Логика случая. О природе и происхождении биологической эволюции

Предисловие автора к русскому переводу
Введение. На пути к новому синтезу эволюционной биологии[1]
Глава 1. Основы эволюции: Дарвин и синтетическая теория эволюции
Дарвин и первая синтетическая теория: величие замысла, ограничения и проблемы
Генетика и «черный день» дарвинизма
Популяционная генетика, теорема Фишера, адаптивные ландшафты, генетический дрейф и «эволюционная тяга»
Положительный и очищающий (отрицательный) отбор: классификация форм отбора
Синтетическая теория эволюции
Краткий обзор главы
Рекомендуемая дополнительная литература
Глава 2. От синтетической теории эволюции к эволюционной геномике: различные механизмы и пути эволюции
Репликация цифровых носителей информации: центральный принцип биологии и необходимое и достаточное условие эволюции
Молекулярная эволюция и молекулярная филогенетика
Нейтральная теория молекулярной эволюции
Измерение естественного отбора сравнением последовательностей ДНК
Эгоистичные гены, мусорная ДНК и мобильные элементы
Эволюция путем дупликации генов и геномов: ортологи и паралоги
Прерывистое равновесие и несостоятельность градуализма
Пандативы, экзаптация, эволюция как ремесленник и ошибочность панглоссианской парадигмы эволюции
Эволюция в мире микробов и вирусов и трехдоменное древо жизни
Вирусы и рождение эволюционной геномики
Эндосимбиоз
Канализация и устойчивость в эволюции
Краткий обзор и перспектива
Рекомендуемая дополнительная литература
Глава 3. Сравнительная геномика: эволюционирующие геномные ландшафты
Важность перехода к геномике
Эволюция геномных ландшафтов
Поразительное разнообразие геномов
Древние гены составляют в геноме большинство и имеют отчетливую эволюционную судьбу
Мультидоменные белки и сложность связей ортологов
Контраст между эволюционной пластичностью генома и стабильностью индивидуальных генов
Геномные ландшафты: распределение эволюционных ограничений по разным классам сайтов в геноме
Вселенная генов
Минимальные наборы генов, замещение неортологичных генов (ЗНОГ) и ускользающее незаменимое ядро жизни
Единицы эволюции и фрактальная структура генетической вселенной
Элементарные события геномной эволюции
Краткий обзор главы
Рекомендуемая дополнительная литература
Глава 4. Геномика, системная биология и универсалии эволюции: эволюция генома как феномен статистической физики
Взаимосвязь между эволюционными и фенотипическими параметрами, универсалии эволюции генов, белков и геномов и физическая модель эволюционного процесса
Почти нейтральные сети и белковая эволюция
Геномная эволюция путем дупликации генов, модель рождения и смерти гена и универсальное распределение численности паралогичных семейств
Структура и эволюция сетей: всеобщность степенного закона и стоящие за ним фундаментальные процессы
Разбиение генома по биологическим функциям: универсальный степенной закон
Стохастичность, нейтральность и отбор в эволюции
Краткий обзор и перспектива: о природе эволюционного процесса
Рекомендуемая дополнительная литература[46]
Глава 5. Сетевая геномика мира прокариот: вертикальные и горизонтальные потоки генов, мобиломы и динамика пангеномов
Размер и общая организация бактериальных и архейных геномов
Пространство-время прокариот и его эволюция
Фрактальное пространство-время генома, пангеномы и кластеризация прокариот
Эволюционная динамика архитектуры генома прокариот: опероны, суперопероны и сети соседствующих генов
Регуляция экспрессии генов и передачи сигналов у бактерий и архей: от базовой схемы оперона к сверхоперонам, регулонам и сложным сетям
Горизонтальный перенос генов – определяющий процесс в эволюции прокариот
Повсеместное распространение ГПГ в мире прокариот
Мобилом прокариот
Незаменимость ГПГ для эволюции прокариот
Горизонтальный перенос генов, универсальные законы геномики и хорошо перемешанный резервуар прокариотических генов
Характерные геномные профили бактерий и архей с различными стилями жизни и неизоморфное отображение генного и функционального пространств
Археи и бактерии в свете сравнительной геномики: как же быть с прокариотами?
Краткий обзор и перспектива
Рекомендуемая дополнительная литература
Глава 6. Филогенетический лес и поиск неуловимого древа жизни в век геномики
Очень краткая история древа жизни
Фундаментальные единицы эволюции и присущая им древовидная природа
Лес жизни и почти универсальные филогенетические деревья
В глубь леса жизни: Большой взрыв или сжатый кладогенез?
Разделение эволюции прокариот на древовидный и сетевидный компоненты
Древовидная эволюция или неслучайный горизонтальный перенос генов?
Краткий обзор и перспектива
Рекомендуемая дополнительная литература
Глава 7. Происхождение эукариот: эндосимбиоз, удивительная история интронов и исключительная важность единичных событий в эволюции
Эукариотическая клетка, ее внутренняя архитектура и пропасть между прокариотической и эукариотической клеточной организацией
Эндосимбиоз, митохондрии, гидрогеносомы и пластиды
Супергруппы эукариот и корень эукариотического эволюционного древа
Сложный, «растущий» LECA и темные века эволюции эукариот
Реконструкция LECA
Стволовая фаза: темные века эволюции эукариот
Корни эукариот среди архей и бактерий
Поиск архейного и бактериального «родителей» эукариот
Происхождение ключевых функциональных систем эукариотической клетки
Эукариогенез: источники уникальной эукариотической клеточной организации
Сценарий симбиогенеза в сравнении с архезойным сценарием
Симбиотический сценарий эукариогенеза: происхождение ключевых эукариотических инноваций, инициированных эндосимбиозом
Удивительная история эукариотических интронов
Три домена жизни: за пределами дерева Вёзе
Краткий обзор главы
Рекомендуемая дополнительная литература
Глава 8. Неадаптивная нулевая гипотеза эволюции генома и истоки биологической сложности
Эволюционная энтропия и сложность
Эффективный размер популяции как общая мера эволюционных ограничений: неадаптивная теория эволюции генома
Генная архитектура эукариот: наглядная демонстрация неадаптивной теории эволюции генома
От мусора к функциональности: важность ослабленного очищающего отбора для эволюции сложности
Оптимизация генома в качестве основного пути эволюции и сложность как геномный синдром
За пределами нулевой гипотезы: ограничения популяционно-генетического взгляда на эволюцию генома
Дарвиновский глаз, нередуцируемая сложность, экзаптация и конструктивная нейтральная эволюция
Краткий обзор и перспектива: неадаптивная эволюционная парадигма и переоценка концепции эволюционного успеха
Рекомендуемая дополнительная литература
Глава 9. Ламарковский, дарвиновский и райтовский режимы эволюции, эволюция эволюционируемости, надежность биологических систем и созидательная роль шума в эволюции
Драма ламаркизма
Ламарковский, дарвиновский и райтовский режимы эволюции и критерии для обнаружения ламарковского наследования
Ламарковские и квазиламарковские явления в эволюции
Системы антивирусного иммунитета CRISPR-Cas у прокариот: демонстрация аутентичног омеханизма по Ламарку
Другие (квази)ламарковские системы, функционирующие по принципу CRISPR
Горизонтальный перенос генов: важная ламарковская составляющая
Стресс-индуцированный мутагенез и активизация мобильных элементов: квазиламарковский феномен
Континуум дарвиновских и ламарковских механизмов эволюции
Точность передачи информации в биологических системах и ее (не)адаптивная эволюция
Шум в биологических системах и его созидательная роль в эволюции
Эволюция эволюционируемости, надежность биологических систем и реализуемость эволюционного предвидения
Краткий обзор и перспектива
Рекомендуемая дополнительная литература
Глава 10. Мир вирусов и его эволюция
Необыкновенное разнообразие и повсеместное распространение вирусов
Что такое вирус?
Разнообразие стратегий репликации-экспрессии среди вирусов
Диапазон сложности геномов, их функционального содержания и разнообразие геномной архитектуры вирусов
Метагеномика вирусов, экспериментальная вирусология, агенты переноса генов и повсеместное распространение вирусов
Эволюция вирусов: полифилия, монофилия и гены-сигнатуры
Краткая естественная история вирусных генов
Гены – вирусные сигнатуры: сигналы из древнего мира вирусов
Конкурирующие концепции происхождения и эволюции вирусов
Непрерывность мира вирусов и связи с миром клеточных организмов
Фундаментальная неизбежность паразитов
Вечная гонка вооружений между хозяином и паразитом и эволюция систем защиты и взлома защиты
Краткий обзор и перспектива
Рекомендуемая дополнительная литература
Глава 11. Последний универсальный общий предок, происхождение клеток и первичный резервуар генов
Сравнительно-геномная реконструкция генного репертуара LUCA
Неклеточный компартментализированный LUCA(S): сообщество разнородных репликаторов и лаборатория ранней эволюции
Краткий обзор и перспектива
Рекомендуемая дополнительная литература
Глава 12. Происхождение жизни. Возникновение трансляции, репликации, метаболизма и мембран: биологический, геохимический и космологический подходы
Происхождение репликации и трансляции и мир РНК
Цикл Дарвина – Эйгена
Изучение эволюции белковых доменов дает аргументы в пользу сложного мира РНК: взгляд сверху вниз
Рибозимы и мир РНК
Природа и происхождение генетического кода
Происхождение трансляции: ключевые идеи и модели[129]
Скептический обзор моделей эволюции репликации и трансляции
Происхождение жизни с точки зрения химии и геохимии
Радикальная альтернатива: космология вечной инфляции, переход от случайности к биологической эволюции в истории жизни и переоценка роли крайне редких событий в эволюции[132]
Краткий обзор и перспектива
Рекомендуемая дополнительная литература
Дополнение
Глава 13. Постсовременное состояние эволюционной биологии
Плюрализм паттернов и процессов эволюции: смена концепций отбора, вариации и древа жизни
Роль и статус отбора
Меняющиеся концепции вариации и конец градуализма
От древа жизни к паутине жизни
Неожиданная значимость простых физических и математических моделей для понимания эволюции: биологическая эволюция как предмет статистической физики
Воспроизводимость эволюции: детерминизм и стохастика эволюционного процесса
Сложное и неоднозначное соответствие генома и фенотипа
Заря экспериментальной эволюционной биологии
Дивный новый мир вирусов и прокариот
Империи и домены жизни
Парадокс биологической сложности, обманчивость прогресса и значение неадаптивных храповиков
Клетки и организмы как устройства для самовоспроизведения генов
Так почему же организмы столь сложно устроены?
Величайшая загадка происхождения жизни
Нужна ли и полезна ли новая теория биологической эволюции? Появится ли постсовременная синтетическая теория?
Рекомендуемая дополнительная литература
Дополнение
Приложение I. Философия постмодерна, метанарративы; природа и цели научных исследований
Философия постмодерна, (не)доверие к метанарративам и (не)осуществимость синтеза
Вопросы «почему?» и семантические ловушки: что на самом деле мы говорим об эволюции?
Природа и цели науки: зачем вообще изучать эволюцию?
Приложение II. Эволюция космоса и жизни: вечная инфляция, теория «мира многих миров», антропный отбор и грубая оценка вероятности возникновения жизни[150]
Краткое введение в инфляционную космологию для неспециалистов
Вероятность случайного возникновения различных революционных систем в Н-области: грубая прикидка верхних пределов
Литература
Благодарности
Об авторе

ISBN: 978-5-227-04982-7

Год издания: 2014

Язык: Русский

Твердый переплет, 528 стр.
Тираж: 2500 экз.
Формат: 60x90/16 (145х215 мм)

Возрастные ограничения: 16+

Жанры:  №51 в Биология, №17 в Общая биология

Теги:  Биология, Эволюция, Наука, Научпоп, Нон-фикшн, Биоинформатика, Молекулярная биология, Вирусы, Днк, Нехудожественная литератураВсе теги