Лекция в "Кочерге"




В "Кочерге" в ближайшую среду срываю покровы с устройства современной науки об эволюции. Приходите! :)

https://kocherga.timepad.ru/event/878785
(предварительная регистрация не обязательна)

Эволюция? Да, конечно. Все мы об этом знаем. Как же её сейчас изучают? Как, например, эволюционные биологи судят о действии естественного отбора? По появлению у организмов изумительных приспособлений? Хм, ну, скорее, по проценту несинонимичных нуклеотидных замен. А что известно о том, как выглядел общий предок всего живого? Ну, скорее всего, он никак не выглядел, хотя можно интересно и содержательно поговорить о его геноме. Наконец, происходит ли человек от обезьяны? Ну, это совсем неинтересно. Интереснее — в какой мере человек происходит от бактерий, а в какой от вирусов?

...


***
— Да, Гленда, я уже говорил тебе, — думаю, что уверен, — за обедом на следующий день Джеффри был не очень разговорчив.
Большой Зал начинал уже пустеть, ученики потихоньку расходились, а Джеффри всё ещё ковырялся в своей тарелке.
— Но ты же видел его только мельком?
— Я никогда больше не видел таких котлов. Он был такой... чуть более пузатый, что ли, чем обычные. И посередине он был опоясан такой двойной жёлтой полосочкой... Но я же уже рассказывал тебе!
— Да, да… Понимаешь, мне кажется... ну, то ли я видела когда-то такой котёл... или, может, читала... Джеффри, нужно посоветоваться хоть с кем-нибудь!
— Не хочу проблем. Я и так чуть не остался вовсе без котла, вдруг с новым что-нибудь случится…
— Но что, если Лофтурсон...
— Нет.
— Ну как хочешь. Ладно, идём тогда? Попробуешь сейчас свой новый котёл...
— Да, надо наверх ещё успеть зайти…
В подземелье, где находилась лаборатория зельеварения, было особенно холодно и сыро. Из класса тянуло сквозняком, — там было открыто окно, так как профессор Мертваго обычно попадала туда именно через него.
Гленда с Элейной Медоуз нагнали Джеффри перед самым входом в класс зельеварения.
— Что ты не заходишь, Джеффри?
Джеффри стоял у самого входа в класс и рассматривал картину, висящую напротив. Не говоря ни слова, он взглядом указал на неё Гленде.
— Мы же эту картину сто раз видели! Это Карадок Отверженный, я даже запомнила...
Старикашка в длинной мантии землистого цвета, изображённый на картине, помешивал в котле зелье, отсвечивавшее бледно-лиловым. Видимо, услышав своё имя, он недовольно обернулся на полсекунды, и снова принялся за своё дело.
— Пойдём, Джеффри, тут дует! — девочки зябко кутались в свои мантии.
Джеффри не шелохнулся и продолжал смотреть на картину. Гленда ещё раз бросила на неё мимолётный взгляд, и вдруг глаза её расширились, и она, как и Джеффри, принялась пристально разглядывать её. Потом перевела взгляд на Джеффри.
— Ну вы что, идёмте уже! — потянула их Элейна.
— Ты иди, мы сейчас, — ответила Гленда.
— Ах, ах, ах! — Элейна игриво подмигнула Гленде и скрылась в классе.
Гленда с Джеффри снова переглянулись.
Котёл на очаге у Карадока Отверженного был слегка грушевидной формы, расширенный книзу, и посередине на нём были нарисованы две тоненькие жёлтые полосочки.

По ту сторону решётки

Что может быть проще, чем задачи по генетике? Если, конечно, понимать, как их решать. К сожалению, за словом «понимаю» слишком часто стоит привычка совершать какие-то псевдомагические действия, совершенно не вникая в их смысл. К такого рода псевдомагическим действиям относится рисование так называемой решётки Пеннета — замечательный лайфхак, делающий решение многих задач простым и наглядным. Одна беда — если «разрешать» решётке решать задачу за тебя, последствия могут быть непредсказуемыми. Там же как — надо что-то такое нарисовать, а потом просто пересчитать нужные клеточки. Я помню, когда я учился в первом классе, мы пользовались счётными палочками. Это чтобы посчитать что-нибудь. Дают тебе пример: сколько будет 3+3? Берёшь такой, отсчитываешь: раз, два, три палочки. Потом добавляешь к ним ещё: раз, два, три палочки. И пересчитываешь, сколько получилось: раз, два, три, четыре, пять, шесть палочек. Хотя во втором классе так делать уже как-то неприлично. Почему же в генетике это делают и в одиннадцатом, пальцем пересчитывая нарисованные клеточки? Самое простое и неприятное, что при этом может произойти — можно просто ошибиться при таком пересчёте. Если клеточек много, да ещё и нарисована решётка не очень аккуратно, люди ошибаются очень часто. Получил неправильный ответ — и не знаешь, что он неправильный. Обидно.



Какова на самом деле логика, которую использует решётка? Например, на приведённой картинке, которая есть в каждом учебнике и иллюстрирует вывод третьего закона Менделя. Каким образом можно узнать, какова будет частота в потомстве двух родителей-дигетерозигот (AaBb x AaBb) генотипа aabb (зелёные морщинистые семена)? Для того, чтобы получился потомок aabb нужно, чтобы гамета ab встретилась с гаметой ab. Каждый из четырёх типов гамет у каждого родителя равновероятен, и вероятность эта составляет 1/4. То есть с вероятностью 1/4 появляется «нужная» яйцеклетка, и в 1/4 из них нам «повезёт» и со сперматозоидом тоже. Вероятность такого совпадения составляет 1/16, это и есть частота генотипа aabb. Так вычисляется вероятность каждого из вариантов встречи гамет, то есть каждой клеточки в решётке. «Озвучивая» для себя эту логику, мы следуем очень хорошему правилу — цифры в ответе всегда должны быть результатом вычислений, а не магических действий. Если мы получаем «на выходе» цифры, значит, у нас были какие-то цифры «на входе». Кстати, расщепление, получаемое в третьем законе Менделя (9:3:3:1), элементарно выводится и без рисования решётки. Логика здесь такая. Признаки у нас независимы, это значит, что среди жёлтых семян такой же процент морщинистых, как и среди зелёных, и как и среди всех семян. И наоборот: среди морщинистых такой же процент жёлтых, как и среди гладких, и как и среди всех. Для вычисления долей по каждому признаку в отдельности мучиться не надо: их предсказывает второй закон Менделя (3:1). Ведь если мы рассматриваем только цвет, то имеем деле со скрещиванием Аа х Аа. А если только форму, то Bb х Bb. Итак, например, зелёных семян у нас четверть. Морщинистых семян тоже четверть. Сколько зелёных морщинистых? Если зелёных четверть, то четверть из них морщинистые, это даёт 1/16. Сколько жёлтых гладких? Жёлтых 3/4, гладких из них тоже 3/4, это даёт 3/4*3/4=9/16. Жёлтых у нас 3/4, из них морщинистых 1/4, то есть 3/4*1/4=3/16. Ну и зелёных 1/4, из них гладких 3/4, это даёт 1/4*3/4=3/16. И никакого пересчитывания клеточек пальцами.

Вычисления, которые «производит» решётка, более громоздкие. Решётка «вычисляет» вероятность каждой клеточки, потом клеточки с совпадающими результатами складываются. Но если честно проговаривать про себя все вычисления, то ошибки не будет. Начинаются эти вычисления с «входных» данных, что вероятности всех гамет равны 1/4 (то есть «все строки одинаковой высоты, и столбцы одинаковой ширины). Но если, скажем, взять задачу на сцепленное наследование с кроссинговером, то вероятности гамет будут различны. Например, скрещиваем дигетерозиготных родителей (AaBb x AaBb). Гены сцеплены, пусть у обеих особей доминантные гены находятся в одной хромосоме, рецессивные — в другой. Кроссинговер 20%. Это означает, что у каждого из родителей появляется четыре типа гамет: AB 40%, ab 40%, Ab 10%, aB 10%. Эти цифры и придётся использовать, вычисляя вероятность каждой клеточки в решётке. Но у нарисованной на бумаге решётки площадь каждой клеточки одинакова, и это может сбивать с толку. Но если понимать, что делаешь, и почему делаешь именно так, то всё будет хорошо.

...


***
Когда все заснули, Джеффри и Гленда снова встретились в гостиной, и, стараясь как можно меньше шуметь, выскользнули в коридор. Ходить по замку первокурсникам после девяти вечера было запрещено, надо было очень постараться не столкнуться с кем-нибудь из преподавателей.
— Куда, Джеффри?
— На восьмой этаж!
— По северной лестнице?
— Нет, давай лучше тут!
— Темно как… погоди.
Гленда достала палочку и, держа её перед собой, произнесла:
— Люмос!
Кончик палочки засветился маленьким огонёчком.
— Можешь не так ярко сделать?
— Нет, не умею!
Так, перешёптываясь, озираясь по сторонам и осторожно выглядывая из-за каждого угла, они добрались до того самого коридора, где Джеффри был вечером.
— Кажется, здесь, — прошептал Джеффри. — Я вот эту картину запомнил, — добавил он, показав на портрет Варнавы Спятившего. — Прямо напротив была дверь.
— И где она? — спросила Гленда, поднеся палочку. Огонёк осветил серый ноздреватый камень, из которого была сложена стена.
— Погоди, где-то тут она должна быть. Давай-ка пройдём немного вперёд.
Но дверь как сквозь землю провалилась. Они прошли по коридору туда-сюда уже несколько раз, и Джеффри загрустил.
— Ну вот, что же это такое… Не могло же мне всё это показаться. Неужели я так и остался без котла?
— Слушай, может, это всё-таки не то место?
— Да то, вроде, точно...
— Но мы уже третий раз здесь... ой, Джеффри, смотри!

...

Склад Российско-Монгольской экспедиции в Улан-Баторе. Бывают такие места, где совершаешь шаг в пространстве, а кажется, что во времени. Где понимаешь, что отсутствие одновременности в пространстве — не странная особенность теории Эйнштейна, а совершенно ощутимая реальность.

Завтра!




ГМО. Страшная сказка для непослушных детей, зараза двадцать первого века, ужас и спасение человечества. Что заставляет производителей писать на этикетках «не содержит ГМО»? Что думают покупатели? Что думают учёные-генетики? Что на самом деле стоит за этим словом из трёх букв, что мы об этом знаем, и какие выводы можем сделать из этого знания? И, наконец, почему разные люди делают настолько разные выводы, и никак не могут договориться друг с другом?

Лектор: Георгий Рюриков, выпускник биологического факультета МГУ, сотрудник института проблем экологии и эволюции РАН.

***
Встреча пройдёт в среду 14 ноября, в 19:30, в антикафе Кочерга. Оплата участия — по тарифам антикафе: 2,5 руб./минута. Регистрация: https://kocherga.timepad.ru/event/851010

...


***
После окончания занятий Джеффри не спешил возвращаться в замок. Гленда была поглощена беседой с профессором Лонгботтомом, а Джеффри отстал от них и сделал небольшой крюк. Нежаркое солнце ласково поглаживало своими лучами траву и опавшие листья, земля источала прелый, немного пряный запах. Было по-осеннему тихо.

Голова Джеффри была занята пропавшим котлом. От завтрашнего урока зельеварения уже почти ничто не отделяло, он настойчиво маячил на горизонте и неотвратимо приближался. Ничего нет глупее, чем думать о какой-то проблеме, не видя никаких путей к её решению... Никаких. Только тупая, навязчивая мысль: «Мне нужен котёл, мне нужен котёл...» Вот он и дошёл до замка, — надо возвращаться, ведь ещё делать уроки. Уже привычно лавируя среди менявших направление лестниц, Джеффри уверенно поднимался наверх, но не пошёл сразу к гостиной, а в задумчивости проходил коридор за коридором, разглядывая портреты, развешенные по стенам. Некоторые из них обращались к Джеффри, кто-то вежливо и участливо, а кто-то не очень, Джеффри здоровался, отвечал, и проходил дальше. Вряд ли они могут ему помочь, они ведь всего лишь картины, пусть даже магические, а ему нужен настоящий, реальный, оловянный котёл, второго размера... Вот гобелен с изображением Варнавы Спятившего, но ему не до разговоров с Джеффри, — на картине несколько огромных троллей яростно дубасили палками злосчастного учителя танцев, пытавшегося научить их балету. Джеффри, кажется, проходил мимо этого гобелена уже третий раз.

Полированная дверь с медной ручкой напротив портрета выглядела непривычно. Джеффри казалось, что её тут раньше не было, но как такое может быть? Куда же она ведёт? Заглянуть разве что? Джеффри потянулся к ручке и нажал. Дверь поддалась.