Введение в эволюционную биологию [Архэ] [Александр Марков]

Введение в эволюционную биологию [Архэ] [Александр Марков]

Курс "Введение в эволюционную биологию", 12 лекций



В рамках курса вы узнаете о новейших исследованиях в области эволюционной науки, открытиях последних лет, важнейших современных методах и подходах к изучению эволюции ( в том числе экспериментальных). Также будут рассмотрены основные механизмы и закономерности эволюции, дающие ответы на многие вопросы о видоизменениях в природе.
Курс составлен на основе лекций Александра Маркова, заведующего кафедрой биологической эволюции биофака МГУ, прочитанных на своем факультете и Совместном бакалавриате ВШЭ и РЭШ.

План курса

1. Что такое эволюция и как ее изучают
На лекции речь пойдет о роли книги Дарвина «Происхождение видов» в естественно-научном осмыслении мира, о дарвиновском эволюционном механизме наследственной изменчивости и дифференциальном размножении. Также мы обсудим следующие вопросы:
• Что такое репликаторы.
• Расшифровка структуры ДНК и ее значение.
• Приспособленность и ее роль в эволюционном процессе.
• Вредные, нейтральные и полезные мутации.
• Пространство последовательностей и ландшафт приспособленности.
• Естественный отбор и генетический дрейф.
• Моделирование отбора и дрейфа, зависимость их эффективности от численности популяции.
• Оптимальный темп мутагенеза.
• Соотношение генотипа и фенотипа, его неоднозначность.
• Модификационная изменчивость.
• Доказательства эволюции.
• Стабилизирующий отбор.
• Помехоустойчивость и иллюзия избыточности биосистем. Адаптации, повышающие помехоустойчивость.
• Накопление скрытой изменчивости, ее эволюционная роль.
• Возможность формирования новых адаптаций путем дестабилизации онтогенеза с последующей фиксацией возникающих уклонений (морфозов).

2. Экспериментальное изучение эволюции
• Естественный и искусственный отбор: отсутствие четкой грани.
• Доместикация животных и растений, сельское хозяйство у насекомых.
• Обзор эволюционных экспериментов.
• Микро- и макроэволюционные закономерности, выявляемые в экспериментах.
• Долгосрочный эксперимент Р. Ленски на E. coli.
• Динамика роста приспособленности.
• Фиксация мутаторов и «генетический автостоп».
• Поэтапное формирование эволюционных новшеств.
• Эпистаз, ловушки локальных оптимумов и «инадаптивная» эволюция по Ковалевскому.
• Повторяемость (воспроизводимость) путей адаптации, направленность (канализированность) эволюции, параллельная эволюция.

3. Нейтральная теория молекулярной эволюции
Что такое нейтральная теория молекулярной эволюции? Дрейф генов и как он происходит. Принцип молекулярных часов. Влияние численности популяции на относительную эффективность отбора и дрейфа. Формы естественного отбора. Стабилизирующий отбор, «помехоустойчивость» живых организмов и эволюционная пластичность. Механизмы помехоустойчивости и кажущаяся «избыточность» биологических систем.

4. Эволюция в пробирке
С чего начинается эволюционное изменение: с генотипа или фенотипа? Эффект Болдуина — что это такое и чем он важен? «Эпигенетическая теория эволюции». Этим вопросам и понятиям будет посвящено начало лекции. В основной части лекции мы поговорим об эволюционных экспериментах («эволюция в пробирке»). Современные подходы к экспериментальному изучению эволюции. Примеры эволюционных экспериментов и их важнейшие результаты.

5. Эволюционные эксперименты
На лекции мы поговорим о современных подходах к экспериментальному изучению эволюции. Можем ли мы увидеть эволюцию? Примеры эволюционных экспериментов («эволюция в пробирке»). Современные подходы к экспериментальному изучению эволюции. Примеры эволюционных экспериментов и их важнейшие результаты.

6. Эволюционные эксперименты и "догмы" молекулярной биологии
На лекции мы обсудим примеры эволюционных экспериментов («эволюция в пробирке»). Современные подходы к экспериментальному изучению эволюции. Примеры эволюционных экспериментов и их важнейшие результаты. Великие открытия молекулярной биологии и их роль в развитии представлений об эволюции.
Вторая часть лекции будет посвящена следующим вопросам: неабсолютность постулата о полной случайности мутаций. Контроль темпа мутагенеза, контролируемый мутагенез в работе иммунной системы, контролируемые геномные перестройки у инфузорий и др. Центральная догма молекулярной биологии и ее ограничения. Возможно ли наследование приобретенных признаков? Обратная транскрипция, ретрогены. Пангенезис и эндогенные ретровирусы (неподтвердившиеся «неоламаркистские» гипотезы). Эпигенетическое наследование. CRISPR – система наследуемого приобретенного иммунитета у прокариот. Принцип «один ген – один белок» и альтернативный сплайсинг.

7. "Догмы" молекулярной биологии и их ограничения
На лекции мы обсудим следующие вопросы: неабсолютность постулата о полной случайности мутаций, контроль темпа мутагенеза, контролируемый мутагенез в работе иммунной системы, контролируемые геномные перестройки у инфузорий и др. Центральная догма молекулярной биологии и ее ограничения. Возможно ли наследование приобретенных признаков? Обратная транскрипция, ретрогены. Пангенезис и эндогенные ретровирусы (неподтвердившиеся «неоламаркистские» гипотезы). Эпигенетическое наследование. CRISPR – система наследуемого приобретенного иммунитета у прокариот. Принцип «один ген – один белок» и альтернативный сплайсинг.

8. Горизонтальный перенос генов
На лекции пойдет речь о горизонтальном переносе генов, его формах, основных признаках и эволюционной форме (у прокариот, протистов, многоклеточных). Мы поговорим о внутри- и межвидовом горизонтальном переносе генов, о различии их эволюционных последствий. А также вы узнаете, что такое гомологичная и «незаконная» рекомбинация.

9. Зачем нужен секс и как он появился
Как появился секс и зачем он нужен? Если есть организмы, обходящиеся без полового размножения, то почему остальные без него не могут? Двойная цена пола. Отличие эукариотического секса от прокариотического. Почему Y-хромосома такая маленькая?

10. Эгоистичные гены
На лекции мы продолжим разговор о половом размножении, познакомимся с понятием «эгоистичный ген», покажем, как это работает на конкретных примерах. Также вы узнаете, что такое эволюционно-стабильные стратегии и в чем они могут расходиться с логикой пользы для вида.

11. Генетические механизмы формирования эволюционных новшеств
Чем вызвано появление важнейших эволюционных инноваций? Какие генетические механизмы здесь задействованы? С чем связано возникновение узкой экологической специализации у многих видов живых организмов? Как появился белок-антифриз? Чем вызван эволюционный взрыв видообразования в озере Виктория? Получить ответы на эти и многие другие вопросы, связанные с генетическими механизмами формирования новых признаков в процессе эволюции, вы сможете на следующей лекции.

12. Половой отбор
Что писал Дарвин о половом отборе? Какой из полов в действительности является «выбирающим», а какой «соблазняющим» у Homo sapiens? В чем может быть конфликт между половым и естественным отбором? Что такое «конфликт полов»? Вся правда о свадебных подарках. Принципы Бейтмана.

Лектор — Марков Александр Владимирович, доктор биологических наук, палеонтолог, заведующий кафедрой биологической эволюции Биологического факультета МГУ, популяризатор науки. Лауреат (2011 год) главной в России премии в области научно-популярной литературы «Просветитель». Лауреат (2015 год) премии «За верность науке» Министерства образования и науки РФ в категории «Популяризатор года»

Скрытая ссылка