Informacyjna koncepcja teorii
ewolucji
Witalij Arnoldovich Kordyum
ż�Ur. 31 lipca 1931 r., doktor nauk biologicznych,
Ur. 31 lipca 1931 r., doktor nauk biologicznych,
autor ponad 300 prac naukowych i 41 patentów
autor ponad 300 prac naukowych i 41 patentów
na wynalazki; absolwent Wydziału Biologii
na wynalazki; absolwent Wydziału Biologii
Narodowego Uniwersytetu im.Tarasa
Narodowego Uniwersytetu im.Tarasa
Szewczenki w Kijowie; laureat Nagrody Ukrainy
Szewczenki w Kijowie; laureat Nagrody Ukrainy
w dziedzinie nauki i technologii z zakresu badań
w dziedzinie nauki i technologii z zakresu badań
kosmicznych i biologii związanych z
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 r. , w
 Ewolucja biosfery , opublikowanej w 1982 r. , w
której zaproponował ideę informacyjnej
której zaproponował ideę informacyjnej
koncepcji ewolucji. Podstawowym założeniem tej
koncepcji ewolucji. Podstawowym założeniem tej
koncepcji jest to, że głównym czynnikiem
koncepcji jest to, że głównym czynnikiem
ewolucji jest horyzontalny transfer genów.
ewolucji jest horyzontalny transfer genów.
Co rozumiemy pod pojęciem  horyzontalny transfer genów ?
l�
Zjawisko to jest przeciwieństwem normalnego, wertykalnego,
czyli pionowego przekazania genów potomstwu przez rodziców.
l�
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.
l�
Gatunki  to system otwarty dla wymiany informacji praktycznie z całej
biosfery
l�
Ewoluują nie gatunki, nie populacje, a cała biosfera jednocześnie,
ponieważ istnieje stała wymiana informacji.
l�
Podstawowym z
ródłem i materiałem ewolucji jest egzogenna informacja
l�
Egzoinformacja jest zmienna i odzwierciedla wygląd całej biosfery
l�
Koncepcja ta przewiduje wolne istnienie materiału genetycznego i
informacji biosfery (koncepcja  wolnego genu )
l�
Przewiduje istnienie milczącej informacji  niezrealizowana informacja
biosfery (nie ulega doborowi)
l�
W każdy organizm zawsze wchodzi nowa informacja, która
eliminuje w części lub w całości starą informację
l�
Organizmy mają mechanizmy do włączenia egzoinformacji w
genom
l�
Koncepcja przewiduje istnienie producentów informacji, nośników
informacji, mechanizmu przekształcania i konsumentów informacji
l�
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.
l�
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)
- póz
niej 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. KANAA
SYMBIOTYCZNY
5. CZ
ŚCIOWA WYMIANA CHROMOSOMÓW
6. INFORMACYJNE UDERZENIE
7. TRANSGENEZA
8. INICJATORY REKOMBINACJI
9. ZA POMOC
TRANSPOZONÓW
10. WYMIANA PLAZMIDAMI I EPISOMAMI
11. KANAA
INFORMACYJNY ZA POMOC
WIRUSÓW
Losy informacji genetycznej
l�
Jeśli informacja wchodzi do genomu to :
- może działać
- może być neutralna
- może być eliminowana
l�
U organizmów prostych, jednokomórkowych egzoinformacja może
od razu przejawić się fenotypowo i być dziedziczna - tempo
ewolucji może być wyższe.
l�
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???
l�
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.
l�
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)
l�
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 znalez
ć 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.
l�
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
l�
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.
l�
Proces powstawania jakościowo nowej informacji często
odbywa się gwałtownie i masowo.
l�
W tym wypadku wirusy występują jako podstawowy czynnik
ewolucji.
l�
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).
l�
Ta koncepcja objaśnia gwałtowność ewolucyjnych zmian, powstanie
nieadaptacyjnych cech, dużych taksonów i tłumaczy wielką
różnorodność biosfery przy stosunkowo nieróżnorodnych warunkach
istnienia.
l�
Nie odrzuca ona roli doboru naturalnego i twierdzi, że dobór działa w
ścisłym związku z innymi czynnikami i mechanizmami
l�
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.
l�
Kordyum uważa, że ewolucja przebiega w połączeniu doboru
naturalnego z tymi trzema niejasnościami.
l�
Koncepcja ta nie występuje przeciw teorii Darwina, a pokazuje
nowe , dodatkowe mechanizmy, które leżą w osnowie ewolucji.