מה הן שיני בינה ומדוע הן הוכחה לאבולוציה ?

[אני רק עובר]

אני מראה לך שהמודלים שלך פשטניים להחריד

ולא במקרה אי אפשר למצוא בתחום אף מדען רציני שנותן הערכות כמותיות (כמו שלך או אחרות) לשאלות האלו.

אם סיכויי הגדילה של המוח, בין אם כתוצאה מברירה טבעית ובין אם כתוצאה מסחף, הם נמוכים, אז נצפה שמתוך עשרות מיני הומינידים (ואלפי מיני יונקים) רק במעטים יגדל המוח, ובמעטים מאוד הוא יגדל באופן עקבי ומשמעותי. ואכן זה מה שאנו רואים.

מה שאני מציג פה הוא בדיוק הקונצנזוס של 30 השנים האחרונות בגנטיקה של אוכלוסיות, כאשר אפילו התומכים הנלהבים ביותר של אדפטציה וברירה טבעית טוענים לכל היותר שהיא אחראית ל-50% מן המוטציות המתקבעות שיש להן אפקט פנוטיפי. מה שאומר ששאר ה- 50% (יותר לדעת הרוב בתחום) יתקבעו גם במודל חסר כל ברירה טבעית.

בחזרה למודל שלך: אם הבנתי נכון הצעת עשרה שלבים, בכל שלב יש סיכוי של 0.35 לגדילת המוח כתוצאה מסלקציה ו-0.1 סיכוי לגדילת המוח כתוצאה מסחף. אם נניח שאלו אפשרויות זרות יוצא שמתוך 10 שלבים נצפה בממוצע לשלוש עד ארבע שבהן המוח גדל כתוצאה מסלקציה, לשלב אחד שבו המוח גדל כתוצאה מסחף, ובשאר השלבים לא נקבל עליה. אם מסתכלים רק על שלבים בהם היתה עליה, אז נצפה שבממוצע ברבע עד חמישית מתוכם העליה תהיה כתוצאה מסחף.

 

[Charles Darwin]

חשבת אולי שהמומחים לא נותנים הערכות כאלה כי

אף אחד לא טען בפניהם שהמוח האנושי הופיע ללא שום סלקציה?

אני מסכים שהמודל שלי פשטני, אבל לדעתי הפשטנות הזו דווקא פועלת "לרעתי" ולכן היא לגיטמית.

"אם סיכויי הגדילה של המוח, בין אם כתוצאה מברירה טבעית ובין אם כתוצאה מסחף, הם נמוכים, אז נצפה שמתוך עשרות מיני הומינידים (ואלפי מיני יונקים) רק במעטים יגדל המוח, ובמעטים מאוד הוא יגדל באופן עקבי ומשמעותי. ואכן זה מה שאנו רואים."

דבר ראשון מתאם לא מעיד על סיבתיות. זה יכול להיות נדיר מהסיבה שציינת (סיבה סטטיסטית גרידא) וזה יכול להיות נדיר מסיבה אחרת לגמרי - למשל כי בד"כ אין לחץ סלקטיבי מספיק חזק כדי להתגבר על הסלקציה המאזנת. יכול להיות שבשושלת האדם, באופן חריג, כן היה לחץ כזה [אולי בגלל שהידיים היו משוחררות, מה שאיפשר פיתוח כלים, או השד יודע מה (כמובן שזה לא אומר שכל קוף זקוף יצמיח מוח גדול)].

דבר שני, אני טוען שהסיכויים *לא* נמוכים עם סלקציה. סלקציה יכולה די בקלות להגדיל את הסיכוי שתכונה תתקבע נגיד מ-1% ל-100% בקירוב. בדוגמה שלי דיברתי על סיכוי של 0.9, כאשר 0.9 בחזקת 10 נותן בערך 0.35 עבור 10 התקבעויות. המספרים הנ"ל מומצאים לחלוטין, אבל אני לא חושב שהם מוטים לטובתי - נהפוכו. הרי אם סחף יכול לעשות כמעט את כל מה שסלקציה עושה, מה לנו להלין על בריאתנים? לדעתי סלקציה צריכה להיות חזקה מסחף בהרבה סדרי גודל כדי ליצור אדפטציות מורכבות.

"מה שאני מציג פה הוא בדיוק הקונצנזוס של 30 השנים האחרונות בגנטיקה של אוכלוסיות, כאשר אפילו התומכים הנלהבים ביותר של אדפטציה וברירה טבעית טוענים לכל היותר שהיא אחראית ל-50% מן המוטציות המתקבעות שיש להן אפקט פנוטיפי. מה שאומר ששאר ה- 50% (יותר לדעת הרוב בתחום) יתקבעו גם במודל חסר כל ברירה טבעית"

אין לי בעיה מיוחדת עם הטיעון הזה, אני רק אומר שהמוח לא נמצא ב-50% האלה. היכולת לגלגל את הלשון - אולי. האיבר הכי מורכב ביקום המוכר - לא.

זו דעתי בכל אופן.

 

[ranisharoni]

המוח האנושי - אדפטציה בהרבה רמות

שאל את המומחים:
Evolutionary Genetics: The human brain – adaptation at many levels
http://www.nature.com/ejhg/journal/v13/n5/full/5201401a.html

לא ראיתי פעם אחת את המילה סחף בסקירה של המאמר שעיקרו אנליזה מולקולרית:
compares the number of nonsynonymous substitutions (Ka; changes that affect the amino-acid sequence) to the number of synonymous substitutions

עדיין יש הרבה סימני שאלה אבל נראה שיש הכרעה ברורה לטובת סלקציה.

המאמר המקורי:
Accelerated Evolution of Nervous System Genes in the Origin of Homo sapiens
http://www.cell.com/retrieve/pii/S0092867404011432

 

[Charles Darwin]

גם לנושא השרשור (גודל הלסת) יתכן שיש קשר למוח

למשל במאמר הזה מדברים על הקשר בין הקטנת הלסת לבין גדילת המוח. אגב, שימו לב לאיור 3 במאמר - זה בדיוק מה שהייתי מצפה ורוצה לראות במאמרים על ארדי; השוואה ברמת המאקרו בין שלושה מינים, משלוש זויות שונות, שמראה לא רק איך עצם מסוימת (שנבחרה במיוחד מתוך מאות עצמות) משתנה עם הזמן אלא איך כל המורפולוגיה משתנה.

 

[אני רק עובר]

אתה מצחיק אתה...

אף אחד לא השווה במאמר הזה "ברמת המאקרו" (מה זה בכלל להשוות "ברמת המאקרו"???)

הם שמו באיור צילומים של גולגולת אדם, גורילה וקוף מקוק משלוש זויות. זה לא אומר שהיתה פה השוואה "ברמת המאקרו". זה בעיקר אומר שהם היו צריכים איור, בגלל שהם לא השתמשו אפילו בפרמטר אנטומי אחד ויחיד. עד כמה שאני מצליח לראות זה מחקר מולקולרי טהור.

אילו הם היו רוצים הם היו יכולים למדוד את גודל שרירי הלסת, אבל לא היה בכך הרבה טעם כי זה היה בסך הכל נותן להם קורלציה על פני חמש נקודות (אדם, שימפנזה, אורנגאוטן, מקוק וכלב), והיה מאוד קשה להסיק מזה משהו כמותי-סטטיסטי.

 

[Charles Darwin]

תודה, אני משתדל.

כדאי להזכיר שני ציטוטים בקשר לדיונים האחרונים:

1. extraordinary claims require extraordinary evidence

לדעתי (ולא רק לדעתי) הטענות של מגלי ארדי היו extraordinary והתמיכה בעדויות היתה underwhelming, וזו כל התורה על רגל אחת. הם בחרו כמה שברי עצמות מתוך כמה מאות עצמות וחשבו שאנשים לא ישימו לב. ומסתבר שהם צדקו. אבל בכל זאת יש כאלה (

) שכן שמו לב.

2. absence of evidence is not evidence of absence

זה אולי יותר רלוונטי לדיון על הבדלים קוגניטיביים בין אוכלוסיות, אבל תקף גם כאן. גם אם לא היתה שום עדות לסלקציה במוח בשושלת האדם, יש מספיק סיבות לוגיות וסטטיסטיות להניח שאולי פשוט לא חיפשנו מספיק טוב.

 

[אני רק עובר]

אף פעם לא טענתי ולא התכוונתי לטעון

שאין עדות לסלקציה במוח בשושלת האדם. מה שכתבתי היה שלא ניתן להזניח סחף, בטח לא באופן אוטומטי.

 

[אני רק עובר]

כל השיטה של יחס בין מוטציות סינונימיות

ולא סינונימיות מבוססת על הנחה של סחף. היינו השיטה מודדת כמה סלקציה אפשר לראות מעל הרמה הצפוייה על פי הנחת אפס לפיה המוטציות התקבעו באמצעות סחף.

המאמר המדובר הוא של ברוס לאהן, אשר בעשור הקודם טען שהוא יכול להראות לחץ סלקציה על מוטציות מסויימות שקשורות למוח. הבעייה היא שלפחות בשתי המוטציות המפורסמות ביותר שלאהן עסק בהן, הסתבר שאפילו הוא עצמו לא מצליח לשחזר את הממצא של סלקציה. הדברים הגיעו לידי כך שלאהן הודיע פומבית על פרישתו מכל הנושא.

באופן טבעי, אחרי שלאהן טען שהוא רואה אבולוציה מהירה יותר בענף האדם מאשר בענף השימפנזה, חזרו על הבדיקות במחקרים נוספים, ולא הצליחו לאשר הבדל כזה. אם אני זוכר נכון מחקר אחד אפילו מצא אבולוציה מהירה יותר דווקא בענף השימפנזה. כמובן שישנם גנים ספציפים שעברו אבולוציה מהירה יותר בענף האדם, וכמובן שישנם גנים אחרים שעברו אבולוציה מהירה יותר בענף השימפנזה. בשורה תחתונה, לא ידוע לי על מישהו שהיום עדיין טוען שהראה אבולוציה מהירה יותר באופן כללי בענף האדם.

 

[Charles Darwin]

לא נראה לי שיש קשר בין המאמר הזה לבין הביקורת

שבגינה לאהן פרש. הוא נאלץ לפרוש משום ששני מאמרים אחרים שלו (שעסקו ב-MCPH1 ו-ASPM) חרגו מההגמוניה הפוליטית. גם אם הוא עשה טעות, היא ודאי לא היתה חריגה ברמה שמצדיקה פרישה.

בכל מקרה הייתי מבדיל כאן בין שלושה סוגי אבולוציה: (1) אבולוציה גנומית, (2) אבולוציה מורפולוגית ו-(3) אבולוציה של המוח. מבחינת אבולוציה גנומית אכן יתכן ואולי אף סביר שבשושלת השימפנזה היו יותר שינויים אדפטיביים, משום שסלקציה נוטה להיות חזקה יותר באוכלוסיות גדולות, והאוכלוסיה בשושלת השימפנזה היתה גדולה יותר בממוצע מאשר בשושלת האדם. מבחינת אבולוציה מורפולוגית, לי נראה שהיא היתה דרמטית יותר בשושלת האדם, ומבחינת האבולוציה של המוח הייתי אומר שזה כבר ממש חד משמעי ואני לא מכיר טענה רצינית שסחף גנטי מהווה הסבר מספק.

 

[ranisharoni]

המקרה המדובר - הוא טעה ביחס לטענה הבאה?

למשל:
Dr. Lahn's group zeroed in on the role of two genes, called ASPM and microcephalin, that are known to have a role in brain size. Humans with defective copies of either gene are born with brains only about one-third the normal size.

Studying DNA from several species, the Chicago team found that, over millions of years, the genes had undergone more rapid change in monkeys, apes and humans than in other animals.

אני מבין שהמחלוקת היתה:
Their next step was to determine if evolution had continued in modern humans. Dr. Lahn's graduate students began decoding DNA from 1,184 people belonging to 59 groups from around the world, including Bedouins, Pima Indians and French-speaking Basques.

http://online.wsj.com/public/article/SB115040765329081636-T5DQ4jvnwqOdVvsP_XSVG_lvgik_20060628.html?mod=blogs

 

[Charles Darwin]

זה אכן המקרה, אבל לא בטוח שהמילה 'טעה' מתאימה

יכול להיות שהוא היה קצת סנסציוני ונחפז לצאת באמירות לא לגמרי מבוססות. מזכיר לך מישהו? (רמז: מתחיל ב-R נגמר ב-D)

אפרופו RD, אם זה מעניין אותך, יש הרצאה עדכנית על תגלית דומה. ונחש מי היה מהמבקרים הבולטים של התגלית הזו? אכן, המגלה של ארדי.

 

[ranisharoni]

אבל אפשר להסיק מאנליזה מולקולרית?

שהיתה אבולוציה מהירה יותר של גנים מסוימים בענפים שונים (למשל בקופים ביחס ליונקים אחרים):the genes had undergone more rapid change in monkeys, apes and humans than in other animals.

ואז ברור שמדובר בסלקציה ולא בסחף גרידא?

 

[Charles Darwin]

בגדול כן. יש כל מיני מבחנים לסלקציה, אבל...

כרגיל בביולוגיה התשובה היא סטטיסטית ולא מוחלטת. יש שינויים שיותר קונסיסטנטיים עם סלקציה ולא סביר שיתרחשו רק ע"י סחף. בכל מקרה לדעתי הבעיה העיקרית היא דווקא הפוכה - לא של זיהוי שגוי של סחף כסלקציה אלא של קושי לאתר סלקציה, במיוחד בתכונות מורכבות (ורוב התכונות ה"חשובות" הן מורכבות). אגב, ברוס לאהן לא ממש פרש, אלא רק החליט לעבור לתחומים פחות שנויים במחלוקת (ונדמה לי שהוא גם יצא בהצהרות מפייסות לציבור).

 

[ranisharoni]

ממצא יותר עדכני ונטול ברוס - DUF1220

http://en.wikipedia.org/wiki/DUF1220

ושוב בפירוש מדובר על סלקציה חיובית (ללא איזכור כלשהו של סחף):
DUF1220 is a protein domain of unknown function that shows a striking human-specific increase in copy number and may be important to human brain evolution

In primates there is a significant correlation between DUF1220 copy number and brain size. For these reasons and because DUF1220 sequences at 1q21.1 have undergone a dramatic increase in copy number in humans and appear to be under positive selection

ועוד בנושא:
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/08/120816141537.htm

אפשר סוף סוף להסכים שלפחות היתה סלקציה בהקשר של הגדלת המוח?

אגב מעניין מאוד כמה "דופים" (DUF1220) היו לניאנדרטלים.

 

[ranisharoni]

וגרף מעניין

שמראה שאצל האב הקדום אדם-שימפנזה היו 106 עותקים.
מאז נוספו כ 170 לאדם-המודרני לעומת כ 20 לשימפנזה מה שמעיד על לחץ סלקטיבי חיובי חזק יותר משמעותית אצל האדם-המודרני.
אני רק יכול להניח שאצל מיני טרום אדם (לוסי) המספר היה קרוב לזה של שימפנזה.

 

[אני רק עובר]

קצת סדר

צריך להבדיל פה בין שלושה (לפחות) סוגים שונים של ראיות ומה הם מוכיחים:

קודם כל ניתן למצוא ראיות מולקולריות ישירות ללחץ סלקציה על אזורים שונים בגנום, בכמה שיטות שונות. דוגמה לכך הם הגנים של APSM ומיקרוצפלין, אשר כאמור לא הצליחו לשחזר לגביהם את הממצא של סלקציה בענף האדם, אך יש יותר קונצנזוס לגבי סלקציה שלהם בפרימטים בכלל מול שאר היונקים.

שנית יש מקרים של קורלציה, כאשר מצאו אללים מסויימים שמופיעים אצל האדם אך לא בקופים ויונקים אחרים, ומכל מיני סיבות מקשרים אותם לגודל המוח או לתכונות אחרות של המוח. דוגמאות לכך הם האללים של גן המיוזין. מציאות אללים כאלו בפני עצמה בהחלט לא מעידה שהם הופיעו כתוצאה מלחץ סלקציה, וצריך להיזהר לא לעשות את ההנחה הזו באופן אוטומטי (אם לחזור בפעם הלא-זוכר-כמה על מה שאני מנסה להסביר פה כבר יותר משבוע). כאשר המאמר על גן המיוזין לדוגמה התפרסם לפני 8 שנים, ומאז אף אחד לא הראה לחץ סלקציה עליו, זה קצת אומר דרשני.

שלישית, יש מקרים של אבולוציה מהירה יותר בענף האדם יחסית לענף השימפנזה וענפים אחרים (או לחילופין מהירה יותר דווקא בענף השימפנזה). מקרים כאלו מאותרים ע"י חיפוש אזורים בגנום אשר השתנו מעט מאוד במיליוני השנים שלפני האב הקדמון המשותף לאדם ולשימפנזה, והשתנו מעט מאוד בענף השימפנזה, אבל השתנו מאוד בענף האדם. שוב, זה שהיתה אבולוציה מהירה רק בענף האדם, עדיין לא ראייה שהאבולוציה הזו התרחשה בלחץ סלקציה דווקא. אם כבר, זה שלא היו שינויים במשך הרבה מיליוני שנים שקדמו רומז על לחץ סלקציה נגד שינוי אותו אזור, והשתנותו בענף האדם יכולה להיות בגלל שלחץ הסלקציה הוסר מסיבה כלשהי, מה שאיפשר הצטברות מוטציות בסחף גנטי.

עוד כדאי לשים לב שראיות מכל שלושת הסוגים בדרך כלל מתגלות כתוצאה מחיפוש מכוון. כלומר מריצים ספציפית חיפוש ברצפי הגנום על מקרים של לחץ סלקציה באדם או אבולוציה מהירה יותר בענף האדם, ולכן גם מוצאים אותם. כמובן שזו איננה ראייה לכך שלא היה לחץ סלקציה או אבולוציה מהירה גם בענף השימפנזים, על אללים אחרים. ואכן אם מחפשים בגנום השימפנזה, מוצאים כאלו גם אצלו. לכן ע"מ להראות שבאופן כללי היו לחץ סלקציה ו/או אבולוציה מהירה יותר בענף האדם, צריך קודם כל להסכים על רשימה של גנים רלוונטים, ואז לבדוק אותם באופן שווה והוגן באדם ובשימפנזה. כאמור, אני לא מכיר כיום מישהו שטוען שביצע מחקר כזה, ומצא יתרון של האדם על השימפנזה.

 

[Charles Darwin]

טוב קראתי את המאמר, אבל האם אתה קראת אותו

קישרת קודם למאמר הזה וכתבת:

"מה שאני מציג פה הוא בדיוק הקונצנזוס של 30 השנים האחרונות בגנטיקה של אוכלוסיות, כאשר אפילו התומכים הנלהבים ביותר של אדפטציה וברירה טבעית טוענים לכל היותר שהיא אחראית ל-50% מן המוטציות המתקבעות שיש להן אפקט פנוטיפי". מה שאומר ששאר ה- 50% (יותר לדעת הרוב בתחום) יתקבעו גם במודל חסר כל ברירה טבעית"

ואני חייב לציין שקשה לי להבין איך הגעת לזה מהמאמר. אמנם מוזכר שם 50%, אבל אני לא רואה איך זה מתקשר ל-50% שלך. אני גם לא חושב שהמאמר רלוונטי לדיון שניהלנו "כבר יותר משבוע" על המוח (אולי חוץ מהעובדה ששניהם עוסקים באבולוציה). כפי שאמרתי בעבר, יש לך ידע רחב באבולוציה וידע מסוים באבולוציה מולקולרית, אבל אני נאלץ לחלוק על חלקים גדולים ממה שכתבת לאורך השרשור (דווקא עם התגובה האחרונה אני די מסכים). אם אתה מעוניין בפירוט, אני ארחיב מחר או בהמשך.

לי נראה שדרך הפעולה שלך היא (1) להניח שהצד השני לא מבין, (2) לסרוק את דברי הצד השני בחיפוש אחר טעויות (שהמצאותן כמעט בלתי נמנעת) ו-(3) לייחס את אי ההבנה של הצד השני לאותן טעויות בלתי נמנעות שנמצאו.

"מציאות אללים כאלו בפני עצמה בהחלט לא מעידה שהם הופיעו כתוצאה מלחץ סלקציה, וצריך להיזהר לא לעשות את ההנחה הזו באופן אוטומטי (אם לחזור בפעם הלא-זוכר-כמה על מה שאני מנסה להסביר פה כבר יותר משבוע)."

לא ראיתי שמישהו כאן הניח סלקציה באופן אוטומטי (בעצם היה מקרה אחד שמישהו ניבא ששיני הבינה יעלמו תוך חצי מיליון עד מיליון שנה, ואני לא רואה איך הערכה כזו יכולה להיות סבירה ללא סלקציה - אבל המישהו הזה היה אתה). אכן נטען שקשה להסביר את השינויים הדרמטיים במבנה, בגודל, ובתפקוד המוח בשושלת האדם ללא סלקציה, אלא שלמיטב הבנתי זה לא נעשה "אוטומטית" אלא בהתבסס על מגוון רחב של עדויות בלתי תלויות.

לילה טוב.

 

[ranisharoni]

שאלה לגבי שיני בינה

(או כל גנוטיפ מתנוון)

אם אין לחץ סלקטיבי שלילי (משמר), בהנחה ששיני בינה לא משנות את הפיטנס, אז זה לא גורר שיצטברו מוטציות שבסופו של דבר יעלימו את הגנוטיפ? האם גודל האוכלוסיה משחק תפקיד בקצב הניוון של הגנוטיפ?

תודה

 

[Charles Darwin]

לדעתי קצב הניוון תלוי בפליאוטרופיה וסלקציה

1. ככל שהפליאוטרופיה חזקה יותר, כך קשה יותר להיפטר מהפנוטיפ. תחשוב על קשר בשרוך: הרבה יותר קשה לפרום שלושה או ארבעה קשרים מחוברים מאשר קשר בודד או כפול.

2. בהיעדר סלקציה לא הייתי מצפה שתכונה בהכרח תיעלם; הרי מוטציה אקראית יכולה לגרום גם ל*הגברת* הפנוטיפ ולאו דווקא להחלשתו. מה שכן, לפנוטיפ מוגבר יש בד"כ מחיר (אנרגטי למשל) ולכן סלקציה יכולה לשחק תפקיד עקיף בהעדפת מוטציות שמעלימות אותו על פני כאלו שמגבירות או משמרות אותו.

גודל האוכלוסיה משפיע בעיקר על הסחף ובמידה מסוימת על סלקציה, אבל לא על קצב הצטברות המוטציות. לכן הייתי אומר שבהיעדר סלקציה גודל האוכלוסיה לא צריך להשפיע על הקצב הממוצע של ניוון הפנוטיפ, אבל קח בחשבון שבאוכלוסיה ענקית כמו שלנו זה יהיה כרוך בהצטברות של מוטציות שונות בשושלות שונות ובזמנים שונים ולהערכתי יקח הרבה זמן עד שכלל השושלות תצבורנה את המוטציות המיוחלות. באוכלוסיה קטנה, סחף עשוי להוביל לשינוי מהיר בהרבה, אך כאמור לא ברור למה להניח שהשינוי יהיה דווקא לכיוון של הפחתה במספר השיניים.

שאלות טובות

 

[ranisharoni]

הטיעון בעד לחץ חיובי - מגוף המאמר

http://www.g3journal.org/content/2/9/977.full.pdf+html

The reduced interchromosomal allelic recombination may have favored enhanced rates of intrachromosomal NAHR that, *combined with positive selection*, may have triggered the fixation of chromosomes with intragenic DUF1220 gene and/or domain amplification(s). In this manner, the merging of these forces could have allowed DUF1220 domain copy number to hyperamplify, expanding from 102 DUF1220 copies in our last common ancestor with the Pan lineage to 272 in modern human.

עוד ממצא מעניין שמחזק את טענת הסלקציה - היה גם מחיר שלילי לגידול באותם "דופים" מדוברים (חוסר יציבות):
Given these observations, we undertook a comprehensive reconstruction of DUF1220 evolutionary history to gain insight into both the key genomic events that underlie the rapid evolutionary expansion in DUF1220 copy number as well as how this process may be responsible for the multitude of recurrent genetic and develop mental diseases associated with the 1q21.1 region.