डार्विन बैक्टीरिया विकास - बड़ी तस्वीर

मैं एक उत्तेजक बयान के साथ शुरू करूंगा - "जीवविज्ञानी अपने शोध का विवरण प्रकाशित नहीं करते हैं।" यह बहुत सारे लेख, इतने सारे अध्ययन प्रतीत होंगे ... लेकिन प्राप्त जानकारी का विवरण और विवरण कहां है? सिद्धांत रूप में, यह नहीं है। और ऐसी जानकारी के बिना लेख खाली और विवादास्पद हैं। हर कोई अपने स्वयं के तरीके की प्रशंसा करता है, लेकिन कितने लोगों ने अन्य लोगों के डेटा को सत्यापित करने के लिए परेशान किया है, और सबसे महत्वपूर्ण बात, क्या वह ऐसा करने में सक्षम था?

कोई केवल एनसीबीआई जीनोम और पीडीबी के रूप में ऐसे जैव सूचना डेटाबेस की उपस्थिति का स्वागत कर सकता है, जिसमें शोधकर्ताओं ने अनुक्रमित जीनोम और आरएनए और प्रोटीन की संरचनाओं पर डेटा रखा है। और सबसे महत्वपूर्ण बात, कुछ वैज्ञानिकों ने लेख प्रकाशित करने से पहले, पहले बायोइंफॉर्मेशन डेटाबेस में डेटा डाला।

आप मुझे बताएं कि कई अन्य आधार हैं - लेकिन मैं आपको बताऊंगा कि वे कम गंभीर हैं, और एक नियम के रूप में इन दोनों के साथ कुछ अनुकूलन हैं। लेकिन मुख्य बात यह है कि अन्य सभी जैव सूचना, द्वितीयक कह सकते हैं, डेटाबेस में फिट नहीं है। बहरहाल, लेखों में कई तरह की अटकलें हैं।

बेशक, यह मेरे जैसे शौकीनों के लिए ही दिखता है। असली पेशेवरों के पास फार्मेसी में सब कुछ है। इसलिए, आप इन पाथोस कथनों के उत्तर से खुद को परेशान नहीं कर सकते। हम सिर्फ इस बारे में बात करेंगे कि एक शौकिया की नजर से जैव सूचना विज्ञान अपने निजी क्षेत्रों में कैसा दिखता है। लेकिन शायद यह कहानी आपको कुछ करने के लिए प्रेरित करेगी।

हम डार्विन के अनुसार एक विकास वृक्ष बनाने के बारे में नीचे बात करेंगे, यह देखो कि यह कितना उचित है, और फिर भी मैं सबसे रूढ़िवादी tRNA जीन के आधार पर बैक्टीरिया के विकास का एक पूरा पेड़ (उपलब्ध जानकारी के भीतर) दूंगा। और मैं इस तरह के एक पेड़ के निर्माण की विधि के बारे में स्पष्टीकरण दूंगा।

बायोइनफॉरमैटिक्स के विशेषज्ञ खंड संख्या 5 से पढ़ने की सलाह देते हैं, मेरे सभी रास्तों को छोड़ देते हैं।

नंबर 1। वर्गीकरण

एक शौकिया होने के नाते, मैं हमेशा एक चीज के बारे में सोचता था - जब डीएनए की कोई जानकारी नहीं है, तो जीवों को कैसे वर्गीकृत और व्यवस्थित किया जा सकता है, जब जीवों के उपभेदों को अभी तक अनुक्रमित नहीं किया गया है? और कृपया, नवीनतम संस्करण में केवल बर्गी हैंडबुक , जीन की जानकारी को ध्यान में रखना शुरू किया। और इससे पहले, उन्होंने बैक्टीरिया की केवल संरचनात्मक और कार्यात्मक विशेषताओं को ध्यान में रखा।

मैं उन रूढ़िवादी जीवविज्ञानियों के बारे में बात नहीं कर रहा हूं, जो सभी गंभीरता से बताते हैं कि वर्गीकरण को न केवल जीनोमिक तुलना के आधार पर, बल्कि रूपात्मक और शारीरिक आंकड़ों के आधार पर भी बनाया जाना चाहिए। और क्या यह जीन युग में है कि हमें सी। लिनिअस के समय में वापस आना चाहिए?

लेकिन बेरेगी हैंडबुक की तुलना में अधिक आधिकारिक प्रकाशन की अनुपस्थिति में, टैक्सोनॉमी पर बायोइंफॉर्मेशन डेटाबेस, जैसे कि एनसीबीआई में , हालांकि वे अधिक पूर्ण हैं और कभी-कभी अनुक्रमित उपभेदों के लिंक होते हैं - इस तरह के पेड़ के निर्माण का सिद्धांत बस बर्गी हैंडबुक का एक प्रतिनिधि है।

इसे गलत कहें ... ठीक है, आप आसानी से अंतर पा सकते हैं। लेकिन आप कभी नहीं समझ पाएंगे कि एक पेड़ वास्तव में ऐसा क्यों है। बेशक, इसका श्रेय इस या उस प्रजाति को दिया जाता है, जिसने टैक्सेन को ऐसा नाम दिया था, और यदि लेख भाग्यशाली है, और भले ही वह लेख बहुत भाग्यशाली हो, तो यह संक्षेप में वर्णित किया जाएगा कि इस टैक्सेन को एक तरह से या कर में क्यों रखा गया था।

इसके अलावा, यदि हम फ़ाइलोजेनेटिक पेड़ों के निर्माण पर अलग-अलग लेख लेते हैं, तो उनमें बहुत कम संख्या में प्रजातियों पर विचार किया जाता है, और पेड़ों को पूरी तरह से गैर-पारदर्शी तरीकों का उपयोग करके बनाया जाता है, न कि बड़े पैमाने पर।

नंबर 2। शौकिया समस्या

कई पेशेवर हैं जो इस तरह से मामले को पेश करने की कोशिश करते हैं कि शौकिया समस्या उनकी शिक्षा की कमी और ज्ञान की कमी है।

यह आंशिक रूप से सच है, लेकिन केवल आंशिक रूप से। एमेच्योर अपने स्वयं के व्यवसाय में नहीं लगे हुए हैं, क्योंकि उनका अपना पेशा है, वे अन्य चीजों में भी रुचि रखते हैं और सोचते हैं कि वे अपने ज्ञान को किस क्षेत्र में लागू कर सकते हैं। और जब वे कुछ इस तरह से देखते हैं जैसा कि मैंने ऊपर लिखा है टैक्सोनॉमी के लिए - वे कुछ भ्रम में पड़ जाते हैं।

वे सबसे भोली विधि लेते हैं, क्योंकि उन्हें एक परिणाम की आवश्यकता है, एक लेख लिखने का कारण नहीं है और एक विकास वृक्ष का निर्माण करना है। फिर पेशेवर नाराज होने लगते हैं कि ऐसा कैसे है - वे इसे पेशेवर रूप से करते हैं, लेकिन कोई परिणाम नहीं है ... अनुदान सभी उपयोग नहीं किए जाते हैं। यद्यपि आप एक व्यक्ति को बिना किसी विशेष कठिनाइयों के और बिना अपने सिर के साथ परेशान किए बिना उन सभी तरीकों का निर्माण कर सकते हैं जो जटिलता के लिए जटिलता का परिचय देते हैं। और इसलिए यह शौकिया से परिणाम निकला।

इस पर चर्चा की जा सकती है, लेकिन इस पर गंभीरता से चर्चा तभी की जा सकती है जब पेशेवरों के पास कम से कम कुछ तुलनात्मक और समान रूप से पारदर्शी हो। और अब हम इस पर आगे बढ़ेंगे।

नंबर 3। बहु-प्रजातियों की उत्पत्ति और अन्य बकवास

जो लोग मेरे पिछले लेखों को पढ़ते हैं, वे जानते हैं कि मैंने इस विषय पर पहले से ही लेख के साथ शुरू किया था , प्रोकैरियोट्स या "बहु-प्रजातियों की उत्पत्ति" के विकासवादी सिस्टमैटिक्स पर दिलचस्प परिणाम , और इतने लंबे समय पहले लेख में अधिक संपूर्ण परिणाम नहीं दिए गए हैं - प्रोकैरियोट्स के सिस्टमैटिक्स - दूर के रिश्तेदार । यहां मैं बताना चाहूंगा कि जैसे-जैसे यह अध्ययन आगे बढ़ रहा है, मेरा विश्वदृष्टि कैसे बदल गया है।

शुरुआत में, लेख से पता चला कि एक प्रकार के टीआरएनए के आधार पर जो एलेनिन को स्थानांतरित करता है, एक विभिन्न प्रजातियों, जेनेरा, आदि के बीच एक स्थिर संबंध पा सकता है। मैंने इस संबंध को यौन विरासत के रूप में व्याख्यायित किया है, क्योंकि जीवों को खोजना संभव था, जिसमें tRNA_Ala दो अन्य प्रजातियों से अस्तित्व में था। कुछ अपवाद थे, लेकिन अपेक्षाकृत कुछ थे। "क्या सरल हो सकता है," शौकिया रूप से कहा, "ये माँ और पिताजी से जीन हैं, और जीवविज्ञानी हमें अलैंगिक प्रजनन के साथ बेवकूफ बना रहे हैं।"

मेरे आलोचकों ने इस विचार को लगभग तब नोटिस नहीं किया था (जाहिरा तौर पर इसे क्षैतिज स्थानांतरण के लिए जिम्मेदार ठहराया गया था - हालांकि मॉम-डैड कनेक्शन बहुत स्थिर थे), लेकिन यह ध्यान दिया कि एक जीन के आधार पर निष्कर्ष निकालना गंभीर नहीं था।

मैं स्वेच्छा से सहमत था, लेकिन मैंने खुद से सोचा - आप अपने आप को कितने जीनों का विश्लेषण करते हैं? एक नियम के रूप में, एक 16 एस आमतौर पर सही होता है, केवल यह अधिक प्रामाणिक होगा, लेकिन उत्परिवर्तन द्वारा बीहड़। लेकिन हम दूसरों के साथ क्या तुलना करते हैं ... आगे बढ़ते हैं।

फिर मैंने NCBI और सभी tRNA में उपलब्ध सभी अनुक्रमित जीनोमों को लिया और जानकारी को अद्यतन किया (देखें प्रोकैरियोटिक सिस्टमैटिक्स - दूर के रिश्तेदार )।

आलोचना कम नहीं हुई, लेकिन वह अधिक भावुक हो गई। हाँ, मुझे लगा कि इस पर आपत्ति करना और अधिक कठिन हो जाएगा, और विरोधियों की दलीलें अप्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष हैं।

लेकिन मैंने देखा कि सामान्य तौर पर तस्वीर बहुत उलझी हुई थी, एक भावना थी कि प्रसव कहीं कमजोर, कहीं मजबूत होता है - लेकिन लगभग हर किसी को एक दूसरे के साथ पसंद है। एक या दूसरे प्रकार के जीन उन्होंने साझा किए।

कल्पना कीजिए कि विकास वास्तव में इस तरह से हो सकता है - क्योंकि जैसे कि सभी जीन को एक बॉयलर में फेंक दिया गया था, और फिर इस बॉयलर से एक यादृच्छिक सेट को स्कूप किया और एक नज़र बनाया - यह किसी तरह मुश्किल था। लेकिन नतीजों ने इस बात को बेबुनियाद बताया।
अलग-अलग जेनेरा, हालांकि समूहों में थोड़ा प्रतिष्ठित है, जैसे कि tRNAs को क्षैतिज रूप से यादृच्छिक रूप से प्रसारित किया गया था।

नंबर 4। डार्विन विकास - सोचने के तरीके के रूप में

वास्तव में, "बहु-प्रजाति मूल" पर विश्वास न करने का कोई 100% कारण नहीं है। यह ठीक वैसी ही अटकलें हैं जैसे डार्विन का विकास। इन अटकलों को स्पष्ट रूप से प्रयोगात्मक डेटा की व्याख्या करने के तरीके कहा जाना चाहिए। "बहु-प्रजाति की उत्पत्ति" एक ग्राफ का प्रदर्शन है जिस पर जेनेरा के बीच सटीक जीन संबंध हैं।

लेकिन इस ग्राफ में विकास की कोई दिशा नहीं है, यह ग्राफ अतीत के बारे में कोई धारणा नहीं बनाता है। यह बस आधुनिक जीवों के रिश्तेदारी तथ्यों को दर्शाता है। इसी समय, इन जीवों की रिश्तेदारी बहुत दूर हो सकती है और, इस ग्राफ के आधार पर, यह कहना संभव नहीं है कि प्रजातियों का विचलन कब हुआ।

डार्विन विकासवाद व्याख्या का एक और तरीका है, जो विकास के दौरान अधिक विस्तार से कल्पना करना संभव बनाता है।

लेकिन यहाँ शौकिया फिर से शास्त्रीय विचारों से घबराहट का सामना करना पड़ा, या केवल परिणामों की कमी से। मेरे प्रतिद्वंद्वी ने कहा कि जीवविज्ञान के लिए "प्राचीन" जैसी अवधारणा खराब है, क्योंकि उपलब्ध तरीकों के आधार पर, प्रजातियों की घटना के सापेक्ष समय का अनुमान लगाना असंभव है। लेकिन फिर भी, कई बिंदुओं को स्पष्ट करने के बाद, हम निम्नलिखित के बारे में आपस में सहमत हुए:

I: एक प्रजाति के रूढ़िवाद की डिग्री के बारे में बात कर सकता है क्योंकि ल्युज़ा के करीब रूढ़िवादी अणुओं की उपस्थिति की समग्रता है। शायद यही हमारे बीच का अंतर है।
प्रतिद्वंद्वी: हां, मैं इससे सहमत हूं। यही है, अगर हम बड़ी संख्या में जीन (जो कि अपने आप में एक कठिन काम है) से "पैतृक राज्य" को पुनर्स्थापित कर सकते हैं, तो प्रत्येक विशेष प्रजाति के लिए हम यह निर्धारित कर सकते हैं कि यह इस पैतृक राज्य के कितना करीब है। मुझे लगता है कि विभिन्न प्रजातियों के बीच बहुत अंतर नहीं होगा, लेकिन निश्चित रूप से ऐसे लोग हैं जिनके लिए विकास थोड़ा तेज था, ऐसे लोग हैं जिनके लिए थोड़ा धीमा है। मुझे सहज रूप से संदेह है कि प्राप्त मूल्य प्रत्येक विशेष प्रजाति के लिए प्रत्येक विशिष्ट शाखा (जड़ से) की लंबाई के साथ बहुत अच्छी तरह से संबद्ध होगा।

यही मैंने कहा - डार्विन के विकासवाद की व्याख्या। लेकिन मैं विशेष रूप से ध्यान देता हूं कि हालांकि सभी डार्विनवादियों (अर्थात, शास्त्रीय टैक्सोनोमिस्ट और फेलोएनेटिक्स) को ऐसा करना चाहिए, वे ऐसे उपायों का उपयोग करके पेड़ों का निर्माण करते हैं जो "बहु-प्रजाति मूल" की व्याख्या के समान हैं, और निश्चित रूप से "प्रजातियों की प्राचीनता" के बारे में बात करना उनके लिए मुश्किल है। "इस तरह की व्याख्या की परिभाषा से - जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है कि विकास की कोई दिशा नहीं है और नहीं हो सकता है।

लेकिन प्रतिद्वंद्वी अपने आकलन में गलत निकला "मुझे लगता है कि विभिन्न प्रजातियों के बीच एक बड़ा अंतर नहीं होगा" - यह भी महत्वपूर्ण है, इसे आगे भी प्रदर्शित किया जाएगा - बस परिणामी विकास पेड़ को देखें।

नंबर 5। विकास की दिशा को बहाल करने की विधि

यहाँ से उन लोगों को पढ़ा जा सकता है जो शौकिया तौर पर पाथोस के पाठ में हैं, जो ऊपर स्थित है।

समझने के लिए, लेख के सिस्टमैटिक्स को पढ़ना आवश्यक है - दूर के रिश्तेदार , मूल बातें जो इनपुट डेटा हैं, वहां वर्णित हैं। आगे बताते हुए, मुझे लगता है कि आपने समझ लिया है कि, उदाहरण के लिए, इस तरह के ग्राफ का मतलब क्या है और इसे कैसे बनाया गया है:

अब हमें यह पता लगाने की आवश्यकता है कि इसे निर्देशित विकास के साथ पेड़ में कैसे परिवर्तित किया जाए, उदाहरण के लिए:



इस पेड़ में हम बैक्टीरिया के आधुनिक पीढ़ी के पूर्वजों को पुनर्स्थापित करते हैं। जीवाणुओं के आधुनिक जनरलों के नाम हैं और उन्हें एक पेड़ की पत्तियों के रूप में दर्शाया गया है, जबकि उनके पूर्वजों को संख्याओं के समूह द्वारा दर्शाया गया है।

प्रत्येक अंक tRNA समूह का एक पहचानकर्ता है जिसे पूर्वजों के पास अगली पीढ़ी में अपने वंशजों को पारित करने के लिए होना चाहिए। यदि वह tRNAs के ऐसे समूह के अधिकारी नहीं थे, तो हम निश्चित रूप से संबंधों की वर्तमान स्थिति (समान tRNAs के मिलान) प्राप्त नहीं कर पाएंगे, जो ऊपर "बहु-प्रजाति मूल" कॉलम पर है।

इस प्रकार, इस तरह के पेड़ के निर्माण के लिए एल्गोरिथ्म में दो भाग होते हैं:
1. समूहों में tRNA का वितरण, ताकि पूरे विश्लेषण किए गए सेट पर एकल tRNAs पर स्विच किए बिना केवल समूहों के लिए अपील करना संभव हो सके - यह दो उद्देश्यों के लिए आवश्यक है (1) tRNAs के एक बड़े सेट की तुलना में समूहों के साथ व्यवहार करना बहुत अधिक सुविधाजनक है। डुप्लिकेट जानकारी समाप्त हो गई है, और समूह विचलन की न्यूनतम इकाई है। (2) समूहों को वहां प्रवेश करने वाले tRNA की संख्या के आधार पर क्रमबद्ध किया जा सकता है। एक अलग समूह द्वारा एक अलग समूह के विचलन (पृथक्करण) की संभावना पैतृक विचलन (शाखा लंबाई) की एक छोटी संख्या के साथ अधिक है।

2. वास्तव में पूर्वजों का एक वृक्ष का निर्माण।

आगे, मैं इन दो भागों के कार्यान्वयन के केवल सामान्य सिद्धांत का वर्णन करूंगा।

समूहों में विभाजन:
1. प्रवेश द्वार पर फॉर्म की जानकारी है:

1 10 000913.003420.006818.011215.013800.016316.017374,
2 9 000434,000487.005891.005892.011142.011163,
2 10 000913.003420.006818.007509.011215.013800.016316.017374,
2 8 000487.003420.005891.006678.011163.013218.007509

यह "मल्टी-प्रजाति की उत्पत्ति" के एक ग्राफ का वर्णन करता है, अर्थात् बांड का एक सेट, जहां "1" एक जीनस की पहचान है, "10" एक दूसरी तरह की पहचान है, "000913,003420,006818,0112,013800,016316,017374," उन tRNAs हैं पहली और दूसरी दोनों तरह की समान।
2. पहला समूह आम तौर पर सभी अलग-अलग tRNAs के एक सेट के रूप में बनाया गया है
3. समूहों में वितरण होता है, यदि जेन के बीच संबंध में tRNA समूह से संबंधित है, तो इस समूह को समूह की पहचान से बदल दिया जाता है, लेकिन यदि घटना आंशिक होती है, तो यह चिह्नित किया जाता है कि कौन सा tRNA गायब है, या इसके विपरीत, जो nRNA केवल इस समूह से उपलब्ध हैं।
4. समूह का विभाजन दो में। उपरोक्त वितरण को समूहों में विभाजित किया गया है, पहले आंशिक घटना को लिया जाता है - एक नया समूह बनाया जाता है, और पिछला भाग गायब भाग के साथ रहता है।
5. दोहराएँ चरण 3. तो धीरे-धीरे, आंशिक घटनाओं के बिना समूहों में एक विभाजन होगा।
6. समूह 1 के आधार पर क्रमबद्ध होते हैं - एक समूह 20 tRNA कहने का एक समूह है, और 300 समूहों के बाद - 1-2 tRNA की प्रविष्टि

पैतृक पेड़ का निर्माण:
1. टीआरएनए समूहों द्वारा जेनेरा के बंधनों के टूटने के आधार पर, यह पुनर्स्थापित करना संभव है कि प्रत्येक जीनस में कौन से टीआरएनए समूह हैं। तो अगर बच्चे के जन्म के बीच ऐसा कोई संबंध है
1 10 307 | 864 | 867 | 897 | 909 | 911 |
6 10 307 | 862 | 864 | 867 | 897 | 909 | 911 |
इसका मतलब है कि समूह 307 | 864 | 867 | 897 | 909 | 911 | एक 1 तरह और एक 10 वीं है। लेकिन 862 समूह, उदाहरण के लिए, केवल 10 वें और 6 वें में है, लेकिन 1 में नहीं।
2. हम एक पेड़ की पत्तियों से सभी बच्चे पैदा करते हैं
3. हम 1 समूह लेते हैं (याद रखें कि यह सबसे बड़ा है, जिसका अर्थ है कि यह कम खंडित है और छोटा है)। हम सभी सामान्य के लिए सबसे छोटा सामान्य पूर्वज पाते हैं जो इस tRNA समूह के अधिकारी हैं। यदि ऐसा कोई पूर्वज नहीं है, तो हम इसे बनाते हैं। यदि वहाँ है, लेकिन सबसे छोटा सामान्य पूर्वज संबंधित tRNA समूह पहचानकर्ता के साथ चिह्नित नहीं है, तो हम इसे चिह्नित करते हैं।
4. चरण 3 को दोहराएं। सभी समूहों के लिए

खैर, वास्तव में जीवाणु विकास पेड़ का परिणाम तस्वीर में देखा जा सकता है :

उच्च संकल्प में देखो

पीएस मैं समझता हूं कि मैंने वास्तव में समूहों में विभाजन के परिणाम प्रदान नहीं किए थे, किस तरह का टीआरएनए यह विशेष रूप से समझना असंभव है, और विधि केवल एक पक्षी की दृष्टि से वर्णित है। उन लोगों के लिए जो वास्तव में रुचि रखते हैं, मैं सभी जानकारी प्रदान कर सकता हूं, लेकिन मुझे उनसे उम्मीद है कि वे कम से कम किसी तरह से मेरी जांच करने की कोशिश करेंगे और इसे सार्वजनिक रूप से व्यक्त करने में संकोच नहीं करेंगे।