122. Які чинники сприяють прискореній еволюції?

Процесу прискореної еволюції сприяє дестабілізація умов зовнішнього середовища та зміна зовнішніх біотичних факторів. Взаємозв’язані між собою в екосистемі види завжди впливають на абіотичні компоненти, що, в свою чергу, викликає обернену дію. Така постійна взаємодія всіх компонентів біогеоценозу виявляється причиною змін біогеоценозів та інших екосистем. Прискорена еволюція відбувається в умовах проходження некогерентної еволюції. Некогерентна еволюція – швидкі і часто незбалансовані зміни у нестабільних екосистемах (див. питання 121).

123. Яку роль відіграє горизонтальне перенесення генів у макроеволюції? Які механізми цього процесу?

Горизонтальний перенос генів — будь-який процес, при якому організм передає генетичний матеріал в іншу клітину, яка не своїм нащадком. Горизонтальний перенос генів краще відомий серед бактерій, хоча і там значення, що надається йому у біології, зростає. При зародженні життя на Землі вона могла бути домінуючим процесом передачі генів. Серед бактерій горизонтальний перенос генів досить звичайний, навіть між дуже віддалено пов’язаними видами. Цей процес є істотною причиною швидкого розповсюдження антибіотичного опору, коли одна бактеріальні клітина набуває опору, вона може швидко перемістити гени опору до багатьох інших бактерій та навіть видів. Здається, бактерії травного тракту обмінюються генетичним матеріалом один з одним в межах частини кишківнику, у якій вони проживають. Є три загальні механізми горизонтальної передачі генів:

• Трансформація, генетична зміна клітини за рахунок прийняття і експресії інородного генетичного матеріалу (ДНК або РНК). Цей процес відносно звичайний в бактеріях, але менш загальний в еукаріотів. Трансформація часто використовується для вставлення нових генів у бактерії для експериментів або для індустріальних та медичних застосувань. Див. також: молекулярна біологія і біотехнологія.

• Трансдукція — процес, при якому бактеріальна ДНК передається від однієї бактерії до іншої вірусом (бактеріофагом).

• Бактеріальна кон'югація, процес, при якому бактеріальні клітини обмінюються генетичним матеріалом через прямий контакт між клітинами.

Аналіз послідовностей ДНК свідчить, що горизонтальний перенос генів також відбувався в межах еукаріотів від геномів їх хлоропластів і мітохондрій до ядерного генома. Згідно ендоплазматичній теорії, хлоропласти і мітохондрії походять від бактеріальних ендосимбіонтів клітин еукаріотів. Горизонтальна передача генів від бактерій до грибів, особливо дріжджів Saccharomyces cerevisiae добре задокументована. Також існує недавнє свідоцтво, що бобовий жук адзукі так чи інакше придбав генетичний матеріал від свого ендосимбіонту-коменсалу Wolbachia, проте ці дані все ще підвергаються сумніву і свідоцтво не остаточне. Порівняння послідовностей ДНК також пропонує недавню горизонтальну передачу деяких генів між різними видами різних за походженням груп організмів. Тому, філогенетичну історію видів часто неможливо представити у вигляді філогенетичного дерева засновуючись лише на аналізі кількох окремих генів.

Таким чином основні функції цього явища полягають в наступному :

1. Новий шлях біосинтезу чи катаболізму, що забезпечує організму привілегії в змінних умовах.

2. Заміщення існуючих генів такими генами, продукти яких збільшують ефективність функціонування клітинних систем, наприклад підвищення термостійкості, резистентності до інгібіторів…

3. Набуті гени можуть і виявитись нейтральними, дублюючими гени що вже існують, такі додаткові гени є страховкою у тих випадках, коли свій ген буде пошкоджений мутацією чи замовкне із-за порушень в системах регуляції.

23