Category: образование

Category was added automatically. Read all entries about "образование".

"Современная биология"

Здравствуйте, я всё ещё здесь :)

Уже в эту субботу начинается мой маленький курс «Современная биология», в котором я хочу попробовать рассказать об очень-очень важных вещах в биологии, которых нет в школьной программе. Всего будет семь занятий, каждое посвящено какой-то одной теме.
Первое — про общий подход; про то, почему можно вызубрить весь учебник и при этом ничего не понять; про центральные системообразующие идеи и методологический фундамент.
Второе — про современную систематику. Которая на самом деле совсем-совсем не такая, как в школе; о том, почему саговая пальма — не пальма, а большая панда — не панда. Ну и, конечно, динозавры не вымерли.
Третье — про молекулярную биологию и её роль в нынешней биологии. О том, какой это реально огромный кусок современной науки; и о том, чего ей порождено такого, чего в «классической» биологии сроду не было.
Четвёртое — про клетки. Клетки прокариотические и эукариотические. Про то, почему клетку на самом деле считают элементарной единицей живого; и как на самом деле эукариотам удаётся быть эукариотами, а не какими-то там прокариотами.
Пятое — про происхождение жизни. В школьных учебниках на этот счёт написано что-то совершенно дремучее, — ну не то, чтобы неправильное, а просто немного не по делу. Если исходить из сути вопроса, как он понимается сейчас. А ведь на этот счёт сейчас есть кое-что интересное.
Шестое — про происхождение и эволюцию человека. Как и предыдущий, этот раздел очень сильно страдает тем, что в школьных учебниках переписывается одно о и то же уже много десятилетий. И тем обиднее, что в этой сфере на самом деле много новых интересных находок и теорий.
И седьмое — про устройство и работу нашего мозга. И обойдёмся на этот раз без теории Павлова — не потому, что она чем-то плоха, а потому, что про неё и так все знают.
Курс будет очень сырой, наверное, так что если кто вдруг — буду признателен за любую обратную связь.

https://foxford.ru/courses/2788/landing

Лекция




Базовые сведения об эволюционной биологии всем нам известны как минимум из школьных учебников. Разные формы клюва у дарвиновых вьюрков, и форма черепа неандертальцев, и рудименты таза у кита… Но современная наука об эволюции располагает ещё огромным арсеналом средств, обретённых в последние десятилетия. О действии естественного отбора можно судить по проценту несинонимичных замен, самые надёжные свидетельства о степени родства разных видов получаются опять же на основе анализа специальных маркеров в их ДНК, и даже про общего предка всего живого проще всего говорить, имея в виду его геном. Поговорим о том, какие главные идеи и возможности лежат в основе методов современной эволюционной биологии.

...


***
— Тогда всё понятно, — торжествующе произнесла Мэри. — Одно из пяти исключений из закона Гэмпа об элементарных трансфигурациях. Нельзя сделать еду из чего-то несъедобного. Для Гленды это было всего лишь упражнение, а ты думал о яблоке как о еде, поэтому у тебя и не получилось.

Гленда с явным уважением посмотрела на Мэри. Джеффри немного повеселел, ему явно льстило, что причиной неудачи была не просто его неспособность к тансфигурации.

— Кстати, о еде, — вступил в разговор Брэндон, — пойдёмте-ка обедать, уже пора.

— Сегодня Конопушечное зелье должно быть готово, — сказала Гленда, обращаясь к Джеффри, — давай возьмём учебники и после обеда пойдём сразу в класс, посмотрим, как оно там?

— Ага, давай, — согласился Джеффри.

Джеффри самому было любопытно, как поведёт себя его новый котёл, это было как бы его первое испытание.

После обеда Гленда с Джеффри первыми пришли в холодный класс зельеварения, где готовилось начатое ими три дня назад зелье. В большинстве котлов все процессы уже закончились, только в некоторых продолжалось ещё какое-то движение. Гленда нашла свой котёл и осторожно заглянула в него. Зелье в нём, вместо положенного ярко-рыжего цвета, было зеленовато-бурым, и пахло чем-то неприятным. Гленда разочарованно вздохнула и посмотрела на Джеффри. Он стоял перед своим новым котлом, вид у него был несколько обескураженный. Гленда подошла к нему.

— Смотри, как это могло получиться? — озадаченно спросил Джеффри.

Остатки высохшей пены кирпичного цвета покрывали стенки котла снаружи и образовывали небольшую лужицу под ним. Видимо, в какой-то момент, когда никого рядом не было, зелье бурлило слишком сильно и перелилось через край.

Гленда заглянула в котёл и слегка нагнулась, чтобы принюхаться.

— Но зато то, что осталось, гораздо больше похоже на Конопушечное зелье…

— Какого чёрта котёл не остановил кипение? — раздражённо ворчал Джеффри. — Куда это годится?

— Котёл? Остановил кипение? — удивлённо спросила Гленда.

— Ну да, мой старый котелок всегда немножко регулировал, что в нём происходит. И уж до такого точно бы не дошло. А новый, похоже, никуда не годится…

— Джеффри, ты уверен? Я никогда о таком не слышала…

— Разве котлы для зелий не должны этого делать?

— Нет, Джеффри…

— Ну и дела… — Джеффри почесал в затылке.

— У тебя, кажется, был очень непростой котёл, Джеффри. — Где ты его взял?

Джеффри задумался, что-то вспоминая.

— Я… я нашёл его. Я когда был маленький, любил шляться по всяким пустырям. Недалеко от нас был разрушенный дом, от него остался один фундамент, а рядом с ним стоял сарай с рухнувшей крышей. Там-то я и раскопал этот котёл, он мне почему-то очень понравился, и я притащил его домой. Мама была недовольна, но отец посмотрел и разрешил мне его оставить, сказал, что раз он мне так нравится, я могу пойти с ним в школу… Мне как раз исполнилось одиннадцать, мы ждали письма из Хогвартса…

— Джеффри, ну ты ведь понимаешь, да? — глаза Гленды светились от восторга.

— Гленда, ну… неужели это в самом деле котёл Карадока? Он ведь жил что-то там пятьсот лет назад!

— Надо проверить!

— Легко сказать, ведь теперь его у нас как раз нет…

...


***
По коридору небыстрыми уверенными шагами, поглядывая по сторонам, шёл среднего роста чисто выбритый темноволосый человек в очках с круглыми стёклами. Одет он был в простую магловскую одежду, со значком «Гриффиндор-1998» на лацкане. Это был кавалер ордена «Битва за Хогвартс», ордена «Золотая Палочка» и ордена Мерлина первой степени, глава отдела мракоборцев министерства магии Великобритании и почётный профессор Хогвартса Гарри Поттер.

Вокруг его головы крутилось странное существо в клоунской одежде, не подлетая, впрочем, ближе, чем на три фута.

— Батюшки, да ведь это же Гарри Поттер! Нечасто вы нас балуете визитами! Какая честь для школы! Всё ли у вас в порядке, мистер Поттер? Семья, дети? А на работе? О, молчу, молчу, мистер Поттер, это, конечно, уже совершенно не обязательно мне знать...

— Привет, Пивз, — улыбнулся Поттер.

— Не наступайте сюда, мистер Поттер! Этот камень может провалиться! Пройдите лучше вот здесь, мистер Поттер!

— Меня ты на это не купишь, Пивз.

— О, конечно же, мистер Поттер! Я понимаю, не на такого напал! Конечно же, я не мог и рассчитывать...

Гарри Поттер традиционно читал в Хогвартсе по нескольку лекций в год в рамках курса Защиты от Тёмных Искусств.

На первом занятии присутствовал весь поток — то есть первокурсники всех четырёх факультетов. Урок проходил в большом классе на четвёртом этаже; рассеянный свет унылого осеннего неба проникал сюда сквозь цветные витражи и игриво ложился разноцветными пятнами на стены, парты и на учеников. Поттер был легендарной фигурой, многие слушали его буквально с открытым ртом; кое-кто из слизеринцев, впрочем, усиленно демонстрировал незаинтересованность и пренебрежение.

В ответ на вопрос, кто умеет пользоваться заклинанием Экспеллиармус, руки подняли все. Когда Поттер предложил разбиться на пары и попробовать, оказалось, что у многих дело идёт из рук вон плохо. Роза Уизли чуть сама не упала, пытаясь обезоружить Пернеллу Фоссет, а палочка Пернеллы даже не шелохнулась. От заклинания Джеффри палочка Тома, вырвавшись, полетела прямо в самого Джеффри и ткнула его в живот так, что Джеффри согнулся пополам.

Поттер переходил от пары к паре, терпеливо объясняя, кто что делает неправильно. Когда все окончательно выдохлись, он отошёл к преподавательскому столу и крикнул:

— Ладно, ребята, я думаю, на сегодня достаточно! Вопросы будут?

Руку поднял светловолосый мальчик с бледным лицом, сидевший за слизеринским столом.

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?

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.

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

Отличная история, очень симптоматично

Оригинал взят у multifidum в гиперотличница
Вчера меня расстроила студентка. У меня на лекции есть такой номер на тему плейотропии - я показываю черно-белую фотографию нашего выпуска военной кафедры и прошу найти Гришу рыжего человека. Всегда находили сходу, но, будучи спрошены, сказали, что у него волосы светлее. Я затемнил волосы в фотошопе. Стали находить менее уверенно, но все же находят. По необъяснимым особенностям строения лиц рыжих людей (строения, не веснушек, там такое зерно, что веснушки у всех). Вчера я задал свой коронный вопрос и правильный ответ поступил через секунду. Я обрадовался и спросил эту студентку - как вы узнали? - А в Вашем учебнике написано! Оказывается, учебник лежит перед ней раскрытый, текст помечен фломастерами в разные цвета. Казалось бы, приятно, когда твое произведение пользуется вынужденным вниманием, но я был близок к тому, чтобы спросить (но не спросил) зачем же она в таком случае ходит на лекции. На лекциях действительно все то же самое, что я написал в "учебнике", поэтому целью могла бы быть разве что проверка моей памяти. По большому счету, устные лекции уже не нужны, и если в них и есть смысл, то только потому, что кому-то со слуха удобнее, а также полезно ознакомиться с материалом несколько раз в разных формах, чтобы хоть что-то запомнить. Но я искренне не думал, что кто-то откроет учебник до сессии.

Ну это все ладно, но зачем же было отвечать?! Ведь ясно же зачем я задаю такой вопрос - чтобы слушатели и зрители сами убедились в наличии необъяснимого и неуловимого плейотропного эффекта гомозиготности по мутантному аллелю гена меланокортинового рецептора. Для этого его нужно было увидеть. Ну вот зачем? Оценку получить? Это лекция, не выдаем. Похвалу преподавателя? Получила наоборот. Наверное, это гипертрофированный комплекс отличницы. На лекцию ходит с учебником и получает информацию из двух каналов параллельно. Если слышит вопрос и знает правильный ответ, не может молчать.