA CHROMOSOMÓW

6.

INFORMACYJNE UDERZENIE

7.

TRANSGENEZA

8.

INICJATORY REKOMBINACJI

9.

ZA POMOCĄ TRANSPOZONÓW

10.

WYMIANA PLAZMIDAMI I EPISOMAMI

11.

KANAŁ INFORMACYJNY ZA POMOCĄ WIRUSÓW

Losy informacji genetycznej



Jeśli informacja wchodzi do genomu to :

- może działać

- może być neutralna

- może być eliminowana



U organizmów prostych, jednokomórkowych egzoinformacja
może od razu przejawić się fenotypowo i być dziedziczna -
tempo ewolucji może być wyższe.



U wyższych Eukaryota taka informacja może najpierw
wpływać na komórki reprodukcyjne i nie może być od razu
widoczna fenotypowo, a będzie realizowana w pokoleniach
potomnych.

W każdym wypadku nowa informacja powinna być

dopracowana w każdym organizmie. Przy takim
dopracowaniu duży wpływ maja różne czynniki.

Informacja może być :
- dziedziczna – najpierw następują zmiany biochemiczne,

potem genetyczne, a na końcu morfologiczne

- eliminowana

A jak to wygląda w praktyce???



Z poziomym przekazem genów mamy do czynienia

np. w sytuacjach choroby wirusowej. Wirus poprzez

wbudowanie swoich genów "porywa" komórkową

maszynerię produkcji białek i kwasów nukleinowych.

Kiedy wirus uwalnia się może przypadkowo porwać

kawałek genomu poprzedniego gospodarza.

Następnie zakażenie takim wirusem oznacza

poziomy transfer genów. Przykładem niech będzie

ptasia grypa. Bezpośrednio nie atakuje ludzi. Może

natomiast zarazić świnie, a zmodyfikowany pod

wpływem genomu świni wirus zdolny jest już zakazić

człowieka.



Eukariotyczny pierwotniak Entamoeba histolytica, który
wywołuje u człowieka czerwonkę, może żyć w warunkach
beztlenowych w jelicie dzięki enzymom fermentacji, których
większość Eukariontów nie ma.

Analiza filogenetyczna wykazała, że niektóre z tych enzymów

pochodzą z horyzontalnego przekazu genów od archeowców.

Poziomy transfer genów a GMO (Genetically Modified

Organism)



Istnieje ciągle rozpowszechniany lęk, że geny z

organizmów GMO przedostaną się do genomu człowieka i

uczynią nas jakimiś potwornymi mutantami z genami np.

kukurydzy. Jeśli byłoby to takie łatwe roślinożercy mieliby

mnóstwo genów roślinnych. Właściwie bylibyśmy tym co

jemy.

Przeprowadzono badania, w których próbowano w

próbkach mięsa kurczaków znaleźć geny soi. Soja

stanowiła podstawę paszy badanych kurczaków. Wynik

był negatywny. Nic dziwnego, gdyż horyzontalny transfer

genów do genomu Eukariontów jest trudny. Istnieją

mechanizmy chroniące nasze komórki przed obcym DNA,

gdyż jego pojawienie się w większości przypadków

oznacza próbę zawładnięcia komórką przez wirusa.



Istnieje gatunek bakterii, Agrobacterium tumefaciens, które
potrafią przenieść plazmid do komórki roślinnej. W
laboratorium można podmienić geny na plazmidzie, tak by
bakteria działając jak strzykawka dostarczyła pożądane geny
do genomu rośliny. Obserwuje się obecność genów roślinnych
w genomach nicieni oraz pasożytów glebowych żerujących na
tych roślinach

.

PODSUMOWANIE



Informacyjna koncepcja teorii ewolucji przebiega na
zasadach utworzenia jakościowo nowej informacji, która
powinna być przeniesiona do konsumenta poprzez kanały.

W konsumencie informacja powinna być dopracowywana.

W tym czasie w organizmie są uruchamiane mechanizmy,
które regulują ten proces.



Proces powstawania jakościowo nowej informacji często
odbywa się gwałtownie i masowo.



W tym wypadku wirusy występują jako podstawowy
czynnik ewolucji.



Jako wynik tego wszystkiego w populacji mogą powstać
nowe możliwości ewolucyjne na zasadach syntezy nowych
struktur białkowych. Struktury te mogą doprowadzić do
powstania nowych cech, które podchodzą pod wpływ
doboru naturalnego (adaptacja).



Ta koncepcja objaśnia gwałtowność ewolucyjnych zmian,

powstanie nieadaptacyjnych cech, dużych taksonów i tłumaczy

wielką różnorodność biosfery przy stosunkowo nieróżnorodnych

warunkach istnienia.



Nie odrzuca ona roli doboru naturalnego i twierdzi, że dobór

działa w ścisłym związku z innymi czynnikami i mechanizmami



Czynniki te to trzy podstawowe niejasności ewolucji :

- 1. Działanie mutacji jako proces losowy.
- 2. Przeniesienie informacji, która też pojawia się na drodze
losowej i która może być popierana lub nie przez dobór
naturalny
- 3. Realizacja egzoinformacji i dopracowanie jej w nowych
organizmach podchodzi pod wpływ dużej ilości czynników
losowych.



Kordyum uważa, że ewolucja przebiega w połączeniu doboru
naturalnego z tymi trzema niejasnościami.



Koncepcja ta nie występuje przeciw teorii Darwina, a
pokazuje nowe , dodatkowe mechanizmy, które leżą w
osnowie ewolucji.

DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ