Результаты математического моделирования молекулярной эволюции опять не в пользу последней

В научном журнале Protein Science опубликована статья американских биохимиков, в которой рассматривается возможность образования новых функциональных генов на основе мутаций дубликатов. Напомним, что с точки зрения СТЭ — это основной способ получения новой генетической информации. Авторы статьи показывают, что для возникновения новых генов по принципу «случайные мутации+отбор» хотя и имеется теоретическая возможность, но на практике такая вероятность сводится практически к нулю. Это обусловлено тем, что для осуществления нужных изменений ДНК, даже всего в несколько нуклеотидных замен, требуется невообразимо большое количество особей в популяции и огромный промежуток времени для отбора. Например, если для создания нового белка нужно произвести всего только 3 нуклеотидные замены, то потребуется 1 миллион поколений и, как минимум, 1017 организмов. Численность особей можно сократить до 1011, но тогда придётся увеличить число поколений до 100 миллионов.

В одном исследовании in vitro, предназначенном для имитации эволюции, рекомбинантный инсулиноподобный пептид амфиокса был изменен сайт-направленным мутагенезом в 7-и положениях нуклеотидов, чтобы содержать 5 изменённых аминокислотных остатков, которые позволили бы взаимодействовать с рецептором инсулина млекопитающих (Guo et al.

2002). Для того чтобы такой процесс происходил in vivo путём дупликации генов и точечных мутации в течение 100 миллионов поколений, в среднем потребуется более 1025 организмов. И это весьма оптимистичные подсчёты, т.к. они не учитывают время, необходимое для распространения самого дублированного гена на всю популяцию до начала его мутирования.

Примерно такие же результаты были получены и в ещё одном независимом исследовании, опубликованном в научном журнале BIO-Complexity. Авторы получили столь же невообразимые цифры и считают, что вероятность получения нужных протеинов путём мутации аналогична вероятности найти алмазную песчинку в песке пустыни размером в Сахару.

 

Насколько такой процесс реалистичен, а, следовательно, реалистична дарвиновская эволюция, судить читателю.

1. Michael J. Behe and David W. Snoke Simulating evolution by gene duplication of protein features that require multiple amino acid residues // Protein Sci. 2004 Oct; 13(10): 2651–2664. doi: 10.1110/ps.04802904 Статьяв pdf

2. Douglas D. Axe The Case Against a Darwinian Origin of Protein Folds // BIO-Complexity 2010(1):1-12. doi:10.5048/BIO-C.2010.1 Статьяв pdf