Александр Марков. О работе эволюционного биолога и морских ежах
– Какие предметы вы преподаете?
– Я читаю введение в эволюционную биологию на биологическом факультете, а также ряд дополнительных курсов, так или иначе связанных с теорией эволюции. К примеру, я также читаю курс по антропогенезу и по эволюции человека для магистров и аспирантов.
– Что изучает теория эволюции?
– Биология охватывает широчайший спектр направлений, но практически каждое из них связано с эволюцией. Связь эта может быть как очевидной, так и опосредованной.
Из очевидного: теория эволюции помогает уточнить систематику живых существ, установить родственные связи между различными группами, понять, кто от кого произошел. Она позволяет отследить происхождение человека, заглянуть в глубины прошлого нашего вида и узнать, чем мы отличаемся от своих предков.
Даже изучая физиологию обмена веществ или экологию неких организмов, важно помнить, что это — результат эволюции.
– Эволюция — долгий процесс. Как ученые ее изучают?
– Эволюционные процессы сильно различаются по своей скорости. Некоторые из них протекают крайне медленно и разворачиваются на временных интервалах в десятки и сотни миллионов лет. Их мы в основном изучаем по косвенным данным. К примеру, по палеонтологическим находкам или сравнивая изменения геномов в ходе эволюции и анализируя, какие именно участки подвергались изменениям.
Но также есть и очень быстрые эволюционные изменения. Например адаптация бактерий и вирусов ко всевозможным лекарствам. Их мы можем изучать в реальном времени, и полученная информация находит практическое применение — она используется для создания новых средств от возбудителей заболеваний и сельскохозяйственных вредителей.
– Есть ли нерешенные вопросы в эволюционной биологии?
– Множество. К примеру, меня сейчас занимает поиск причин, почему у ранних представителей рода Homo, предков человека, примерно два миллиона лет назад начал расти мозг и за этот период увеличился в три раза.
В принципе, тенденция к росту мозга изначально прослеживалась с самого начала появления класса млекопитающих. Но она шла медленно, а у наших предков этот процесс резко ускорился. Почему? У меня есть кое-какие идеи, и сейчас мы разрабатываем модель, которая поможет их проверить.
– Как вообще ученые придумывают темы для исследований?
– У всех это происходит по-разному. Нередко молодым ученым темы дают руководители. А у более опытных и самостоятельных в голове постоянно возникают какие-то идеи и предположения. Если человек хорошо разбирается в какой-то теме, он также будет понимать, какие в этой теме есть нерешенные вопросы. Некоторые будут казаться ему особенно важными или интересными.
– А если эксперимент окончился неудачно и гипотеза не подтвердилась, ученый пишет об этом статью?
– К сожалению, в науке есть перекос в пользу публикации положительных результатов. Безусловно, стоит писать статью, если ученые проверяли некую известную гипотезу, уже высказанную в литературе.
Если же автор сам придумал некую гипотезу, сам ее протестировал и получил отрицательный результат, часто ничего не публикуется. Некоторые пытаются с этим бороться и даже создают журналы специально для публикации отрицательных результатов.– Ученый должен опубликовать определенное количество научных статей в год?
– Я в науке уже более 30 лет, и за это время писаные и неписаные правила на этот счет менялись много раз. Первые 15 лет моей работы мы публиковали результаты наших исследований в «Палеонтологическом журнале». Если работа выходила большая, ее автор писал монографию.
Однако сейчас все стало по-другому. Сегодня ученым приходится бороться за свой рейтинг и публиковаться не просто в журналах, а в журналах с высоким импакт-фактором (численным показателем важности научного журнала —
сайта). Если человек опубликовал статью в журнале с высоким импакт-фактором, он получает много очков в свой рейтинг, если в сборнике вообще без импакт-фактора — очков выйдет мало. Чем выше у ученого рейтинг, тем на большее количество лет ему предложат продлить контракт.– Часто ли ученые ездят в экспедиции?
– Необходимость экспедиций диктуется наличием или отсутствием материала для изучения. Ведь в экспедиции ездят именно для того, чтобы собрать материал, который затем можно будет исследовать в лабораториях. Лично я мало ездил в экспедиции, поскольку по группе, которой я занимался в Палеонтологическом институте, — морским ежам — уже были собраны огромные коллекции, которые нуждались в обработке. Я просто сидел и изучал их на месте.
– Каков был ваш карьерный путь?
– Биологией я увлекался с раннего детства. Когда мне было года 3–4, я постоянно разглядывал картинки в энциклопедии в шести томах «Жизнь животных», а позже учился читать по этой книге.
Я постоянно держал у себя дома разную живность в огромных количествах, наблюдал за ней и записывал эти наблюдения. Неудивительно, что в старших классах я пошел в биологическую школу, а потом поступил на биологический факультет.
Однако мою специализацию определила, можно сказать, случайность. На третьем курсе мой первый научный руководитель дал мне задание заняться морскими ежами. Я подумал, что эта группа животных ничем не хуже других, и долгие годы по инерции занимался ею. В какой-то момент меня перестало это устраивать, и я начал искать, чем еще заняться и расширить свой кругозор. Не хотелось всю жизнь быть узким специалистом, который лучше всех разбирается в морских ежах, но ничего не знает за пределами этой группы.
– Почему вы выбрали именно эволюционную биологию?
– Меня с детства интересовала эволюция, поэтому я решил заняться эволюцией морских ежей. Постепенно я перешел к количественному анализу данных палеонтологии, работал с большими базами данных по пространственно-временному распространению родов ископаемых животных, что позволяет смотреть, как менялось биоразнообразие и изучать общие количественные закономерности макроэволюции (процесса формирования крупных систематических единиц: из видов — новых родов, из родов — новых семейств и т.
Но в начале двухтысячных у меня опять сменилась направленность интересов, и мне в очередной раз захотелось расширить свой кругозор. В это время моя однокурсница решила основать свой стартап, который занимался систематизацией генов, метаболических путей, ферментов, биохимических реакций и созданием огромной базы данных из этой информации. Такую базу можно было бы использовать, к примеру, для поиска мишеней для лекарств.
– Почему вы решили стать преподавателем?
– В начале двухтысячных в обиход начали входить интернет, форумы, социальные сети и т.д. И я с огромным удивлением обнаружил, что в наши дни существует множество людей, которые считают эволюцию обманом и полагают, что все на свете сотворил Бог.
Я создал сайт и начал загружать туда книги по теории эволюции, а также сам стал писать. Меня заметили и стали приглашать как популяризатора науки. Я делал радиопередачи на «Радио „Свобода“», куда мы приглашали российских ученых. Затем меня позвали работать на сайт «Элементы большой науки». Эта работа позволила мне настолько расширить свой кругозор, что я почувствовал, что могу уже делиться своими знаниями. Я уже был не узким специалистом по ископаемым морским ежам Верхнего Мела и Палеогена полуострова Мангышлак, как когда-то, а я уже стал эволюционистом широкого профиля. Так я начал работать как преподаватель и как популяризатор.
– Где может работать эволюционный биолог помимо научно-исследовательского института?
– Можно остаться в академических институтах, в том же МГУ. Хотя, конечно, платят здесь немного. Некоторые ребята, желающие заниматься наукой, уезжают за границу и поступают там в аспирантуру или устраиваются работать в зарубежные университеты.
Кто-то принимает решение расстаться с фундаментальной наукой. К примеру, во время обучения эволюционные биологи получают хорошие знания по эмбриологии. Поэтому выпускник может также устроиться в коммерческую структуру, занимающуюся экстракорпоральным оплодотворением, то есть зачатием в пробирке. Некоторые устраиваются работать в фармацевтические компании, создают генетические тесты и т.д.
– Существуют ли кружки для старшеклассников, где они могут больше узнать об эволюционной и общей биологии?
– В Москве полно мест, где постоянно читают лекции, в том числе и по биологии. К примеру, существует научно-образовательный центр «АРХЭ», в котором каждый день проходят лекции специалистов по самым разным наукам.
– Что вы могли бы порекомендовать почитать или посмотреть старшеклассникам, которые хотят больше узнать о работе эволюционного биолога?
– Я бы посоветовал тем, кто подумывает о таком выборе жизненного пути, прочесть мою книгу «Рождение сложности».
Из нее школьник сможет получить общее представление о том, чем занимаются эволюционные биологи, какие перед ними проблемы стоят и что они делают.
– Что вам нравится в вашей работе?
– Порой меня посещает экзистенциальный ужас, и начинает казаться, что моя работа никому не нужна, но есть несколько причин, которые меня держат. Во-первых, это научный интерес. Периодически у меня возникают научные идеи, которые кажутся очень любопытными, и хочется их проверить, разработать, обосновать и познакомить с ними мир.
Кроме того, мне интересно объяснять другим то, что я уже понял, а они — еще нет. Поэтому я читаю лекции в университете и научно-популярные лекции, растолковываю интересные идеи студентам, да и всем желающим. Хотя, честно говоря, я часто устаю от педагогической нагрузки. Если приходится вести много лекций, то неизбежно и приходится повторять одно и то же. Конечно, я стараюсь их обновлять, но за год наука кардинально не меняется. Спасает отдача. Если я в какой-то момент увижу, что на мои лекции никто не ходит, никто не покупает мои книги, то я загрущу и, наверное, займусь чем-нибудь другим.
Но пока отклик есть.
macroevolution — LiveJournal
Участвовал сейчас в удаленном заседании диссертационного совета, где защищалась работа М.А.Наумчевой про пресноводных остракод пограничных отложений перми и триаса Восточно-Европейской платформы, выполненная на кафедре палеонтологии геологического факультета МГУ. Основные впечатления:
1) Замечательная работа! Просто бальзам на раны (этот объединенный совет — несчастная жертва укрупнения диссоветов. В нем нас, палеонтологов, у которых раньше был отдельный совет, слили с сейсмологами, вулканологами и другими непонятными геологами, так что в основном приходится слушать защиты про что-то мне совершенно непонятное. Ну что ж, начальству, придумавшему это укрупнение, конечно, виднее).
2) Массовое вымирание на рубеже перми и триаса хорошо изучено по морской фауне, а вот по континентальной данных гораздо меньше, и даже ходят всякие нездоровые слухи, дескать, «на континентах никакой особой катастрофы не было». Так вот, у пресноводных остракод массовое вымирание вполне себе было.
3) Вымирание не было одномоментным, что справедливо и для моря. И это логично, учитывая, что сибирский трапповый вулканизм длился порядка миллиона лет, и там было много всяких этапов.
4) Пик вымирания пресноводных остракод — чуть раньше официальной границы P/T, но, конечно, не на миллион лет раньше, а скорее на какие-то десятки тысяч лет. В морях тоже было несколько «пульсов» вымирания, причем в некоторых бассейнах главный пик — за несколько десятков тысяч лет до официальной границы (https://elementy.ru/novosti_nauki/432455).
5) Судя по морфологии вымерших и выживших видов, вымерли в основном специализированные виды, а выжили генералисты (как это почти всегда и бывает при кризисах)
6) раннетриасовая фауна пресноводных остракод состояла из форм, переживших кризис. Восстановление шло медленно, новые роды поначалу вообще не появлялись (но это, кстати, может быть связано с тем что условия оставались ужасными еще довольно долго после рубежа — это не из этого диссера, а из других работ)
О фонде
Просветительский фонд «Эволюция» создан в 2015 году с целью популяризации науки, научного мировоззрения и рационального мышления в России.
Фонд занимается развитием собственных некоммерческих просветительских проектов и поддержкой (на конкурсной основе) уже существующих инициатив. В совет фонда входят ученые, научные журналисты, популяризаторы науки — люди, давно и активно занимающиеся просвещением.
Еще
Фонд поддерживает перевод и издание научно-популярных книг, работу научных школ по всей России и за рубежом и борьбу с лженаукой, организует научные события — лектории в регионах, обучает начинающих лекторов. Подробнее про основные проекты фонда можно почитать в разделе «Программы».
За последние годы в России, во многом благодаря работе «Династии» Дмитрия Зимина, сложилось небольшое, но эффективное просветительское сообщество. Мы рассчитываем, что «Эволюция» станет системообразующим проектом, поддерживающим это сообщество и способствующим развитию и укреплению просветительской «экосистемы».
Фонд «Эволюция» — открытый проект с сетевой структурой. Успешность нашей работы зависит от всех, кому небезразличны российская наука, образование и просвещение.
Помочь «Эволюции» можно как оказав финансовую поддержку, так и став волонтером фонда: нам нужна помощь активных и неравнодушных людей во всех уголках России и за рубежом.
Совет фонда
Борис Штерн
доктор физико-математических наук, главный редактор газеты «Троицкий вариант — Наука», финалист премии «Просветитель»Михаил Гельфанд
доктор биологических наук, член Academia Europaea, заместитель директора ИППИ РАН, профессор «Сколтеха», НИУ ВШЭ и МГУАлександр Марков
доктор биологических наук, лауреат премии «Просветитель»Ася Казанцева
научный журналист, лауреат премии «Просветитель»Борис Долгин
советник ректора НИУ ВШЭАлександр Панчин
кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института проблем передачи информации РАНИрина Левонтина
кандидат филологических наук, ведущий научный сотрудник Института русского языка РАН, финалист премии «Просветитель»Виктор Васильев
доктор физико-математических наук, академик РАН, ординарный профессор, член Ученого совета ВШЭ, президент Московского математического обществаВарвара Горностаева
главный редактор издательства CorpusАлександр Дубынин
организатор научных событий, директор фестиваля науки EUREKA!FESTАскольд Иванчик
доктор исторических наук, член-корреспондент РАНВалерий Рубаков
доктор физико-математических наук, академик РАНПётр Талантов
организатор научно-популярных лекцийЮрий Баевский
организатор научных фестивалей, старший преподаватель нижегородского филиала ВШЭЭксперты
Алексей Водовозов
врач-терапевт, медицинский журналист, автор книги «Пациент Разумный.
Ловушки «врачебной» диагностики, о которых должен знать каждый»Александр Соколов
научный журналист, создатель и редактор научно-просветительского портала ANTROPOGENEZ.RUЕвгения Тимонова
автор проекта «Всё как у зверей»Станислав Дробышевский
кандидат биологических наук, научный редактор портала ANTROPOGENEZ.RUИрина Якутенко
научный журналистДмитрий Кнорре
биолог, создатель настольной игры «Эволюция»Виктор Сонькин
филолог-славист, кандидат филологических наук, переводчик, лауреат премии «Просветитель»Олег Фея
сотрудник лаборатории компьютерного дизайна материалов МФТИФотографии
Школа эмбриологии морских беспозвоночных животных
Презентация фонда «Эволюция» в Казани
Слёт просветителей, Москва
Смотреть другие альбомы
Видео
Сергей Попов в поддержку «Эволюции»
Слёт просветителей: «Потому что мы — банда»
Борис Жуков «Этология “голой” обезьяны»
Смотреть другие видео
Аудиокниги Марков Александр слушать онлайн бесплатно и без регистрации
Аудиокниги Марков Александр
Карьера учёного Александра Маркова началась в 1987 году, после окончания биологического факультета МГУ: получив диплом, Марков отправился работать в Палеонтологический институт при Российской Академии наук, где смог получить степень доктора биологических наук и должность старшего научного сотрудника.
Занимающийся вопросами палеонтолигии, зоологии и эволюционной биологии, Марков стал автором более, чем сотни научных работ по этим темам, за что удостоился нескольких научных премий и медали Российской Академии наук.
С 2003 года Александр Марков начал активную деятельность в качестве популяризатора науки: став автором сайта «Проблемы эволюции», он стремился сделать доступными научные материалы по этой тематике, а также рассказать о научных открытиях в области биологии и эволюционизма простым и понятным языком. После того, как фонд «Династия» запустил проект под названием «Элементы», Марков стал активно сотрудничать с сайтом и издательством: в 2010 году благодаря фонду в свет вышла первая научно-популярная книга учёного – «Рождение сложности. Эволюционная биология сегодня. Неожиданные открытия и новые вопросы». Именно за это произведение Александр Марков год спустя удостоился премии «Просветитель», выдающейся за вклад в российскую научно-популярную литературу.
В 2012 году в свет вышел двухтомник «Эволюция человека»: книга первая Обезьяны, кости и гены и книга вторая Обехьяны, нейроны и душа призваны были рассказать читателю о том, что происходит в антропологии и генетике сегодня, как относятся учёные к эволюционной теории, и как она изменилась со времён Чарльза Дарвина.
Слушать онлайн аудиокнигу «Эволюция человека» можно бесплатно на нашем сайте, это бесспорно одна из увлекательнейших научно-популярных книг современности, не упустите эту возможность.
Последним на сегодня научно-популярным трудом Александра Маркова является написанная совместно с Еленой Наймарк книга «Эволюция. Классические идеи в свете новых открытий», изданная в 2014 году.
Помимо научной деятельности и работы в сфере популяризации науки Марков также является автором художественной литературы: на его счету около десяти произведений, созданных на основе мифов и легенд разных народов.
«Эволюция человека» Александра Маркова: мы не произошли от, мы и есть обезьяны
Прочитать две части книги «Эволюция человека» лауреата премии «Просветитель» нынешнего года – почти как сходить на митинг. И материалом для размышлений напитываешься на год вперед. И себя начинаешь уважать. Стоп, стоп, уместны ли шуточки при разговоре о столь серьезном труде? Вполне.
Потому что и сам Александр Марков, палеонтолог и популяризатор науки, не брезгует хорошей шуткой, говоря с читателем доступно и весело.
«Итак, если люди произошли от обезьян… то почему тогда все остальные нечеловеческие обезьяны не превратились в людей? Мне кажется, этот вопрос часто задают просто потому, что думают: ну как же, ведь человеком быть прикольнее, чем скакать по веткам без штанов». И так постоянно. Суть большей части шуток сводится к основным идеям этой книги. Первая: мы – не центр вселенной, чтобы весь животный мир судить по себе. Гепарду не нужен наш большой мозг, а нужны его быстрые ноги, иначе он умрет с голоду. Вторая: очень многое в человеческой природе, отношениях, формах общения – от чувства прекрасного и доброты до моногамии и криков во время секса – обусловлено ходом эволюции и генами. И лишь отчасти «культурно-социальными факторами».
Все остальное – прямо или косвенно связано с первым и вторым. На сегодняшний день, например, в науке накоплено достаточно знаний, чтобы утверждать: указать, где кончается обезьяна и начинается человек, невозможно.
Поэтому с биологической точки зрения «мы – обезьяны, как бы ни травмировал этот факт наше Чувство Собственной Важности». Правда, обезьяны особенные, культурные и умные – «с семью регистрами кратковременной рабочей памяти».
Первый том «Эволюции» как раз и рассказывает о том, как происходила эволюция среди обезьян, как накапливались культурные навыки и почему популяции, умевшие эти навыки передавать из поколения в поколение, оказывались более живучи. Впрочем, если обстоятельства не понуждали человека культурные навыки сохранять, он их утрачивал. Тасманийцы, отрезанные от Австралии, разучились делать костяные орудия, теплую одежду, бумеранги, сети быстро! За 8 тысяч лет. Значит, наличие большого мозга с огромным потенциалом – не гарантия того, что человек избавлен от деградации. Выводы делайте сами.
Вторая книга демонстрирует, что и свойства, которые мы привыкли приписывать исключительно человеку (альтруизм, сострадание, бескорыстие), характерны и для животных и нарабатываются в результате эволюции – все для того же, для обеспечения выживания популяции.
Сам Александр Марков, кажется, уверен, что его изыскания совершенно опровергают веру в акт творения, существование Творца и божественное происхождение человека. На самом деле это просто вопросы, проходящие по другому ведомству. Если богословы XVI века не могли обосновать наблюдений Джордано Бруно, это не значит, что он заблуждался. Нынешним богословам тоже есть теперь над чем поломать голову.
«Перспективы отбора. От зеленых пеночек и бессмысленного усложнения до голых землекопов и мутирующего человечества». Рецензия
Замечательные ученые и популяризаторы науки Александр Марков и Елена Наймарк выпустили в этом году новую книгу, продолжающую серию про эволюцию, — «Перспективы отбора. От зеленых пеночек и бессмысленного усложнения до голых землекопов и мутирующего человечества». Это сборник из сорока научно-популярных статей о фундаментальных исследованиях в области эволюции, ранее опубликованных на сайте Элементы. Авторы рассказали о новейших (не старше пяти лет) научных работах.
Материал подан достаточно сложно: как указывают авторы в предисловии, задачей книги было заполнить нишу между вводными научно-популярными книгами и специальной литературой. Таким образом, книга адресована в первую очередь читателям с биологическим образованием и может служить образцом научных размышлений при планировании биологического эксперимента. Но и широкому читателю будет интересно познакомиться с книгой, пропустив более сложные фрагменты и сосредоточившись на ключевых идеях, которые доказываются в описанных экспериментах.
Оценка «Биомолекулы»
Качество и достоверность: 9/10
(0 — некачественно, 10 — очень качественно)
Лёгкость чтения: 1/10
(0 — очень сложно, 10 — легко)
Оригинальность: 8/10
(0 — похожих книг много, 10 — похожих книг нет)
Кому подойдет: читателям, знакомым с книгами Александра Маркова и обладающим биологическим бэкграундом
Начинается книга с благодарностей и полезного предисловия под названием «Инструкция для читателей реальных и идеальных», в котором рассказывается, как её лучше читать.
Спойлеры: главы можно изучать в любом порядке, перед каждым исследованием приводится краткая аннотация и три субъективные авторские оценки в виде небольших пиктограмм. Они показывают, насколько эта глава сложна для понимания (значок «мозг»), важна для науки (значок «профессорская шапочка») и впечатляюща для читателя (значок «круто!»). После этого вы найдете сорок научных работ, которые в силу недостаточного числа не претендуют на объяснение смысла естественного отбора, современного природного разнообразия и всего остального. Но все вместе они дают разноплановое представление о современной науке.
Хотя тема естественного отбора проходит красной нитью через все исследования, о которых пойдет речь, книга все равно вышла похожей на эклектичный коллаж. Но так уж устроена наука: из множества разрозненных, с трудом добытых фактов лишь постепенно складывается более глубокое понимание мира. Выбранные исследования не связаны жестко каким-то единым сюжетом, как это зачастую бывает в научно-популярных книгах.
Трудно придумать единый сюжет для описания текущего состояния дел в такой обширной и динамичной области знания, как эволюционная биология. И потом, идеи идеями, но в биологических исследованиях важнее всего конкретика: как устроен изучаемый объект, что могут дать применяемые методы, каковы их ограничения. Без этой конкретики и контекста любая идея, пусть самая логичная и красивая, не будет иметь большой ценности. Этим биология отличается от точных наук. Она продвигается вперед маленькими шажками конкретных исследований.
Трудно придумать единый сюжет для описания текущего состояния дел в такой обширной и динамичной области знания, как эволюционная биология. И потом, идеи идеями, но в биологических исследованиях важнее всего конкретика: как устроен изучаемый объект, что могут дать применяемые методы, каковы их ограничения. Без этой конкретики и контекста любая идея, пусть самая логичная и красивая, не будет иметь большой ценности. Этим биология отличается от точных наук. Она продвигается вперед маленькими шажками конкретных исследований.Книга «Перспективы отбора» — по сути, сборник статей, опубликованных ранее авторами на сайте «Элементы». Довольно сложно держать в голове то, о чем была каждая из глав или какие главы остались непрочитанными, если вы читаете их не по порядку. Специально для работы с этой книгой мы придумали чек-лист, позволяющий читателям выставить свои собственные оценки каждому исследованию (рис. 1).
Рисунок 1. Чек-лист для чтения книги. Одного листа хватит на двадцать исследований!
Наш идеальный читатель, как мы его себе представляем, — личность, надо признать, своеобразная.
Он всерьез интересуется биологией. Уже прочел несколько биологических книг, но ему всё мало. Скорее всего, он прочел и наши предыдущие книги: «Рождение сложности» (2010), «Эволюция человека» (2011) и «Эволюция. Классические идеи в свете новых открытий» (2014). Книга, которую вы держите в руках, продолжает этот ряд. Наш идеальный читатель, даже разбуженный среди ночи, не спутает нуклеотиды с аминокислотами и не забудет, чего четыре, а чего двадцать. Его не испугать «регуляторной генной сетью», «отношением значимых замен к синонимичным» и даже «сайтом связывания транскрипционного фактора».Исследования не строго организованы по объекту изучения: в них есть рассказы обо всех живых организмах, от бактерий до человека. Книга написана научно-разговорным языком, и легко можно представить её в качестве конспекта популярного спецкурса по эволюции. В ней действительно нет скучных и надоевших фраз из серии «мы все состоим из клеток», «ДНК — главная молекула», что делает книгу ценной для многих знающих читателей. Но иногда при использовании терминов на русском языке не хватает указания их же на английском, например, прочитав об «эпистазе убывающей доходности» и пожелав узнать о нём побольше, читателю придётся долго думать и искать, прежде чем понять о том, что это — «diminishing returns epistasis». То же самое касается «генетического автостопа», хотя для термина LECA расшифровка на английском авторами даётся. Главы украшают графические миниатюры и рисунки. Завершают книгу список литературы, не повторяющий ссылки на научные статьи, данные прямо в тексте, и словарь терминов.
Много исследований в книге посвящены темам полового размножения, его возникновению и эволюции, а также цене, которую организмы за него платят и какую пользу получают. Несколько глав посвящены исследованию адаптивной радиации, гибридизации, дарвиновым вьюркам.
Этим летом опубликовали долгожданное сообщение: ученым удалось выделить чистую культуру «архей Асгарда», локиархей — прокариот, ближайших родственников непосредственного предка эукариот. Исследование № 5 книги Маркова и Неймарк выстраивает перспективу для этой громкой новости, обстоятельно знакомя читателя с теорией возникновения полового размножения, очень важной особенности эукариот. Эволюция популяции полиплоидных архей была смоделирована автором книги Александром Марком в соавторстве с Ильей Казначеевым. Осторожно! Не полюбить локиархей после этой главы невозможно! К счастью, археи уже выделены, и на нашем сайте можно прочитать [1] про двенадцатилетнюю (!) работу японских ученых.
В электронной версии книги отсутствуют цветные вклейки (рис. 2), но их можно найти на сайте издательства (все, кроме первой иллюстрации). Кстати, там же есть ссылка на фрагмент книги, включающий ее содержание и предисловие. А вот по этой ссылке можно познакомиться с исследованием № 3 «Эволюция умнее, чем ты: рождение экологического разнообразия».
Главы, посвященные человеку, ожидаемо кажутся самыми дискуссионными. Например, в исследованиях № 39 и № 40 речь идет о генах, связанных с уровнем образования.
Рисунок 2. Разнообразие описываемых объектов: тут и растения, и насекомые, и рыбы. Вполне можно ограничить чтение только теми главами, в которых речь идет о ваших любимых живых существах (Цветная вклейка 1).
Что и как следует говорить об изучении эволюции человека, и не является ли сама постановка вопроса этической проблемой, сложной для общества? Ученые, ищущие ответы в этой области, должны проявлять не только высокий профессионализм, но и деликатность. Обсуждение различий между людьми в известной степени табуировано слишком долгой (и еще не закончившейся) борьбой за равенство. Книга Маркова и Наймарк смело открывает дискуссию, связанную с генетикой человека.
Еще в 1980-е годы анализ больших выборок близнецов и их родителей показал, что уровень образования имеет высокую наследуемость (напомним, что наследуемость, которую не следует путать с наследственностью, — это доля изменчивости признака, объясняемая генами, а не средой; подробнее о наследуемости психологических и поведенческих признаков рассказано в нашей книге «Эволюция человека»). Изменчивость по уровню образования как минимум на 20% определяется генетическими различиями между людьми, а для некоторых выборок были получены значения наследуемости порядка 70% (в среднем по всем выборкам — примерно 30-40%).
Обратите внимание на круг людей, включенных в предварительное исследование — близнецы и их родители, то есть люди, вероятно, живущие в равных условиях и обладающие похожими возможностями. Биология человека слишком тесно связана с влиянием среды, поэтому глава 39 содержит одну фразу про методы исследования: люди были генотипированы, то есть для них определили нуклеотиды в конкретных вариабельных участках ДНК, а затем рассчитали корреляцию между генотипом и личными особенностями людей, такими как время обучения. Бoльшая часть главы отведена рассуждениям о том, как уберечься от ошибок, связанных с составом выборки. Оригинальная статья [2] довольна сложна для понимания, поэтому авторы книги сужают обсуждение до вопроса о правильном подходе к анализу генетических данных людей и интерпретации полученных результатов. Чуть более подробный разбор оригинальной статьи авторами книги можно найти на сайте Элементы.
Но кроме похвал, хотелось бы оставить пару замечаний касательно логики повествования и некоторых научных обобщений. В исследованиях № 1 и № 4 рассказывается про накопление замен в эволюционных экспериментах, но в первом говорится о том, что «на первых этапах эксперимента фиксировались в основном мутации с сильным полезным эффектом», а в четвертом — «на начальных этапах общий рост приспособленности популяции идет за счет высоковероятных мутаций со слабым положительным эффектом». Эти фразы смущают и не дают покоя до тех пор, пока, наконец, авторы, не объясняют, в чём причина такого противоречия. Но, к сожалению, это сделано очень кратко и лишь в конце четвертого исследования, и внимательный читатель, снедаемый противоречивой информацией, устанет ждать объяснения.
В исследовании № 17 сказано, что «появившаяся в геноме „лишняя“ копия гена на какое-то время получает небывалую эволюционную свободу». За этими словами легко можно прочитать, что после дупликации одна из копий всегда начинает эволюционировать нейтрально, либо же оказывается под положительным отбором и её ждёт судьба неофункционализации. Но существуют исследования, в которых подобный факт разбирается подробно и находится множество исключений и деталей (например, [3–6]). «Перспективы отбора» — книга высокого уровня и для подготовленного читателя, поэтому в ней хотелось бы видеть более подробные объяснения таких вещей. Также, есть некоторые неточности, например, в исследовании № 36 сказано о том, что геном человека вчерне был прочтён в 2000 году, хотя официальным окончанием проекта «Геном человека» считается 2001 год, когда вышли публикации в Nature и Science о его итогах [7].
Таким образом, книга Александра Маркова и Елены Наймарк представляет собой сборник популярно изложенных статей, связанных с последними открытиями в области теории эволюции. Отобранные исследования станут вашими проводниками в мир современной науки, а авторские комментарии помогут разобраться с важными концептуальными вопросами.
- Собственной персоной: ученым удалось вырастить в лаборатории вероятного предка эукариот;
- Aysu Okbay, Jonathan P. Beauchamp, Mark Alan Fontana, James J. Lee, Tune H. Pers, et. al.. (2016). Genome-wide association study identifies 74 loci associated with educational attainment. Nature. 533, 539-542;
- Fyodor A Kondrashov, Igor B Rogozin, Yuri I Wolf, Eugene V Koonin. (2002). . Genome Biol. 3, research0008.1;
- I King Jordan, Yuri I Wolf, Eugene V Koonin. (2004). . BMC Evol Biol. 4, 22;
- Oriol Pich i Roselló, Fyodor A. Kondrashov. (2014). Long-Term Asymmetrical Acceleration of Protein Evolution after Gene Duplication. Genome Biology and Evolution. 6, 1949-1955;
- Margarida Cardoso-Moreira, J. Roman Arguello, Srikanth Gottipati, L.G. Harshman, Jennifer K. Grenier, Andrew G. Clark. (2016). Evidence for the fixation of gene duplications by positive selection inDrosophila. Genome Res.. 26, 787-798;
- Геном человека: как это было и как это будет.
«Отращивание гигантских половых органов может привести к вымиранию» | Будущее
Ракушковый рак. Фото: Anna Syme / Wikipedia.org
27 августа в издательстве Сorpus выходит новая работа известного российского биолога, палеонтолога и популяризатора науки Александра Маркова и его супруги, доктора биологических наук Елены Наймарк «Перспективы отбора». Republic побеседовал с Александром Марковым о том, какие исследования попали в книгу, что означает афоризм «Эволюция умнее, чем ты», почему умные самки выбирают красивых самцов, а глупые – кого попало, а также о вреде отращивания гигантских половых органов.
– В «Перспективах отбора» приведены 40 исследований в эволюционной биологии за последние 5 лет. По какому принципу вы их выбирали? Как вообще пришли к этой идее?
– Мне часто приходится читать научно-популярные лекции в формате обзора самых важных открытий в эволюционной биологии за год. (Такие же статьи по традиции под конец года выходят и на Republic.) По сути, сборная солянка. Казалось бы, дурацкий жанр, ведь эти 10–12 историй часто не связаны друг с другом. Но я с удивлением обнаружил, что как раз этот формат очень нравится слушателям, он лучше воспринимается, чем полуторачасовая лекция на одну тему. Получается, возможно, излишне пестрая, но наглядная картина развития данной области науки. Когда я это понял, мне пришла в голову идея книги, составленной подобным образом из новостей, опубликованных на сайте «Элементы большой науки».
– Насколько я понял, вы выбрали 200 исследований, но были вынуждены сократить их число до 40. Какие исследования вы оставили за кадром?
– Мы с Еленой Наймарк выкидывали целые тематические блоки: например, исследования по палеонтологии, палеоантропологии, нейробиологии, эволюционной биологии развития. Но все же надеемся, что они пригодятся для других книг.
– А какое исследование из тех, что попали в книгу, вы можете назвать своим любимым?
– Если подумать, то, пожалуй, моему сердцу дороже всего гипотетическая модель происхождения полового размножения, это моя собственная работа, моя идея.
– Расскажите подробнее.
– Мы попытались предложить правдоподобный сценарий того, как в ходе эволюции появилось то, что мы называем половым размножением. Нужно уточнить, что биологи называют половым размножением вовсе не то, что представляют себе обычные люди.
Некоторые общие правила биологических и социальных форм макроэволюции Александра Маркова, Андрея Коротаева, Леонида Гринина :: SSRN
Аннотация
Сравнение биологической и социальной макроэволюции — очень важный (хотя и недостаточно изученный) предмет, анализ которого открывает новые значительные возможности для понимания процессов, тенденций, механизмов и особенностей каждого из двух типов макроэволюции. Конечно, между ними есть несколько довольно важных (и очень понятных) различий; однако представляется возможным выявить ряд фундаментальных сходств.Можно выделить по крайней мере три фундаментальных набора факторов, определяющих эти сходства. Прежде всего, это сходство проистекает из того факта, что в обоих случаях мы имеем дело с очень сложными неравновесными (но довольно стабильными) системами, принципы функционирования и эволюции которых описываются общей теорией систем, а также рядом кибернетических принципов и законов.
Во-вторых, в обоих случаях мы не имеем дело с изолированными системами; в обоих случаях мы имеем дело со сложным взаимодействием между системами органических систем и внешней средой, тогда как реакция систем на внешние вызовы может быть описана в терминах определенных общих принципов (которые, однако, выражаются довольно по-разному в пределах биологической реальности, на с одной стороны, и в рамках социальной реальности — с другой).
В-третьих, необходимо упомянуть прямую «генетическую» связь между двумя типами макроэволюции и их взаимное влияние. Важно подчеркнуть, что само сходство принципов и закономерностей двух типов макроэволюции не предполагает их идентичности. Довольно значительные сходства часто сопровождаются огромными различиями. Например, геномы шимпанзе и человека очень похожи — различия составляют всего несколько процентов; однако существуют огромные различия в интеллектуальных и социальных различиях шимпанзе и людей, скрытые за очевидной «незначительной» разницей между двумя геномами.
Таким образом, в определенных отношениях представляется разумным рассматривать биологическую и социальную макроэволюцию как единый макроэволюционный процесс. Это подразумевает необходимость понимания общих законов и закономерностей, описывающих этот процесс, хотя их проявления могут значительно варьироваться в зависимости от свойств конкретной развивающейся сущности (биологической или социальной).
Важным понятием, которое может способствовать повышению уровня операционализации в отношении сравнения двух типов макроэволюции, является то, что мы предложили некоторое время назад — социальный ароморфоз (который был разработан как аналог концепции биологического ароморфоза). установлено в рамках российской эволюционной биологии).Мы рассматриваем социальный ароморфоз как редкое качественное макроизменение, которое очень значительно увеличивает сложность, адаптивность и взаимовлияние социальных систем, что открывает новые возможности для социального макроразвития. В нашей статье мы обсуждаем ряд закономерностей, описывающих биологическую и социальную макроэволюцию и использующих понятия социального и биологического ароморфоза, такие как модульная эволюция (или эволюционная «сборка блоков»), «плата за арогенный прогресс» и т. Д.
Марков, Александр, Коротаев, Андрей и Гринин, Леонид, Ароморфозы в биологической и социальной эволюции: некоторые общие правила для биологических и социальных форм макроэволюции (18 сентября 2009 г.). Социальная эволюция и история, Vol. 8, No. 2, сентябрь 2009 г., Доступно в SSRN: https://ssrn.com/abstract=1538186Перекрестие между биоритмами и хранителями долголетия: двойная роль гликоген-синтазы-киназы-3
В этом обзоре обсуждаются генетические и молекулярные пути, которые связывают циркадный ритм с метаболизмом, что приводит к возникновению положительных и отрицательных петель регуляторной обратной связи.Путь Nrf2 считается компонентом программы против старения, ответственной за продолжительность здоровья и долголетие. Nrf2 обеспечивает адаптацию к стрессу, активируя антиоксидантную защиту клетки и другие метаболические процессы, контролируя экспрессию более 200 генов-мишеней в ответ на различные типы стресса. Система GSK3 представляет собой «регулирующий клапан», который контролирует тонкие колебания уровня Nrf2, в отличие от Keap1, который предотвращает значительные изменения содержания Nrf2 в отсутствие окислительного стресса и который инактивируется окислительным стрессом.Кроме того, GSK3 модифицирует основные белки циркадных часов (Bmal1, Clock, Per, Cry и Rev-erbα). Фосфорилирование GSK3 приводит к инактивации и деградации белков, активирующих циркадный ритм (Bmal1 и Clock), и наоборот, к активации и ядерной транслокации белков, подавляющих циркадные ритмы (Per и Rev-erbα), за исключением белка Cry, который является вероятно, будет задействован в точной настройке биологических часов. Функционально GSK3, по-видимому, является одним из центров перекрестной регуляции циркадных ритмов и антиоксидантной защиты.Здесь мы представляем данные о перекрестных помехах между наиболее мощным клеточным антиоксидантным механизмом, системой Nrf2 и системой регуляции биоритмов у млекопитающих, включая влияние сверхэкспрессии и нокаута GSK3 на передачу сигналов Nrf2. Понимание взаимодействий между регуляторными каскадами, связывающими поддержание гомеостаза и реакцию клеток на окислительный стресс, поможет выяснить молекулярные механизмы, лежащие в основе старения и долголетия.
Ключевые слова: GSK3; Nrf2; старение; программы старения; программы против старения; антиоксиданты; биологические ритмы; окислительный стресс.
Лаборатория Панченко — Вычислительная биология и биофизика
Bing-Rui Zhou, Hanqiao Feng, Seyit Kale , Tara Fox, Htet Khant, Natalia de Val, Rodolfo Ghirlando, Анна Р. Панченко , Yawen Bai «Отчетливые структуры и динамика хроматосом с разными изоформами гистонов-линкеров человека» , Mol Cell (2020).
Юньхуэй Пэн, Шусян Ли , Дэвид Ландсман, Анна Р. Панченко «Гистоновые хвосты как сигнальные антенны хроматина», Curr Opin Struct Biol (2020).
Юнхуэй Пэн, Ярослав Марков, Александр Гончеаренко , Дэвид Ландсман, Анна Р. Панченко Сети взаимодействия человеческих гистонов: старая концепция, новые тенденции J Mol Biol (2020).
Нитин Ропер, Анна-Ли Браун , Джун С. Вей, Светлана Пак, Кристофер Триндади, Чул Ким, Оливия Рестифо, Шаоцзян Гао, Сивасиш Синдири, Фарид Мехрабади, Раджа Эль Мескини, Зои Уивер Олер, Тапан К. Мэйти, Абхилаш Венугопалан, Констанс М.Культраро, Элизабет Акот, Эмерсон Падиернос, Хаобин Чен, Апарна Кесарвала, ДиДи К. Смарт, Нарис Нилубол, Арун Раджан, Зофия Пиотровска, Лицян Си, Марк Раффельд, Анна Р. Панченко , Дженк Сахиналп, Стивен Хонгьюитт, Ченк Сахиналп, Стивен Хонгьюитт, Хоанг, Джавед Хан, Удаян Гуха Клональная эволюция и гетерогенность механизмов устойчивости к осимертинибу при мутантном раке легких EGFR, Cell Rep Medicine (2020).
Нин Чжан, Ютин Чен, Хаою Лу Фейян Чжао, Роберто Вера Альварес, Александр Гончеаренко , Анна Р.Панченко , Minghui Li MutaBind2: Прогнозирование воздействия одиночных и множественных мутаций на белок-белковые взаимодействия, iScience (2020).
Джейсон А. Сомарелли, Хизер Гарднер, Винсент Л. Каннатаро, Элла Ф. Гунади, Эми М. Бодди, Норман А. Джонсон, Джеффри Николас Фиск, Стивен Г. Гаффни, Джеффри Х. Чуанг, Шенг Ли, Франческа Д. Чиккарелли, Анна Р. Панченко , Кейт Мегкье, Судхир Кумар, Алекс Дорнбург, Джеймс ДеГрегори, Джеффри П. Таунсенд, Молекулярная биология и эволюция рака: от открытия к действию, Mol Biol Evol (2020).
Моника Фуксрайтер и Анна Р. Панченко Редакционный обзор: Динамические взаимодействия белков — от комплексов до молекулярных машин Curr Opin Struct Biol (2019).
Арджан Хада, Светансу К. Хота, Цзе Луо, Юань-чи Лин, Сейит Кале , Алексей К. Шайтан , Саураб К. Бхардвадж, Джим Персингер, Джефф Раниш, Анна Р. Панченко и Блейн Бартоломью Хистон Структура октамера изменяется на ранних стадиях АТФ-зависимого ремоделирования нуклеосом ISW2 Cell Reports (2019).
Анна-Ли Браун, Минхуэй Ли, Александр Гончеаренко, Анна Р. Панченко Поиск мутаций драйверов при раке: выяснение роли фоновых мутационных процессов PloS Comp Biol (2019)
Сейит Кале, Александр Гончеаренко, Ярослав Марков, Дэвид Ландсман, Анна Р. Панченко Молекулярное распознавание нуклеосом партнерами по связыванию Curr Opin Struct Biol (2019).
Нитин Ропер, Шаоцзянь Гао, Тапан К.Мэйти, А. Руф Бандай, Сюй Чжан, Абхилаш Венугопалан, Констанс М. Культраро, Раджеш Патидар, Сивасиш Синдири, Анна-Ли Браун, Александр Гонсеаренко, Анна Р. Панченко , Роми Бисвас, Аниш Томас, Арун Раджан, Кори А. Carter, David Kleiner, Stephen Hewitt, Javed Khan, Ludmila Prokunina-Olsson, Udayan Guha APOBEC Мутагенез и изменения числа копий являются драйверами эволюции и гетерогенности протеогеномной опухоли в отчетах о метастатических опухолях грудной клетки (2019).
Хуа Сяо, Фэн Ван, Ян Вишневский, Алексей К.Шайтан , Родольфо Гирландо, Питер К. Фицджеральд, Инцзи Хуанг, Дебби Вей, Шипенг Ли, Дэвид Ландсман, Анна Р. Панченко и Карл Ву Молекулярные основы ассоциации CENP-C с нуклеосомой CENP-A на центромерах дрожжей Genes Dev (2017).
Александр Гончеаренко, Минхуэй Ли, Франко Л. Симонетти , Бенджамин А. Шумейкер и Анна Р. Панченко Изучение белок-белковых взаимодействий как мишеней лекарственных средств для противораковой терапии с помощью методов In Silico Workflows Mol Biol (2017).
Алексей К. Шайтан , Хуа Сяо, Григорий А. Армеев, Карл Ву, Дэвид Ландсман и Анна Р. Панченко Отслеживание следов гидроксильных радикалов в сочетании с молекулярным моделированием позволяет выявить уникальные особенности конформации ДНК и позиционирования нуклеосом Nucleic Acids Res (2017 ).
Игорь Б. Рогозин, Юрий И. Павлов, Александр Гончеаренко , Субхаджоти Де, Артем Г. Лада, Евгения Полякова, Анна Р. Панченко и Давид Н.Купер Мутационные сигнатуры и изменчивые мотивы в геномах рака Краткая биография (2017).
Александр Гонсеаренко, Стефани Л. Рейджер, Минхуэй Ли , Цин-Сян Санг, Игорь Б. Рогозин и Анна Р. Панченко Изучение фоновых мутационных процессов для расшифровки генетической гетерогенности рака Nucleic Acids Res (2017).
Минхуэй Ли, Александр Гончеаренко и Анна Р. Панченко Аннотирование мутационных эффектов на белки и белковые взаимодействия: разработка новых и пересмотр существующих методов протоколов Mol Biol (2017).
Сара Эль Кеннани, Энни Адрейт, Алексей К. Шайтан , Саади Хочбин, Кристоф Брюли, Анна Р. Панченко , Дэвид Ландсман, Дельфина Пфлигер и младший Говин MS_HistoneDB, вручную созданный ресурс для протеомного анализа гистонов человека и мыши Эпигенетика хроматина (2017).
Игорь Б. Рогозин, Артем Г. Лада, Александр Гончеаренко , Майкл Грин, Субхаджоти Де, Герман Нудельман, Анна Р. Панченко , Евгений В.Кунин и Юри И. Павлов, индуцированная активацией мутационной сигнатуры дезаминазы, перекрывается с сайтами метилирования CpG в фолликулярной лимфоме и других формах рака Sci Rep (2016).
Роми Бисвас, Шаоцзян Гао, Констанс М. Культраро, Тапан К. Мэйти, Абхилаш Венугопалан, Зиед Абдуллаев, Алексей К. Шайтан , Кори А. Картер, Аниш Томас, Арун Раджан, Янг Сонг, Стефани Питтс, Кевин Чен, Сара Басс, Джозеф Боланд, Кен-Ичи Ханада, Цзиньцю Чен, Пол С. Мельцер, Анна Р.Панченко , Джеймс С. Янг, Светлана Пак, Джузеппе Джакконе, Дэвид С. Шрамп, Джавед Хан и Удаян Гуха. Геномное профилирование нескольких последовательно приобретенных метастатических участков опухоли у пациента с аденокарциномой легкого «исключительного ответчика» выявляет обширную геномную гетерогенность и новые соматические данные. варианты, влияющие на реакцию на лечение, Mol Case Stud (2016).
Минхуэй Ли, Франко Л. Симонетти, Александр Гончеаренко и Анна Р. Панченко MutaBind оценивает и интерпретирует влияние вариантов последовательности на взаимодействия белков и белков Nucleic Acids Research (2016)
Эли Дж.Драйзен, Алексей К. Шайтан , Леонардо Марио-Рамрез, Пол Б. Талберт, Дэвид Ландсман и Анна Р. Панченко HistoneDB 2.0: база данных гистонов с вариантами интегрированного ресурса для исследования гистонов и их вариантов База данных (Оксфорд) (2016) .
Richa Agarwala и др. Ресурсы базы данных Национального центра биотехнологической информации Nucleic Acids Res (2016).
Шайтан Алексей К. , Григорий Александрович Армеев, Александр Гончеаренко , Виктор Б.Журкин, Дэвид Ландсман и Анна Р. Панченко Связь между конформациями гистонов и геометрией ДНК в нуклеосомах в микросекундной шкале времени: атомистическое понимание функций нуклеосом J Мол Биол (2016).
Минхуэй Ли , Стивен К. Калес, Ке Ма, Бенджамин А. Шумейкер, Хуан Креспо-Баррето, Эндрю Л. Кангелози, Стэнли Липковиц и Анна Р. Панченко Баланс между стабильностью белка и активностью при раке: подход к выявлению драйверные мутации, влияющие на активацию убиквитинлигазы CBL. Cancer Research (2016).
Электромагнитные поля в биологии и медицине — 1-е издание
Содержание
Биологические окна: дань уважения Россу Адей
Марко С. Марков
Репликация и расширение результатов оттока кальция Adey Group
Карл Блэкман
Польза и опасность электромагнитных полей 902 Марки 212
Импульсные электромагнитные поля: от сигнала к исцелению
Артур А.Пилла
Биофизические механизмы для нетепловых микроволновых эффектов
Игорь Беляев
Инженерные проблемы биоэлектромагнетизма
Хуберт Трзаска
Дизайн сигнала: шаг за шагом Джеймс Сеул
Микроциркуляция
Чиёдзи Окубо и Хидеюки Окано
Чрезвычайно высокочастотные электромагнитные поля в иммунном и противовоспалительном ответе
Эндрю Б.Гапеев
Влияние терапевтических и низкочастотных электромагнитных полей на иммунные и противовоспалительные системы
Уолтер X. Балкаведж, Габи Н. Уэйт и Стефан Ж.-П. Egot-Lemaire
Влияние PEMF на LPS-индуцированное хроническое воспаление у мышей
Хуан Карлос Пена-Филиппидес, Шон Хагберг, Эдвин Немото и Тамара Ройтбак
Вычислительная гидродинамика систем для изучения влияния модели электромагнитного поля
Трайков И.Антонов, Э. Джамбазова, А. Ушиама, Чиёдзи Окубо
Гидратация клеток как маркер неионизирующего излучения
Синерик Айрапетян, Наира Багдасарян, Еразик Микаелян, Седракин Нарсегян, Арменгиан Барсегян, Лярсиаилян и Варсигяник. Никогосян
Возрастная магнитная чувствительность тканей мозга и сердца
Арменуи Гекимян, Лилия Наринян, Анна Никогосян, Синерик Айрапетян
Электромагнитные поля для заживления ран мягких тканей21 20 902Mayrovitz
Физическая регуляция при восстановлении хрящей и костей
Руджеро Кадосси, Маттео Кадосси и Стефания Сетти
Магнитные поля для обезболивания
Уильям Павлюк
Электромагнитная хирургия: применение в пластической и пластической хирургии Хирургические процедуры
Кристин Х. Роде, Эрин М. Тейлор и Артур А. Пилла
Ежедневное воздействие импульсного электромагнитного поля для подавления роста рака: терапевтическое значение
Иван Л.Камерон, Марко С. Марков и У. Элейн Хардман
Неионизирующее излучение: оценка воздействия и риск
Мишель Исраэль, М. Иванова, В. Зарябова и Т. Шаламанова
Экологические аспекты и аспекты безопасности использования ЭМП в медицинской среде
Jolanta Karpowicz
Долговременные, малоинтенсивные, разрозненные электромагнитные поля: влияние на профиль заболеваемости физиотерапевтов
Любина Весселинова
Ричард 902 9022 Наноэлектропорация Электропорация для электрохимиотерапии и генной терапии
Майя Цемазар, Тадей Котник, Грегор Серса и Дамиджан Миклавчич
Грязное электричество в промежуточном диапазоне частот: возможное недостающее звено, объясняющее рост числа случаев хронической болезни Magazine 902as 902as 9022
Электромагнитные поля в Лечение травм сухожилий в медицине и ветеринарии
Ричард Паркер и Марко С.Маркова
обзоров на Биологический бюллетень | Редакторы
ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Крисунов Евгений Александрович
Член-корреспондент РАН, д.ф.-м.н. Биол., МГУ, Москва, Россия
ЗАМЕСТИТЕЛЬ ГЛАВНОГО РЕДАКТОРА
Алешин Владимир Васильевич
д.т.н. Кандидат биологических наук, Институт физико-химической биологии им. Белозерского МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
Виктор Н.Михеев
д-р физ. Наук, Институт экологии и эволюции, Москва, Россия
КООРДИНАЦИОННЫЙ РЕДАКТОР
Бобырев Александр Юрьевич
канд. Sci. Наук, Институт экологии и эволюции, Москва, Россия
РЕДАКЦИЯ
Темир Анатольевич Брытаев
д-р физ. Наук, Институт экологии и эволюции, Москва, Россия
Гохман Владимир Юрьевич
д-р физ. Наук, Институт экологии и эволюции, Москва, Россия
Дмитрий О.Логофет
Др. Наук, профессор, Институт физики атмосферы РАН, Москва, Россия
Марфенин Николай Николаевич
д-р физ. Наук, профессор, МГУ, Москва, Россия
Марков Александр Васильевич
д-р физ. Биол., МГУ, Москва, Россия
Мошкин Михаил Павлович
д-р физ. Кандидат биологических наук, проф., ФНИЦ Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
Владимир Г.Онипченко
д.т.н. Наук, профессор, МГУ, Москва, Россия
Оскольский Алексей Александрович
д-р физ. Биол., Ботанический институт им. Комарова, Санкт-Петербург, Россия
Константин Александрович Роговин
д-р физ. Наук, Институт экологии и эволюции, Москва, Россия
УСПЕХИ СОВРЕМЕННОЙ БИОЛОГИИ
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Кудрявцев Александр Михайлович
д-р физ. Кандидат биологических наук, член-корреспондент РАН, Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва, Россия
КООРДИНАЦИОННЫЙ РЕДАКТОР
Сергей В.Бекетов
д-р физ. Биол., Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва, Россия
РЕДАКЦИЯ
Алексеев Андрей Олегович
д-р физ. Наук, член-корреспондент РАН, Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, Пущино, Московская область, Россия
Франко М. Буонагуро
Доктор медицинских наук, Молекулярный Отделение биологии и вирусной онкологии, лаб.Справочного центра вирусной онкологии и СПИДа, кафедра Экспериментальной онкологии, Istituto Nazionale Tumori «Fondazione Pascale», Неаполь, Италия
Михаил Иванович Гладышев
Dr. Sci. Наук, член-корреспондент РАН, Институт биофизики Красноярского научного центра СО РАН, Красноярск, Россия
Гусев Николай Борисович
д-р физ. Кандидат биологических наук, член-корреспондент РАН, МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
Елена З.Кочиева
д-р физ. Биол., МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
Козлов Андрей Павлович
д-р физ. Биол., Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия
Крутовский Константин Васильевич
канд. Sci. Биол., Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва, Россия; Техасский университет A&M, США; Геттингенский университет, Германия
Куликов Алексей Михайлович
Dr.Наук, Институт биологии развития им. А.Н. Кольцова РАН, Москва, Россия
Кузнецов Владимир Васильевич
д-р физ. Наук, член-корреспондент РАН, Институт физиологии растений им. Тимирязева РАН, Россия
Всеволод Ю. Макеев
д.т.н. Кандидат биологических наук, член-корреспондент РАН, Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва, Россия
Екатерина ВасильевнаПоверенная
канд. Sci. Биол., Институт биомедицинской химии им. Ореховича, Москва, Россия
Родионов Александр Васильевич
д-р физ. Биол., Ботанический институт им. Комарова, Санкт-Петербург, Россия,
Алексей Ю. Розанов
д-р физ. Наук, академик РАН, Палеонтологический институт, Москва, Россия
Александр Иванович Слободкин
д-р физ. Биол., Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН, Москва, Россия
Александр Г.Викторов
канд. Sci. Наук, Институт экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, Москва, Россия
Захаров-Гезехус Илья Анатольевич
д-р физ. Наук, член-корреспондент РАН, Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва, Россия
Земсков Владимир Михайлович
д-р физ. Кандидат медицинских наук, Национальный медицинский исследовательский центр хирургии им. Вишневского Минздрава России, Москва, Россия
Идея, изменившая мир — Harvard Gazette
Русская революция 1917 года получила название «Десять дней, которые потрясли мир» — так называлась книга иностранного корреспондента Джека Рида «Класс 1910 года».
Но как насчет того дня в России, который потряс мир и до сих пор потрясает? Это было 23 января 1913 года, сто лет назад на этой неделе. Математик Андрей Марков в тот день прочитал в Императорской Академии наук в Санкт-Петербурге лекцию о вычислительной технике, которая теперь называется цепью Маркова.
В то время его мало заметили, но его идея моделирования вероятностей является фундаментальной для всей современной науки, статистики и научных вычислений. Любая попытка смоделировать вероятные события на основе огромного количества данных — погоды, результатов поиска в Google, поведения жидкостей — опирается на идею Маркова.
Его лекция привела к появлению ряда концепций, называемых цепями Маркова и предложениями Маркова, которые вычисляют вероятные результаты в сложных системах. Его техника все еще развивается и расширяется. «Это растущая отрасль, — сказал научный обозреватель из Бостона Брайан Хейс. «Вы действительно не можете развернуться в науке, не столкнувшись с каким-то марковским процессом».
Хейс ведет колонку «Компьютерные науки» в журнале American Scientist и в среду прочитал одну из трех лекций о Маркове.Сессия в здании Максвелла-Дворкина «100 лет цепям Маркова» стала первым из трех симпозиумов на этой неделе в рамках ComputeFest 2013, спонсором которого является Институт прикладных вычислительных наук Гарвардской школы инженерии и прикладных наук (SEAS).
Во время зимней сессии Гарварда в январе этого года будет около 200 лекций, занятий, представлений и семинаров — это быстро развивающаяся традиция свободной интеллектуальной стимуляции между семестрами. Но только одно мероприятие ознаменовало столетие знаменательной идеи.
До Маркова, сказал Хейс, теория вероятности заключалась в наблюдении серии событий, независимых друг от друга. Классический пример — подбрасывание монеты, действие, позволяющее легко вычислить вероятность.
Марков добавил к вероятности идею взаимозависимости, идею о том, что то, что происходит дальше, связано с тем, что происходит сейчас. Это создает то, что Хейс назвал «цепочкой связанных событий», а не просто серией независимых действий. Марков утверждал, что мир — это не просто серия случайных событий.Это сложная вещь, и математика может помочь выявить ее скрытую взаимосвязь и вероятные вероятности. «Не все, — сказал Хейс аудитории из 100 человек, — работает так, как подбрасывает монету».
В статье о Маркове, которая появится в следующем выпуске журнала American Scientist, Хейс противопоставляет вероятностную простоту подбрасывания монеты сложности настольной игры «Монополия». Ходы зависят от броска кубиков, но где игрок оказывается — Park Place? Тюрьма? — также зависит от того, где игрок начинает.Внезапно вероятность (где вы заканчиваете) связывается с текущим состоянием (где вы начинаете). События связаны, а не независимы. Это цепь Маркова.
Доска «Монополия» имеет 40 возможных «состояний», столько же, сколько и количество квадратов. Но цепи Маркова сейчас намного больше. Например, алгоритм поиска Google PageRank имеет столько же состояний, сколько страниц в сети, возможно, 40 миллиардов.
Марков был резким, агрессивным и иконоборческим. Один современник назвал его «Андреем Неистовым».Он также был склонен смотреть на вещи с чисто математической точки зрения. Но в своей лекции 1913 года он представил свою технику, анализируя частоту гласных и согласных в литературном произведении. (Марков использовал первые 20 000 букв стихотворного романа Александра Пушкина 1833 года «Евгений Онегин» — произведения, которое знал почти каждый русский).
Такой числовой анализ «представляет собой самую примитивную и поверхностную вещь, которую вы можете сделать со стихотворением», — сказал Хейс. Но это доказало то, чего хотел Марков: буквы в языке взаимозависимы и со временем они сходятся в устойчивые образцы.Эти модели поведения в сложной системе лежат в основе того, что хотят современные ученые — симуляции реальности, будь то на уровне клетки или на уровне всей сети.
РаботаМаркова — это основная абстракция, необходимая для моделирования вероятностей сегодня, сказал Райан Прескотт Адамс из Гарварда во второй лекции, и, в свою очередь, такое моделирование «фундаментально важно для размышлений о мире. «Мир — большое шумное место», — сказал он, — «исчисление вероятностей предоставляет нам необходимые инструменты для рассуждений в условиях неопределенности.”
Таким образом, вероятность — это линза, позволяющая вывести труднопроходимую реальность в сложных природных системах. Адамс, доцент кафедры информатики, возглавляющий группу интеллектуальных вероятностных систем Гарварда, привел несколько примеров из своего собственного сотрудничества в исследованиях с коллегами из других дисциплин: деформации клеток, которые могут помочь сделать вывод о раке в клетках; моделирование, прогнозирующее фотоэлектрическую эффективность; и способы прогнозирования (моделирования) смертности пациентов, госпитализированных в отделения интенсивной терапии.По его словам, идея этого моделирования в марковском стиле состоит в том, чтобы «связать зашумленные и неполные наблюдения со скрытыми величинами, которые мы хотим обнаружить».
«» Наука многим обязана Маркову, — сказал Павлос Протопапас, завершивший мероприятие идеями практикующего врача. Протопапас — научный сотрудник Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. Как и Адамс, он преподает курс, касающийся цепей Маркова. Он исследовал влияния Маркова в астрономии, биологии, космологии и метеорологии.
Последнее слово было за Розалиндой Рид, исполнительным директором Института прикладных вычислительных наук. «Каким бы капризным он ни был, — сказала она, — Марков был бы очень рад услышать все это».
| Статья Пу и Томаса «Быстрое и точное моделирование Ланжевена стохастической динамики Ходжкина-Хаксли»
предоставил обложку октябрьского выпуска Neural Computation за 2020 год. Полуаналитические аппроксимации спектра мощности стохастического гетероклинического осциллятора, см. Giner-Baldo et al 2017. Детерминированные и стохастические изохроны модели на основе планарной проводимости, см. Thomas and Lindner, 2014. Модель Морриса-Лекара с дискретными натриевыми и кальциевыми каналами, Андерсон и др., 2015. Влияние сдвига фазы на реакцию на двухчастотный токовый стимул в корковой клетке, зарегистрированной in vitro. Вверху: стимул. Внизу: отклики пикового поезда (время в зависимости от фазы). Из Thomas et al 2003. | Колебания ионного канала, нерегулярные синаптические заграждения и другие источники « шума » ограничивают точность и надежность, с которой нервные клетки производят потенциалы действия.Но наблюдались очень точные и надежные модели времен всплесков. экспериментально как in vitro, так и in vivo. Каково происхождение и функциональное значение точные временные паттерны в « нейронном коде »? Проблемы, представляющие текущий интерес, включают (1) Пересмотр понятий «асимптотическая фаза» и «асимптотические изостабильные» координаты. для стохастических осцилляторов — в сотрудничестве с профессором доктором Бенджамином Линднером из Центра вычислительной нейробиологии им. Бернштейна, Университет Гумбольдта, Берлин.(2) Связь спектра и интенсивности шума, формы и амплитуды входного сигнала со временем всплеска. точность в моделях с одной ячейкой (модели, основанные на интегрировании и воспламенении, на основе проводимости). (3) Методы ассимиляции данных для внутриклеточной регистрации данных спонтанных спайков в изолированных одиночных нейронах. (4) Универсальность сходимости по времени всплеска в простых детерминированных моделях нейронных осцилляторов.
|