ЭВОЛЮЦИЯ В ПРОСТРАНСТВЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ: ДАРВИН И ВАВИЛОВ

Н. А. Колчанов*, В. В. Суслов**, М. П. Пономаренко***

Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск-90, Россия:

*kol@bionet. nsc. rul; **valya@bionet. nsc. ru; ***pon@bionet. nsc. ru

В организации регуляторных районов генов, активных сайтов белков и в генных се- тях присутствуют эволюционно-консервативные модули, задающие пространства возможностей, ограничивающие изменчивость и канализирующие эволюцию. Это позволяет по-новому взглянуть на закон гомологических рядов Н. И. Вавилова и другие случаи параллельной эволюции. Модули самоподдерживаются за счет ду — пликаций и конвергентной молекулярной эволюции. В то же время, выводя из-под отбора часть мутаций, модули способствуют их накоплению в квазинейтральном ре — жиме, подготавливая дальнейшую эволюцию и обеспечивая ее неповторимость.

Ключевые слова: эволюция, параллелизм, генная сеть, коэкспрессирующиеся гены, транскрипционный фактор, закон гомологических рядов.

Введение

Сравнительно-геномные исследования вновь подняли вопрос о темпах моле — кулярной и морфологической эволюции. Во-первых, полногеномные исследования выявили низкий уровень молекулярной дивергенции в целом по геномам в сочета — нии с высоким уровнем дивергенции по генам отдельных систем. Так, несмотря на большие морфологические различия между человеком и шимпанзе, полногеномные сравнения дают оценки различий в пределах 1–2 % — не выше, чем между шим — панзе и другими человекообразными обезьянами (Glazko et al., 2005; CSAC, 2005). В то же время сравнение генов-ортологов позволяет выявить консервативные и бы — стро адаптивно эволюционирующие функциональные группы генов. Так, у млеко — питающих быстро адаптивно эволюционируют гены иммунитета, гены, связанные с репродукцией, гены ольфакторных рецепторов и гены модификации хроматина (CSAC, 2005; Arbiza et al., 2006). Во-вторых, полногеномные исследования заста — вили пересмотреть монофилию таксонов, выстроенную на эмбриональном и мор — фобиохимическом сходстве. Так, у эукариот окончательно оставлена монофилия Coelomata, оспорено единство ракообразных и их родство с насекомыми (Шатал — кин, 2003; Cook et al., 2005; Regier et al., 2005), зато «восстановлен в правах» фагоци — теллоподобный общий предок Metazoa (первичность билатеральной организации по сравнению с радиальной и ранее обособление Acoela) (Garcia-Fernàndez, 2005; Ogishima, Tanaka, 2007; Ryan et al., 2007). У прокариот поставлена под сомнение монофилия такой консервативной группы, как цианобактерии (Захаров-Гезехус,

2008). С учетом этих данных картина эволюции больше соответствует не классиче — скому дереву с длинным стволом и ветвями разной длины, а «кусту», ветвящемуся у корня. Большинство веток «куста» эволюционируют параллельно, что и объясняет сравнительно-анатомическое и эмбриологическое сходство, а также низкий уровень молекулярной дивергенции в целом по геномам.

Классическое определение параллельной эволюции подразумевает сходный ответ общей генетической основы на сходные векторы отбора (Грант, 1991). Однако

трудно предположить общий вектор отбора на протяжении миллионов лет для такой морфологически разнообразной и эволюционно пластичной группы, как ракообраз — ные. Морфологически сходные, но генетически отдаленные линии цианобактерий населяют такие разные биотопы, как горячие источники, моря и пресные водоемы. В чем причина широкого распространения параллелизмов? В статье рассмотрена молекулярно-генетическая организация генных сетей с точки зрения существова — ния эволюционно-консервативных модулей. Самоподдерживаясь за счет дуплика — ций, молекулярной конвергенции, координационных замен, они формируют про — странство возможностей, канализирующее эволюцию.

Закон гомологических рядов Н. И. Вавилова

Широкое распространение параллелизмов заставляет вспомнить закон гомоло — гических рядов Н. И. Вавилова (1920, 1935):

в правах» фагоци — теллоподобный общий предок Metazoa (первичность билатеральной организации по сравнению с радиальной и ранее обособление Acoela) (Garcia-Fernàndez, 2005; Ogishima, Tanaka, 2007; Ryan et al., 2007). У прокариот поставлена под сомнение монофилия такой консервативной группы, как цианобактерии (Захаров-Гезехус,

2008). С учетом этих данных картина эволюции больше соответствует не классиче — скому дереву с длинным стволом и ветвями разной длины, а «кусту», ветвящемуся у корня. Большинство веток «куста» эволюционируют параллельно, что и объясняет сравнительно-анатомическое и эмбриологическое сходство, а также низкий уровень молекулярной дивергенции в целом по геномам.

Классическое определение параллельной эволюции подразумевает сходный ответ общей генетической основы на сходные векторы отбора (Грант, 1991). Однако

трудно предположить общий вектор отбора на протяжении миллионов лет для такой морфологически разнообразной и эволюционно пластичной группы, как ракообраз — ные. Морфологически сходные, но генетически отдаленные линии цианобактерий населяют такие разные биотопы, как горячие источники, моря и пресные водоемы. В чем причина широкого распространения параллелизмов? В статье рассмотрена молекулярно-генетическая организация генных сетей с точки зрения существова — ния эволюционно-консервативных модулей. Самоподдерживаясь за счет дуплика — ций, молекулярной конвергенции, координационных замен, они формируют про — странство возможностей, канализирующее эволюцию.

Закон гомологических рядов Н. И. Вавилова

Широкое распространение параллелизмов заставляет вспомнить закон гомоло — гических рядов Н. И. Вавилова (1920, 1935):

1) виды и роды характеризуются сходными рядами наследственной изменчи- вости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предсказать параллельные формы других видов и родов; 2) семейства в общем ха- рактеризуются определенным циклом изменчивости, проходящим через все роды и виды. Для формальной записи параллельных (гомологических) рядов измен — чивости был предложен радикал вида — запись признаков в порядке констант — ности их проявления. Радикалы, по Н. И. Вавилову, возникают на базе общего пула генов-гомологов, дополненного общим сходством физиологического пути от гена до признака (здесь Н. И. Вавилов ссылается на Ю. А. Филипченко, 1925 и А. А. Заварзина, 1923, 2000). Морфотип любой популяции можно описать ради — калом. Его левая часть — константные признаки — практически одинакова у всех особей, характеризуя таксон высокого порядка — род, семейство, отряд. Правая часть — неустойчивые признаки — распадется по степени варьирования на груп- пы, соответствующие низшим таксонам (от подвида до жорданона — монотипиче- ской популяции)1 (Вавилов, 1931, 1935, 1967). Уникальное сочетание констант — ных и варьирующих признаков «физиономически» характеризует вид, причем, в отличие от современных концепций вида, константные и варьирующие призна — ки одинаково важны, а репродуктивная изоляция, если она есть, является лишь одним из признаков в радикале (Вавилов, 1931; Васильева, 2002). Формирование радикала вида в эволюции Н. И. Вавилов (1931) объяснял через взаимодействие генетической составляющей дарвиновской неопределенной изменчивости2 пред — ковой популяции с разнообразием контрастных физико-географических факторов

1 Н. И. Вавилов (1967) разрабатывал, но не закончил классификацию признаков злаков. В настоящее время гомологические ряды наиболее широко используют палеонтологи. Дан — ные по растениям (Мейен, 1974; 1977 а, б; Meyen, 1971, 1973) и бентосным морским орга — низмам (Анистратенко, 1998; Рожнов, 2006; Sheldon, 1987) говорят, что наиболее четко ряды выявляются на уровне рода, а не вида.

2 Ч. Дарвин (1991) отличал неопределенную изменчивость от «спорта» (садоводческий термин) — внезапного, случайного и константного в дальнейшем ряду поколений изменения признака (то, что позднее Г. де Фриз назовет «мутацией»). Неопределенная изменчивость — признаки с неустойчивым, варьирующим в ряду поколений и от особи к особи проявлением. Отбор фиксирует ее, кумулятивно ограничивая степень варьирования, тогда как констант — ные «спорты» отбор либо выбраковывает, либо комбинирует их сочетания.

внешней среды в пределах небольшого ареала. Таким условиям удовлетворяли центры происхождения культурных растений (Вавилов, 1965), приуроченные к гористым районам с пересеченной местностью и разнообразными, часто контраст — ными условиями. Здесь вся изменчивость небольших популяций-полуизолятов имела наилучший шанс проявиться и быть закрепленной отбором3 — из перво- начального полиморфизма выделялась левая, константная часть радикала. Тогда его правая часть — либо незавершенный эволюционный процесс, либо признаки, чей полиморфизм выгоден виду (системе популяций — линнеону) в целом (Ва — вилов, 1931, 1965). на жи — вотных) и селекции.

В отличие от биохимических моногенных признаков, с которыми работал Дж. Холдейн, гомологические ряды Н. И. Вавилова построены на материале более сложных морфофизиологических признаков. Формирование таких признаков, как показал М. М. Камшилов (1935, 1939, 1940а, 1940б, 1974), возможно лишь на

3 Аналитически строго это показал А. Н. Колмогоров (1935).

4 Первоначально таблица содержала 140 родов, в настоящее время — более 200 (Рожнов,

2006).

базе сложных коэкспрессирующихся комплексов множества генов, связанных ре — гуляторными взаимодействиями. Для таких комплексов С. Кауфман ввел термин

«генная сеть» (ГС) (Kauffman, 1977). Любая ГС имеет: 1) группу генов («ядро»), обеспечивающую выполнение ее функций; 2) центральные регуляторы — транс — крипционные факторы (ТФ), координирующие гены «ядра», взаимодействуя с сай — тами связывания (ССТФ) в их регуляторных областях; 3) рецепторы, запускающие работу ГС в ответ на внешние сигналы; 4) пути передачи сигналов с рецепторов ГС на ее центральные регуляторы. Часть продуктов генов «ядра» ГС играют роль сиг- налов, взаимодействуя с рецепторами собственной ГС и/или других генных сетей, формируя регуляторные контуры с положительными и отрицательными обратны — ми связями (Колчанов и др., 2005).

Консерватизм генных сетей

Таким образом, вопрос параллельной изменчивости упирается в консерва — тизм не отдельных генов, а генных сетей. Его можно оценить по микрочиповым профилям коэкспрессии, часто дополненным попарным анализом гомологии последовательностей коэкспрессирующихся генов (Bergmann et al., 2004) и ана — лизом сетей белок-белковых взаимодействий (Xia et al., 2006). Так, сравнение

3182 экспериментов по изучению экспрессии ортологов Homo sapiens (6591 ген), Drosophila melanogaster (5802 гена), Caenorhabditis elegans (5180 генов) и Saccharo — myces cerevisiae (2434) выявило 22 163 консервативных случая коэкспрессии. Они распределились по 11 консервативным паттернам, состав генов в которых корре — лировал с хорошо изученными генными сетями (Stuart et al., 2003), как древними (сети «домашнего хозяйства» и базовых метаболических процессов — клеточный цикл, трансляция, транскрипция, протеосомная деградация белков и др.), так и молодыми (например, сети нейрогенеза, сигнальных путей и т. д.). Паттерны коэкспрессии можно разделить на три типа (Bergmann et al., 2004; Stuart et al.,

2003). Генным сетям базовых процессов «домашнего хозяйства» соответствуют паттерны с высококонсервативным составом и коэкспрессией ортологов, а так — же высокосвязным графом (тип 1). Паттерны, где состав ортологов варьировал при переходе от таксона к таксону (ГС регуляции транскрипции, межклеточной коммуникации), связаны с появлением новых функций (тип 2); паттерны, где консервативность состава ортологов не соответствует консервативности коэк — спрессии (ГС нейрогенеза) — с дивергенцией функций в эволюции (тип 3). Три типа паттернов коэкспрессии заставляют вспомнить вавиловский радикал: тип 1 соответствуют левой части, тип 3 — правой части с варьирующим фенотипиче — ским проявлением. Тип 2 связан с признаками, которые невозможно включить в радикал на данном таксономическом уровне.

Для консервативных модулей коэкспрессии предложен термин «регулог» («reg — ulog») (Babu et al., 2004). У прокариот взаиморасположение генов регулога часто консервативно, что связано с оперонной структурой генома (Захаров-Гезехус, 2008). У эукариот в ряде случаев отмечена связь регулогов и определенных районов хро- мосом (Taddei et al., 2001; Pauli et al., 2006). В регулогах можно выделить «ядро» из гомологичных генов (ортологов и паралогов) и «шлейф» негомологичных видо — специфичных генов. «Ядра» могут сильно варьировать как по составу генов, так и по степени коэкспрессии (Bergmann et al., 2004). Так, «ядро» ГС циркадного ритма

у Metazoa консервативно (Badiu, 2003): мутации в гене казеинкиназы эпсилон I укорачивают циркадный ритм у дрозофилы, грызунов и человека, снижая уровень фосфорилирования белка PER (Vanselow et al., 2006). Мутации по другим казеин- киназам сохраняют гомологичность, хотя направленность нарушений (удлинение или укорочение циркадного ритма) в разных видах может не совпадать (Xu et al.,

2005). Замечательно, что ассоциация с регулогами позволяет предсказывать функ — цию генов (Stuart et al., 2003, Huynen et al., 2004), что взаимодополнительно к за — кону гомологических рядов.

Высокосвязный граф регулогов типа 1 объясним действием стабилизирующего отбора (Шмальгаузен, 1968) — чем больше процессов, в которые вовлечен ген, тем менее вероятна его эволюция из-за плейотропного эффекта мутаций. О двух других типах этого сказать нельзя. Каков же механизм их эволюционной устойчивости?

Пространство возможностей для эволюции генных сетей

Простейший механизм сохранения регулогов следует из вавиловской концеп — ции вида. Восстановление ГС, чьи элементы повреждены разными мутациями, воз — можно путем комплементации при контактах между полуизолятами. Так, цветы, характерные для цветной капусты и брокколи, возникают у кочанной капусты при объединении нонсенс-мутаций в экзонах 4 и 5 генов ТФ BoAP1-B и BoCAL, а у ара- бидопсиса — в их ортологах AP1 и СAL. Эти мутации существуют как полимор — физмы в популяциях у крестоцветных (Lowman, Purugganan, 1999). Таким образом, ареал вида5, формируя сложную популяционную структуру вида6 (Вавилов, 1931), задает внешнее пространство возможностей для эволюции, препятствуя потере по — тенциального разнообразия в ходе специализации или дивергенции.

Внутреннее пространство возможностей для эволюции формируется модулями генных сетей. Простейший модуль — пара «ген ТФ + ген с ССТФ». Консерватизм таких пар можно оценить попарным внутри- и межвидовым анализом корегулируе — мых генов (Snel et al., 2004) Критерий корегуляции — наличие общих ССТФ в генах и высокий (r>0,6) коэффициент коэкспрессии. У S. cerevisiae выявлено 975 таких пар. В выборке генов C. elegance для ортологов таких пар также характерен высокий коэффициент коэкспрессии. Наглядно выявляет модули трансгенез. Трансгенез геном Pax-6 (центральный регулятор ГС развития глаза) мыши, асцидии и каль — мара индуцировал у дрозофилы развитие фасеточных глаз. Обратные эксперимен — ты не столь четки (вызвано развитие ряда глазных тканей), что, видимо, связано со сложным строением камерального глаза (Gehring, Ikeo, 1999). Фасеточные глаза появились не позже кембрия, камеральные — в ордовике (Михайлова, Бондарен — ко 1997), параллельно развившись из светочувствительных клеток плательминтов

5 Или группы близких видов. Молекулярно-филогенетические исследования близких, длительно викарирующих видов свидетельствуют о неполной репродуктивной изоляции, что ведет к эпизодическому обмену генами (вследствие кроссинговера за счет значительных участков гомологии и обратного скрещивания гибридов и родителей). См.: Политов, Крутов — ский, 1998; Politov, 2007.

6 В современной литературе для внутренней структуры таксона (число субтаксонов) принят термин «экстенсионал», тогда как отличительные признаки таксона (его архетип) об — разуют его интенсионал (Мейен, Шрейдер 1976; Васильева, 2002).

и книдарий (Gehring, 2005). Тем не менее достаточно появления нужного централь — ного регулятора, чтобы воссоздать «ядро» ГС развития глаза! Морфогенез крыльев насекомых и парных конечностей хордовых (с учетом инверсии дорзовентральной оси) также базируется на общих модулях (Шаталкин, 2003).

Таким образом, раз возникнув на заре эволюции, модули используются неза — висимо, многократно и параллельно в разных, порой очень отдаленных таксонах для формирования как гомологичных, так и негомологичных структур. Обрастая

«шлейфом» видоспецифичных генов, модули формируют «ядра» регулогов, кото — рые, взаимодействуя друг с другом в глобальной ГС организма, формируют про — странство возможностей для дальнейшей эволюции. Так, ложные ноги гусениц по набору корегулируемых генов оказались гомологичны ногам имаго, а ложные ноги личинок пилильщиков — мандибулам (Шаталкин, 2003). Ясно, что в обоих случаях речь идет не об истинной гомологии, а о развитии параллелизмов на базе различ- ных регулогов. Благодаря экспансии, вероятность потери регуляторного модуля в эволюции мала7. Это объясняет устойчивые миллионы лет гомологические ряды в репродуктивно изолированных таксонах, а также низкий уровень молекулярной дивергенции в целом по геномам. Мутационная реактивация «молчащего» регулога может объяснить филоциклы. Причем принцип Долло (Грант, 1991) соблюдается: генные сети морфологически сходных органов различаются по «шлейфу» видоспе — цифичных генов.

Пространство возможностей для эволюции в генных сетях

Экспансию модулей обеспечивают дупликации. В паре «ген-ТФ + ген с ССТФ» возможно лишь три варианта: дупликация гена ТФ, дупликация гена с ССТФ и по — следовательно оба события. У E. сoli по первому пути возникло 272 регуляторных связи, по второму — 128, по третьему — 74. У дрожжей больше роль дупликаций гена ТФ (Teichmann, Babu, 2004). Обеспечивая экспансию модулей, дупликации одно — временно снижают интеграцию генных сетей и плейотропность мутаций (Duret, Mouchiroud, 2000), открывая путь движущему отбору.

Другой путь экспансии — конвергентное возникновение ССТФ, чему способ — ствуют их небольшие размеры и ограничения, накладываемые отношением типа

«лиганд-рецептор». Так, анализ ССТФ фактора SF-1 в регуляторных районах большой выборки генов выявил сходные особенности встречаемости динуклеоти — дов и корреляции между частотами динуклеотидов (Levitsky et al., 2007). Парал- лелизм во взаиморасположении уже не нуклеотидов, а самих ССТФ, образующих консервативные мотивы, характерен для коэкспрессируемых генов. Так, промоторы интерферон-индуцируемых генов обогащены комбинацией сайтов связывания фак- торов ISGF3, STAT1, IRF1 и NF-kappaB (Ananko et al., 2008).

7 Даже если ГС не используется, полной потери не происходит. Так, в Hh-каскаде нема — тод утрачен морфоген Hh, один из его рецепторов — Smo, но сохранен другой рецептор — Ptс. То есть, от ГС Hh-каскада остался только один из двух модулей передачи сигнала через ци- топлазму на ядро. Какой сигнал принимает Ptс пока неясно, хотя у нематод выявлены Hog — белки, кодируемые семейством генов, гомологичных Hh (Aspöck et al., 1999, Kuwabara et al.,

2000, Zugasti et al., 2005).

Рис. 1. Формальное представление параллельной изменчивости молекулярного фенотипа гена альфа-кристаллина в двумерном пространстве признаков:

ось OY — тканеспецифическая экспрессия = сродство (Sax et al., 1995) транскрипционного фактора PE1B к соответствующему сайту и ось OX — повсеместная экспрессия = сродство ТВР-белка к ТАТА-боксу

Комбинации нуклеотидов и/или ССТФ формируют свое собственное простран — ство возможностей для эволюции регуляции отдельных генов, тем более ограни — ченное, чем меньше регуляторный район. Так, в промоторе гена альфа-кристаллина ССТФ PE1B, отвечающий за тканеспецифичную экспрессию и ТАТА-бокс сбли — жены, образуя композиционный элемент (Sax et al., 1995). Эволюция в сторону эффективности тканеспецифичной экспрессии ведет к усилению PE1B-сродства у человека, мыши и Nannospalax sp. Тренд усиления сродства ТВР-белка к ТАТА — боксу выявлен нами у хомяка и курицы. Другие тренды эволюции здесь просто не- возможны (рис. 1).

Регуляторные модули формируются и на базе пар «миРНК — сайт-мишень в мРНК». Так, миРНК miR319 регулирует экспрессию генов TCP у томата и араби — допсиса. Интенсивное воздействие миРНК на мРНК-мишень дает лист с изрезан — ным краем (норма томата, мутация у арабидопсиса), снижение интенсивности — цельнокрайний лист (мутация у томата, норма арабидопсиса). Важно, что сходство фенотипов получено разными молекулярными механизмами: у томата снижение воздействия получено за счет мутации, меняющей сродство к миРНК, а у араби — допсиса интенсивность воздействия повышена путем усиления экспрессии miR319 (мутация jaw) (Palatnik et al., 2003).

Аналогичные соображения о пространстве возможностей эволюции будут спра — ведливы для любых биополимеров (белки, различные РНК), рабочие структуры кото — рых формируются за счет взаимодействия ограниченного множества мономеров. Так,

в молекуле родопсина за длину волны преимущественно поглощаемого света λmax,

отвечает участок аминокислот 76–94. Среднее значение изоэлектрической точки и

момент гидрофобности аминокислот здесь хорошо коррелируют с λmax. Поэтому за-мены аминокислот у всех видов, использующих родопсин, повторяются в эволюции

(Chang et al., 2002, Briscoe, 2002). Один из механизмов ускользания вируса гриппа А от иммунного ответа — образование сайтов связывания ионов в антигенной детер — минанте. Ион мешает преципитации антител. Небольшие размеры белка ограничи — вают количество вероятных сайтов связывания ионов. В итоге, у близкородственных штаммов вируса сайты связывания ионов занимают различное положение — перебор пространства возможностей только начат, а у дальнородственных — сходное: перебор пространства возможностей завершен и завершен цикл (филоцикл) изменчивости8 (Иванисенко и др., 2008). Таким образом, для молекулярного фенотипа белка, как ни странно, подходит концепция Л. С. Берга с поправкой на роль отбора.

Консерватизм молекулярного фенотипа активных сайтов белков позволяет де — лать прогноз. Так, база данных PDBSite (Ivanisenko et al., 2005) содержит библио — теку шаблонов — консервативных трехмерных структур активных сайтов хорошо изученных белков. Программа PDBSiteScan позиционирует эти шаблоны in silico на неизученные белки с целью предсказания функций. Эти исследования показали, что в нативном белке активный сайт может быть окружен набором аминокислот, оптимизированных так, что для появления нового сайта достаточно одной-двух мутаций (Иванисенко и др., 2008). Можно предположить, что кроме действующего пространства возможностей эволюции молекулярного фенотипа существует также потенциальное пространство возможностей, куда белок может быть переброшен определенными мутациями в районе активного сайта.

Матрица взаимодействия между мономерами существенно корректирует про — странство возможностей для эволюции, делая его вырожденным по отношению к составу мономеров за счет коадаптивных замен. Эффект коадаптивных замен вы — явлен как для нуклеиновых кислот (Алёшин и др., 1999), так и для белков (Афонни — ков, Колчанов 2001). Так, в протаминах повышена доля основных аминокислот, что необходимо для компактизации ДНК в сперматозоиде. Мутация, элиминирующая основную аминокислоту, будет повышать вероятность фиксации компенсирующей мутации. В итоге, характерный для протаминов высокий уровень dn/ds (Wyckoff et al., 2000), на деле не связан с изменением их функции9, хотя ведет к превали — рованию несинонимичных замен и изменению последовательности ДНК (Rooney et al., 2000). Коадаптивные замены обеспечивают консерватизм структуры рРНК, оставляя при этом как возможность таксон-специфически в квазинейтральном ре — жиме варьировать состав нуклеотидов, так и фиксировать конвергентные замены в неродственных таксонах. (Алёшин и др., 1999).

8 Возможен также перебор пространства возможностей на уровне субъединиц белка. На — пример, таким образом в разных таксонах независимо сформировались FcR-рецепторы им — мунной системы (Fayngerts et al., 2007; Guselnikov et al., 2008).

9 Так как протамины играют важную роль и в оплодотворении, движущий отбор, фик — сируемый кимурианским критерием, видимо, играет роль в двух противоположных трендах эволюции: изменяя белок, формирует репродуктивный барьер (Swanson, Vacquier, 2002) и в то же время путем коадаптивных замен «следит», чтобы общие параметры белка не слишком флуктуировали (Rooney et al., 2000).

Разорвать круг филоциклов можно, видимо, двумя способами: 1) переходом в потенциальное пространство возможностей, что стохастически меняет один фило — цикл на другой, или 2) прорывом в линейную эволюцию, ведущую к приобретению новых функций. Последнее возможно лишь после разрушения пространств возмож — ностей. Для белков, по-видимому, это возможно в результате длительного периода эволюции, близкой к нейтральной. Так, эволюция ряда генов, связанных с антропо — генезом — FOXP2, BRCA1 (Arbiza et al., 2006), MYH16 (Stedman et al., 2004), — лучше объясняется не движущим отбором, а длительным его ослаблением, с последующей краткой вспышкой адаптивной эволюции.

Заключение: эволюция в пространствах возможностей

Итак, путь от гена до признака можно представить как иерархию различных пространств возможностей: 1) на уровне биополимеров, 2) модулей в локальных генных сетях и 3) регулогов в глобальной ГС организма. Кроме того, 4) сформи — ровавшийся признак ограничен сверху экоценотическим пространством возмож — ностей ареала вида. Канализируя эволюцию, эти пространства возможностей в то же время значительно снижают мутационный груз, переводя ряд несинонимичных мутаций в режим отбора, близкий к нейтральному. Таким образом, хотя простран — ство возможностей и ограничивает изменчивость, в нем никогда не будет достиг — нута полная унификация: высококонсервативную часть (коровый район ССТФ, пространственная структура белка или РНК, «ядро» регулога) всегда будет сопро — вождать низкоконсервативный «шлейф».

Рассмотрим простейший контур с отрицательной обратной связью (ООС), ре — гулирующей концентрацию белка. Параметр «отклонение концентрации от нормы» отслеживается регуляторным звеном ООС, меняющим скорость синтеза белка. Контуру безразличны причины отклонения от нормы. Таким образом, ООС сужает норму реакции, «обнейтраливая», выводя из-под отбора, любое изменение на ниже — лежащих уровнях иерархии. (Колчанов, Шиндялов 1991). Аналогичным свойством обладают лимитирующие звенья — наиболее быстротекущие реакции (Демиденко и др., 2004). Но такая унификация на высшем уровне означает неизбежное размы — вание гомологии на нижележащих уровнях иерархии за счет квазинейтральной эво — люции. Эти данные хорошо согласуются с фактом неравномерности темпов морфо — физиологической и молекулярной эволюции (Glazko et al., 2005; CSAC, 2005; Arbiza et al., 2006).

Палеонтологические и современные данные показывает, что гомологические ряды наиболее характерны для раннего периода эволюции филумов — периода «ар — хаического разнообразия», когда четкий архетип не сформирован (Мамкаев, 1991), и периода анагенеза, когда архетип устойчив, но филум еще не впал в стазис (Рож — нов, 2006). В первом случае радикал имеет небольшую левую часть и длинную пра — вую часть, варьирующую от таксона к таксону. Во втором случае — радикал с выра — женной левой частью и четким иерархическим соподчинением признаков (Рожнов,

2006). Чем сильнее ООС, тем уже норма реакции, следовательно, стабилизирую — щий отбор благоприятствует таксонам с ООС. При дизруптивном или движущем отборе ситуация противоположна: преимущество получают таксоны без ООС, слом которых должен вести к выявлению всех ранее обнейтраленных мутаций (гипер — манифестация изменчивости). Такой дестабилизирующий отбор экспериментально

продемонстрирован школой Д. К. Беляева при доместикации лисиц (Беляев, 1983) и куньих (Трапезов, 2008). Таким образом, во-первых, любая мутация будет ней — тральной лишь до тех пор, пока она не способна повлиять на регуляцию в генной сети10. Во-вторых, при сломе регуляторного контура все накопленные мутации бу — дут тестироваться отбором «оптом», случайно подобранными ансамблями. Такой режим отбора мы предлагаем назвать «адаптивной оптимизацией» в противовес классической схеме движущего отбора, когда мутации тестируются сразу после их появления. При «архаическом разнообразии» мы видим процесс такой оптимиза — ции, а момент, когда в палеонтологической летописи формируется устойчивый ар — хетип, указывает на формирование системы ООС.

Благодарности

Выражаем благодарность всем сотрудникам Лабораторий теоретической гене- тики и молекулярной эволюции ИЦиГ СО РАН за помощь в подготовке статьи.

Работа поддержана грантом РФФИ № 09-04-01641-а «Компьютерное исследо — вание молекулярной эволюции генов и молекулярно-генетических систем много — клеточных животных», программой РАН 22. Молекулярная и клеточная биология (проект 8 «Системная биология: компьютерно-экспериментальные подходы»), программой РАН 23. Биологическое разнообразие (проект 29 «Биоинформатика генетической изменчивости), интеграционными проектами СО РАН № 119, гран — том НШ-2447.2008.4, проектами № 18.13 по Программе РАН «Происхождение и эволюция биосферы», и госконтрактом №10104-37/П-18/110-327/180608/015 по Программе Президиума РАН «Происхождение и эволюция биосферы», Подпро — грамма 2.

Литература

Алёшин В. В., Владыченская Н. С., Кедрова О. С., Милютина И. А., Петров Н. Б. Вторичная структура шпильки 17 низшего многоклеточного животного Rhopalura ophiocomae (Mesozoa: Orthonectida) как пример «прерываемого равновесия» в эволюции 18S рибо — сомной РНК // Молекулярная биология. 1999. Т. 33. № 2. С. 319–329.

Анистратенко В. В. Гомеоморфия: суть явления и его значение для систематики и филоге — нетики (на примере брюхоногих моллюсков) // Вестник зоологии. 1998. Т. 32. № 1/2. С. 98–107.

Афонников Д. А., Колчанов Н. А. Консервативные особенности ДНК-связывающих доменов класса «гомеодомен», обусловленные коадаптивными заменами аминокислотных остат- ков // Доклады АН. 2001. Т. 380. № 5. С. 691–695.

Беляев Д. К. Дестабилизирующий отбор // Развитие эволюционной теории в СССР (1917–

1970 годы). Л. : Наука, 1983. C. 266–277.

Берг Л. С. Номогенез или эволюция на основе закономерностей // Труды по теории эволю — ции. 1922–1930. Л. : Наука, 1977. С. 95–311.

10 Вывод подтвержден выявлением ненулевой относительной вредности синонимичных замен у человека (вредность — недопредставленность в геноме мутаций данного класса по сравнению с теоретически возможным). Авторы (Горлов, Горлова, 2007) объясняют это вли — янием синонимичных замен на сайты сплайсинга, играющие важную регуляторную роль, что согласуется с данными (Malko, Ermakova, 2007) по дрозофиле.

Вавилов Н. И. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Саратов : Губпо — лиграфотдел, 1920. 16 с.

Вавилов Н. И. Линнеевский вид как система // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 1931. Т. 26. Вып. 3. С. 109–134.

Вавилов Н. И. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. 2-е изд., перераб. и расшир. М. ; Л. : Сельхозгиз, 1935. 56 с.

Вавилов Н. И. Мировые центры сортовых богатств (генов) культурных растений // Избран — ные труды в 5 томах. Т. 5. М. : Наука, 1965. С. 108–119.

Вавилов Н. И. Научные основы селекции пшеницы // Избранные произведения в двух томах.

Т. 2. Л. : Наука, 1967. С. 7–259.

Васильева Л. Н. Кризис проблемы вида: причины и следствия // Эволюционная биология : ма-териалы II Международной конференции «Проблема вида и видообразование». Томск :

Изд-во Томского гос. ун-та, 2002. Т. 2. С. 31–50.

Горлов И. П., Горлова О. Ю. Движущий отбор в ходе эволюции человека // Информационный

Вестник ВОГиС. 2007. Т. 11. № 2. С. 363–372.

Грант В. Эволюционный процесс. М. : Мир, 1991. 488 c.

Дарвин Ч. Происхождение видов путем естественного отбора. СПб. : Наука, 1991. 539 c.

Демиденко Г. В., Колчанов Н. А., Лихошвай В. А., Матушкин Ю. Г., Фадеев С. И. Математиче-ское моделирование регуляторных контуров генных сетей // Журнал вычислительной

математики и математической физики. 2004. Т. 44. № 10. С. 1921–1940.

Заварзин А. А. Параллелизм структур как основной принцип морфологии // Изв. Биологич.

науч.-исслед. ин-та при Пермском ун-те. 1923. Т. 2. Вып. 4. С. 135–140.

Заварзин А. А. Сравнительная гистология. СПб. : Изд-во СПбГУ, 2000. 518 с.

Заварзин Г. А. Несовместимые признаки в системе родов бактерий // Журнaл общей биоло-гии. 1973. Т. 34. № 4. С. 530–538.

Захаров-Гезехус И. А. Проблема гомологии в эволюционной биологии. М. : [б. и.], 2008.

127 с.

Иванисенко В. А., Деменков П. С., Фомин Э. С., Крестьянова М. А., Ощурков И. С., Иванисенко

Т. В., Иванисенко Н. В., Пинтус С. С., Яркова Е. Э., Степаненко И. Л., Сурнина Н. Ю., Кол-чанов Н. А., Гончаров С. С. Распознавание функциональных сайтов в пространствен-ных структурах белков // Системная компьютерная биология. Новосибирск : Изд-во

СО РАН, 2008. С. 231–245.

Камшилов М. М. Отбор в различных условиях проявления признака // Биологический жур-нал. 1935. Т. 4. № 6. С. 1005–1013.

Камшилов М. М. 1939. Отбор как фактор, меняющий зависимость признака от изменений

внешних условий // Доклады АН СССР. 1939. T. 23. № 4. С. 361–364.

Камшилов М. М. Проявление признака и изменчивость. Эффект порога проявления // До-клады АН СССР. 1940а. Т. 26. № 6. С. 605–608.

Камшилов М. М. Изменчивость и проявление. Проблема нормального фенотипа // Доклады

АН СССР. 1940б. Т. 29. № 3. С. 239–243.

Камшилов М. М. Эволюция биосферы. 2-е изд. М. : Наука, 1974. 256 с.

Колмогоров А. Н. Уклонение от формул Харди при частичной изоляции // Доклады АН СССР.

1935. Т. 3. № 7. С. 129–132.

Колчанов Н. А., Подколодная О. А., Игнатьева Е. В., Хлебодарова Т. М., Проскура А. Л., Сус-лов В. В., Воронич Е. С., Дубовенко Е. А. Интеграция генных сетей, контролирующих

физиологические функции организма // Информационный Вестник ВОГиС. 2005. Т. 9.

№ 2. С. 179–198.

Колчанов Н. А., Шиндялов И. Н. Теоретическое исследование эволюции регуляторных кон-туров при различных типах отбора // Проблемы генетики и теории эволюции. Новоси-бирск : Наука, 1991. С. 268–279.

Мамкаев Ю. В. Методы и закономерности эволюционной морфологии // Современная эво-люционная морфология. Киев : Наукова думка, 1991. С. 88–103.

Мейен С. В. О соотношении номогенетического и тихогенетического аспектов эволюции // Журнал общей биологии. 1974. Т. 35. № 3. С. 353–364.

Мейен С. В. Олигомеризация и полимеризация в эволюции древнейших высших растений // Значение процессов полимеризации и олигомеризации. Л. : Зоологический ин-т АН СССР,

1977а. С. 75–77.

Мейен С. В. Таксономия и мерономия // Вопросы методологии в геологических науках. Киев: Наукова думка, 1977б. С. 25–33.

Мейен С. В., Шрейдер Ю. А. Методологические аспекты теории классификации // Вопросы философии. 1976. № 12. С. 67–79.

Михайлова И. А., Бондаренко О. Б. Палеонтология. Т. 1. М. : Изд-во МГУ, 1997. 446 c.

Политов Д. В., Крутовский К. В. Клинальная изменчивость и интрогрессивная гибридизация в популяциях европейской и сибирской елей // Жизнь популяций в гетерогенной среде. Йошкар-Ола : Периодика Марий Эл, 1998. P. 78–89.

Рожнов С. В. Закон гомологических рядов Н. И. Вавилова и архаическое многообразие по данным палеонтологии // Эволюция биосферы и биоразнообразия. М.: Т-во научных изданий КМК, 2006. С. 134–147.

Розанов А. Ю. Закономерности морфологической эволюции археоциат и вопросы ярусного расчленения нижнего кембрия. М. : Наука, 1973. 164 с.

Соболев Д. Н. Начала исторической биогенетики. Симферополь : Государственное издатель — ство Украины, 1924. 202 с.

Трапезов О. В. Гомологические ряды изменчивости окраски меха у американской норки (Mustela vison Schreber, 1777) в условиях доместикации // Информационный Вестник ВОГиС. 2008. Т. 11. № 3/4. С. 547–559.

Филипченко Ю. А. О параллелизме в живой природе // Успехи экспериментальной биологии.

1925. Т. 3. Вып. 3/4. С. 242–258.

Шаталкин А. И. Регуляторные гены в развитии и проблема морфотипа в систематике насеко — мых // Чтения памяти Н. А. Холодковского. Вып. 56(2). СПб. : Наука, 2003. 109 с.

Шмальгаузен И. И. Факторы эволюции. М. : Наука, 1968. 452 с.

Ananko E. A., Kondrakhin Y. V., Merkulova T. I., Kolchanov N. A. Recognition of interferon-inducible sites, promoters, and enhancers // BMC Bioinformatics. 2007. Vol. 8. P. 56.

Arbiza L., Dopazo J., Dopazo H. Positive selection, relaxation, and acceleration in the evolution of the human and chimp genome // PLoS Computational Biology. 2006. Vol 2. № 4. e38. Epub

2006. Apr 28.

Aspöck G., Kagoshima H., Niklaus G., Bürglin T. R. Caenorhabditis elegans has scores of hedgehog — related genes: sequence and expression analysis // Genome Research. 1999. Vol. 9. № 10. P. 909–923.

Babu M. M., Luscombe N. M., Aravind L., Gerstein M., Teichmann S. A. Structure and evolution of transcriptional regulatory networks // Current Opinion in Structural Biology. 2004. Vol. 14.

№ 3. P. 283–291.

Badiu C. Genetic clock of biologic rhythms // Journal of Cellullar and Molecular Medicine. 2003.

Vol. 7. № 4. P. 408–416.

Beadle G. W., Tatum E. L. Genetic control of biochemical reactions in Neurospora // The Proccedings of the National Academy of Sciences of the USA. 1941. Vol. 27. № 11. P. 499–506. Bergmann S., Ihmels J., Barkai N. Similarities and differences in genome-wide expression data of six

organisms // PLoS Biology. 2004. Vol. 2. № 1. E9. Epub 2003. Dec 15, E9.

Briscoe A. D. Homology modeling suggests a functional role for parallel amino acid substitutions between bee and butterfly red — and green-sensitive opsins // Molecular Biology and Evolu — tion. 2002. Vol. 19. № 6. P. 983–986.

CSAC — Chimpanzee Sequencing and Analysis Consortium. Initial sequence of the chimpanzee ge — nome and comparison with the human genome // Nature. 2005. Vol. 437. № 7055. P. 69–87.

Chang B. S., Jönsson K., Kazmi M. A., Donoghue M. J., Sakmar T. P. Recreating a functional an — cestral archosaur visual pigment // Molecular Biolology and Evolution. 2002. Vol. 19. № 9. P. 1483–1489.

Cook C. E., Yue Q., Akam M. Mitochondrial genomes suggest that hexapods and crustaceans are mutually paraphyletic //Proceedings of the Royal Society of London. Series B, Biological Sci — ences. 2005. Vol. 272. № 1569. P. 1295–1304.

Duret L., Mouchiroud D. Determinants of substitution rates in mammalian genes: expression pat — tern affects selection intensity but not mutation rate // Molecular Biology and Evolution.

2000. Vol. 17. № 1. P. 68–74.

Fayngerts S. A., Najakshin A. M., Taranin A. V. Species-specific evolution of the FcR family in endo — thermic vertebrates // Immunogenetics. 2007. Vol. 59. № 6. P. 493–506.

Garcia-Fernàndez J. Hox, ParaHox, ProtoHox: facts and guesses // Heredity. 2005. Vol. 94. № 2.

P. 145–152.

Gehring W. J. New perspectives on eye development and the evolution of eyes and photorecep — tors // Journal of Heredity. 2005. Vol. 96. № 3. P. 171–184.

Gehring W. J., Ikeo K. Pax 6: mastering eye morphogenesis and eye evolution // Trends in Genetics.

1999. Vol. 15. № 9. P. 371–377.

Glazko G., Veeramachaneni V., Nei M., Makałowski W. Eighty percent of proteins are different be — tween humans and chimpanzees // Gene. 2005. Vol. 346. P. 215–219.

Guselnikov S. V., Ramanayake T., Erilova A. Y., Mechetina L. V., Najakshin A. M., Robert J., Tara — nin A. V. The Xenopus FcR family demonstrates continually high diversification of paired receptors in vertebrate evolution // BMC Evolutionary Biology. 2008. Vol. 8. P. 148.

Haldane D. B. The comparative genetics of colour in rodents and carnivore // Biological Review.

1927. Vol. 11. P. 199.

Huynen M. A., Snel B., Noort V. van Comparative genomics for reliable protein-function prediction from genomic data // Trends in Genetics. 2004. Vol. 20. № 8. P. 340–344.

Ivanisenko V. A., Pintus S. S., Grigorovich D. A., Kolchanov N. A. PDBSite: a database of the 3D structure of protein functional sites // Nucleic Acids Research. 2005. Vol. 33. Database issue. Р. D183–D187.

Kauffman S. A. Gene regulation networks: A theory for their global structure and behaviors // Cur — rent Topics in Developmental Biology. Vol. 6. N. Y. : Academic Press, 1977. P. 145–182.

Kuwabara P. E., Lee M. H., Schedl T., Jefferis G. S. A C. elegans patched gene, ptc-1, functions in germ-line cytokinesis // Genes and Development 2000. Vol. 14. № 15. P. 1933–1944.

Levitsky V. G., Ignatieva E. V., Ananko E. A., Turnaev I. I., Merkulova T. I., Kolchanov N. A., Hodgman T. C. Effective transcription factor binding site prediction using a combination of optimization, a genetic algorithm and discriminant analysis to capture distant interactions // BMC Bioin — formatics. 2007. Vol. 8. P. 481.

Lowman A. C., Purugganan M. D. Duplication of the Brassica oleracea APETALA1 floral homeotic gene and the evolution of domesticated cauliflower // Journal of Heredity. 1999. Vol. 90. № 5. P. 514–520.

Malko D. B., Ermakova E. O. Evolution of splicing in insects // Proceedings of the MCCMB 2007.

Moscow: MSU Press, 2007. P. 193–194.

Meyen S. V. Plant morphology in its nomothetical aspects // The Botanical Review. 1973. Vol. 39.

№ 3. P. 205–260.

Meyen S. V. Parallelism and its significance for the systematics of fossil plants // Geophytology.

1971. Vol. 1. № 1. P. 34–47.

Ogishima S., Tanaka H. Missing link in the evolution of Hox clusters // Gene. 2007. Vol. 387.

№ 1–2. P. 21–30.

Palatnik J. F., Allen E., Wu X., Schommer C., Schwab R., Carrington J. C., Weigel D. Control of leaf morphogenesis by microRNAs // Nature. 2003. Vol. 425. № 6955. P. 257–263.

Pauli F., Liu Y., Kim Y. A., Chen P. J., Kim S. K. Chromosomal clustering and GATA transcriptional regulation of intestine-expressed genes in C. elegans // Development. 2006. Vol. 133. № 2. P. 287–295.

Politov D. V. Patterns of reticulate evolution in plants and animals of the boreal zone // II In — ternational Conference “Biosphere Origin and Evolution”. Abstracts book. Novosibirsk : Boreskov Institute of Catalysis SB RAS. 2007. P. 69.

Regier J. C., Shultz J. W., Kambic R. E. Pancrustacean phylogeny: hexapods are terrestrial crusta — ceans and maxillopods are not monophyletic // Proceedings of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 2005. Vol. 272. № 1561. P. 395–401.

Rooney A. P., Zhang J., Nei M. An unusual form of purifying selection in a sperm protein // Mo — lecular Biology and Evolution. 2000. Vol. 17. № 2. P. 278–283.

Ryan J. F., Mazza M. E., Pang K., Matus D. Q., Baxevanis A. D., Martindale M. Q., Finnerty J. R.

Pre-bilaterian origins of the Hox cluster and the Hox code: evidence from the sea anemone,

Nematostella vectensis // PLoS ONE. 2007. Vol. 2. № 1. P. e153.

Sax C. M., Cvekl A., Kantorow M., Gopal-Srivastava R., Ilagan J. G., Ambulos N. P., Piatigorsky J.

Lens-specific activity of the mouse alpha A-crystallin promoter in the absence of a TATA

box: functional and protein binding analysis of the mouse alpha A-crystallin PE1 region //

Nucleic Acids Researsh. 1995. Vol. 23. № 3. P. 442–451.

Sheldon P. R. Parallel gradualistic evolution of Ordovician trilobites // Nature. 1987. Vol. 330.

№ 6418. P. 561–563.

Snel B., Noort V. van, Huynen M. A. Gene co-regulation is highly conserved in the evolution of

eukaryotes and prokaryotes // Nucleic Acids Research. 2004. Vol. 32. № 16. P. 4725–4731.

Stedman H. H., Kozyak B. W., Nelson A., Thesier D. M., Su L. T., Low D. W., Bridges C. R., Shrager

Minugh-Purvis N., Mitchell M. A. Myosin gene mutation correlates with anatomical changes

in the human lineage // Nature. 2004. Vol. 428. № 6981. P. 415–418.

Stuart J. M., Segal E., Koller D., Kim S. K. A gene-coexpression network for global discovery of

conserved genetic modules // Science. 2003. Vol. 302. № 5643. P. 249–255.

Swanson W. J., Vacquier V. D. The rapid evolution of reproductive proteins // Nature Reviews

Genetics. 2002. Vol. 3. № 2. P. 137–144.

Taddei I., Morishima M., Huynh T., Lindsay E. A. Genetic factors are major determinants of pheno-typic variability in a mouse model of the DiGeorge/del22q11 syndromes // The Proccedings

of the National Academy of Sciences of the USA. Vol. 98. № 20. P. 11 428–11 431.

Teichmann S. A., Babu M. M. Gene regulatory network growth by duplication // Nature Genetics.

2004. Vol. 36. № 5. P. 492–496.

Vanselow K., Vanselow J. T., Westermark P. O., Reischl S., Maier B., Korte T., Herrmann A., Herzel H.,

Schlosser A., Kramer A. Differential effects of PER2 phosphorylation: molecular basis for the

human familial advanced sleep phase syndrome (FASPS) // Genes and Development. 2006.

Vol. 20. № 19. P. 2660–2672.

Wyckoff G. J., Wang W., Wu C. I. Rapid evolution of male reproductive genes in the descent of

man // Nature. 2000. Vol. 403. № 6767. P. 261–263.

Xia K., Xue H., Dong D., Zhu S., Wang J., Zhang Q., Hou L., Chen H., Tao R., Huang Z., Fu Z.,

Chen Y. G., Han J. D. Identification of the proliferation/differentiation switch in the cel-lular network of multicellular organisms // PLoS Computational Biology. 2006. Vol. 2.

№ 11. P. 145.

Xu Y., Padiath Q. S., Shapiro R. E., Jones C. R., Wu S. C., Saigoh N., Saigoh K., Ptácek L. J., Fu Y. H.

Functional consequences of a CKIdelta mutation causing familial advanced sleep phase syn-drome // Nature. 2005. Vol. 434. № 7033. P. 640–644.

Zugasti O., Rajan J., Kuwabara P. E. The function and expansion of the Patched — and Hedgehog-related homologs in C. elegans // Genome Research. 2005. Vol. 15. № 10. P. 1402–1410.

Possibility Spaces and Evolution: Darwin and Vavilov

N. A. Kolchanov*, V. V. Suslov**, M. P. Ponomarenko***

Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, Russia:

*kol@bionet. nsc. rul; **valya@bionet. nsc. ru; ***pon@bionet. nsc. ru

Regulatory sequences, protein active sites and gene networks contain evolutionarily conserved modules, which create possibility spaces limiting variability and canalizing evolution. This allows Vavilov’s law of homologous series and other cases of parallel evolution to be looked at a different angle. These modules live in a self-supportive manner and carry on with duplications and convergent molecular evolution. In parallel, keeping a fraction of mutations away from selection, the modules have them accumulate in a quasineutral mode and thus cater for future evolution, which, above all, will be unique.

Keywords: evolution, parallel evolution, genenetwork, transcription factor, coexpressing genes, Vavilov’s law of homologous series.

Материал взят из: Чарльз Дарвин и современная биология. Труды Международной научной конференции (21–23 сентября 2009 г., Санкт — Петербург)