Яйцето или кокошката?

Въпросът за „яйцето или кокошката“ датира от столетия насам, като колкото и смехотворно да звучи, предлаганите теории за неговото разгадаване са поне дузина. Спомням си как дядо ми се шегуваше с мен, когато започнах да уча във Ветеринарният техникум, като ме провокира да задавам този въпрос към преподавателите си. Предполагам, че в съзнанието на един селски човек подобен въпрос звучи неразрешим, което води след себе си съзнателно или не, отхвърляне на научните постижения, въпреки които „важният“ въпрос за това кое е възникнало първо „яйцето или кокошката“ остава не разрешен!
Е, около 20 години по-късно, магистратура по молекулярна биология и докторат по генетика, мисля че днес мога да предложа сериозни аргументи в полза на яйцето 😊
Всъщност отговорът на въпроса е сравнително елементарен и се крие в правилният прочит на еволюционната теория на Дарвин и мутационната изменчивост на ДНК под въздействието на различни екзо и ендогенни фактори. Нека се спрем на тези два механизма по отделно:
Според Чарлз Дарвин, след обособяването на първата клетка (виж предходният пост), едноклетъчните започнали да се развиват, което довело до възникване на прости многоклетъчни организми. В следствие факторите на околната среда те постепенно започнали да придобиват нови функции и морфологични изменения. За да не ви отегчавам, ще прескоча директно към момента касаещ произхода на птиците – според Дарвин птиците произлизат от влечугите. Автора описва редица преходни форми, открити във вкаменелости в различни части на света, като процесът е отнел сравнително дълъг период от време. Принципите на естественият отбор спомагали за селекция на индивиди с качества даващи им предимство в борбата за храна, репродуктивна способност и т.н. Така постепенно започнали да се получават преходни видове … и накрая се стига до съвременните птици в т.ч. и кокошки. Въпреки огромният му принос за съвременната наука, Чарлз Дарвин е живял далеч преди откриването на ДНК. Това е провокирало неговите опоненти да се съмняват в предоставените доказателства за произхода на видовете. Днес можем да дадем един по-прецизен прочит на Дарвиновите твърдения през призмата на ДНК – молекулата на живота!
Дарвин говори за постепенни морфологични изменения в отговор на средовите фактори. Това може да звучи доста налудничаво ако не приемем, че еволюцията е процес с огромна продължителност от време. Обособяването на различни органи и системи, тяхната модификация и т.н. вероятно наистина се дължат на своеобразен отговор на факторите на околната среда, но това е само видимата част от биоразнообразието. Всъщност преди да се „модифицира“ определен морфологичен белег са необходими редица промени в ДНК на конкретният вид. Обърнете внимание, че не говорим за индивид, а вид. Еволюцията е продължителен процес, който се случва между поколенията в рамките на вида. Какви могат да бъдат тези промени в ДНК? Всъщност промените могат да варират според своя характер и размер на засегнатия генетичен материал. Сега ще се спрем на най-лесните за разбиране от тях – генните мутации. Понятието генни или точкови мутации произлиза от факта, че при този тип мутации се наблюдават замени на един нуклеотид с друг в молекулата на ДНК. Тази промяна от своя страна води до замяна на един кодон в друг, а това води до замяна на определена аминокиселина в синтезиращата се полипептидна верига. Този тип мутации водят до появата на нови алели – варианти на определен ген. Така ние хората притежаваме ген за цвят на очите и негови варианти (алели) кодиращи син, кафяв, зелен и т.н. цвят. Пример за този тип мутации можем да придобием от следната схема:

Както е видно, в следствие на промяната само в един нуклеотид в ДНК, крайният протеин ще притежава една различна аминокиселина, което вероятно ще рефлектира върху неговите функции. Така ако в „оригиналната“ ДНК последователност се кодира  аминокиселината Лизин, в следствие на промяната на един нуклеотид, в крайният белтък на същото място може да се окаже аминокиселината Аргинин или Треонин.
Какви ще са последствията от промененият аминокиселинен състав на конкретен белтък е въпрос на случайност – промяна формата на определена кост, видоизменение на кожните клетки и поява на пера и т.н.
Нека се върнем на въпросът за кокошката и яйцето и какво общо има с мутационната изменчивост на видовете. Имайки предвид, че голяма част от влечугите се размножават посредством яйца от една страна и постепенното натрупване на генни мутации в генома от друга, бихме могли да съзрем възможността от натрупване на различни мутации в продължение на дълъг период от време. Така всеки променен протеин, ще води до малка или по-голяма фенотипна промяна, докато накрая от яйцето на конкретно влечуго, ще се излюпи първото пиле. Ако физическите характеристики на този организъм дават предимство в борбата за оцеляване, то този организъм ще има по-големи възможности да се размножи. Тук отново трябва да направим уточнението, че еволюцията се случва в рамките на вида (а не на индивида), т.е. необходими са достатъчен брой индивиди със сходни мутации в определени участъци на генетичният код. В следствие на мутационната изменчивост в гените на влечугите, някога, в едно от многото яйца на дадено влечуго се е появил първият птичи зародиш, дал живот на съвсем нов клас организми от животинското царство - птиците!
Целта на този блог е сложните генетични механизми да бъдат приведени до лесно разбираем език. Е, този път бе малко по-сложно, но поне изяснихме истината за това кое е възникнало първо „яйцето или кокошката“!