Teoria ewolucji z perspektywy XXI wieku. Dlaczego ewolucja jest tak skutecznym procesem. Wersja rozszerzona

Pasjonująca lektura. Autor w sposób przystępny wskazuje czytelnikowi, że ewolucja nie jest wytworem przypadkowych zmian w genomie, jak sugerowano przez dziesięciolecia. Najwyższy czas, aby nieoparte na empirycznych dowodach filozoficzne poglądy o nieukierunkowanych zmianach genomu jako odpowiedzialnych za ewolucję oraz o determinizmie genetycznym były poddawane pod dyskusje o szerszym zasięgu. Tak, dyskusje, a nie milczącą akceptację owego konsekwentnego wykluczania alternatywnych poglądów, zwłaszcza w dobie, gdy zmiany adaptacyjne i niezbędność „śmieciowego” (jak sugerowano) DNA są już faktem. W dobie, gdy wpływ czynników środowiskowych na dziedziczenie poprzez modyfikacje epigenetyczne jest coraz szerzej wykazywany.  Autor demaskuje niefortunny odruch dużej części naukowców (a może nie tylko naukowców) do uznawania za niemożliwe tego, co niezgodne z założeniami konserwatywnej szkoły myślenia. Każdy, kto interesuje się nauką, powinien tę książkę przeczytać.
- prof. dr hab. inż. Grażyna E. Ptak, Uniwersytet Jagielloński, biolog rozwoju 

Shapiro napisał stymulującą, innowacyjną książkę, która z pewnością spodobałaby się nawet samemu Darwinowi.  
– Sidney Altman, biolog molekularny, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie chemii (1989)

Profesor Shapiro napisał najlepszą książkę o podstawach współczesnej biologii, jaką kiedykolwiek widziałem. To może być prawdziwy game changer w biologii ewolucyjnej. 
– Carl Woese, mikrobiolog i fizyk, odkrywca archeonów, laureat National Medal of Science (2000)

Ta książka zawiera wspaniałą analizę, która może dostarczyć odpowiedzi na kluczowe pytania dotyczące pochodzenia zmienności. Jim Shapiro przedstawia nowe spojrzenie na najważniejsze kwestie teorii ewolucji. Jeżeli ma rację, to genom należy postrzegać jako system przechowywania danych odczytu–zapisu, a nie jedynie jako wyznacznik dziedziczności. Po przeczytaniu tej książki spojrzysz na biologię tak, jak się powinno spoglądać z perspektywy XXI wieku.
–Denis Noble, fizjolog i biolog odznaczony Orderem Imperium Brytyjskiego, członek Royal Society, autor książki The Music of Life

Naturalna inżynieria genetyczna wyjaśnia procesy ewolucyjne, które zachodziły co najmniej trzy miliardy lat przed pojawieniem się człowieka. Szczegółowy opis wszechobecnego dynamizmu genetycznego i całej maszynerii DNA występującej na różnych poziomach życia – od bakterii po ssaki – burzy mity. Narracja autora jest całkowicie naukowa i powinna zainteresować wszystkich, którzy chcą zrozumieć ewolucję systemów genetycznych.
– Lynn Margulis, biolog, laureatka National Medal of Science (1999)

Opierając się na długim, bogatym doświadczeniu naukowym i nowatorskich spostrzeżeniach, autor przedstawił teorię ewolucji biologicznej mogącą rzucić nowe światło na zagadnienie koewolucji w przyrodzie, która jest możliwa dzięki jej wewnętrznym zdolnościom.
– Werner Arber, genetyk i mikrobiolog, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny (1978)

Książka ta podkreśla dynamiczną biologię systemów i inżynierię pomiędzy ewoluującym genomem, komórką i stresorami środowiskowymi, wpływającymi na system odczytu–zapisu, który leży u podstaw ewolucji życia.
– Eviatar Nevo, założyciel i dyrektor Instytutu Ewolucji na Uniwersytecie w Hajfie, członek Narodowej Akademii Nauk USA

 

James A. Shapiro, profesor na Wydziale Biochemii i Biologii Molekularnej Uniwersytetu w Chicago, jest czołowym ekspertem w dziedzinie genetyki bakterii, odkrywcą elementów transpozycyjnych w bakteriach i badaczem ruchomych elementów genetycznych. Twórca koncepcji naturalnej inżynierii genetycznej, która ma opisywać podstawy procesu ewolucji. W 2014 roku wraz z Denisem Noble’em założył projekt badawczy The Third Way of Evolution, w ramach którego są rozwijane twierdzenia rozszerzonej syntezy ewolucyjnej. Od 20 lat jest głównym krytykiem naukowym ortodoksyjnej teorii ewolucji.

Jest współredaktorem książki DNA Insertion Elements, Plasmids and Episomes (1977), redaktorem Mobile Genetic Elements (1983) i współredaktorem Bacteria as Multicellular Organisms (1997).  

Seria Perspektywy Nauki

Jeszcze sto lat temu uczeni uważali, że nauka to przedsięwzięcie obiektywne, oparte na gromadzeniu danych empirycznych i wyciąganiu na tej podstawie wniosków, które przeradzają się w teorie. Dziś jednak wiemy, że to nie fakty, ale przede wszystkim ich interpretacje prowadzą do rozwoju nauki.

Największe rewolucje w historii nauki zaszły dzięki wybitnym jednostkom, które wykazały się postawą krytyczną wobec powszechnie obowiązujących poglądów. Kopernik nie przyjął geocentryzmu Ptolemeusza, Einstein odrzucił to, co dzisiaj określamy mianem fizyki klasycznej, a Darwin nie zgodził się z tym, co w jego czasach nazywano biblijnym poglądem o niezmienności gatunków.

Seria Perspektywy Nauki pokazuje, że nauka nie jest przedsięwzięciem jednolitym, że to raczej kolaż rozmaitych poglądów, hipotez i idei. Będziemy w niej przedstawiać oryginalne poglądy uczonych, którzy wykraczają poza utarte szlaki i przedstawiają czytelnikowi zupełnie nowe perspektywy w nauce.

Odkrycie w nauce polega na tym, że widząc to, co wszyscy inni, dostrzega się to, czego nikt nie zauważył. – Albert Szent-Györgyi, laureat Nagrody Nobla

Spis treści

Podziękowania do wydania drugiego, poszerzonego 11

Wprowadzenie do wydania drugiego, poszerzonego.

Jak naprawdę działa ewolucja i dlaczego jest to ważne dla naszego zdrowia i przyszłości 13

Zdumiewający i niesamowity sposób, w jaki bakterie

rozwinęły oporność na antybiotyki 13

Rak pojawia się w wyniku urazu, który inicjuje procesy

makroewolucyjne odpowiedzialne za pojawienie się komórek

działających przeciwko nam 14

Czego bakterie nauczyły mnie o ich nieoczekiwanej zdolności

do mobilizowania DNA 16

Znaczenie trafnego zrozumienia ewolucji w kontekście raka

i oporności na antybiotyki 17

Artykułowanie i aktualizacja dwudziestopierwszowiecznego poglądu

na ewolucję – uznanie faktu, że żywe organizmy są zdolne do

przeprojektowania swoich genomów RW 21

Genomy zawierają więcej informacji niż geny i kodują nie tylko białka 25

Nasze życie zależy od ukierunkowanego kontrolowanego NGE.

Ewolucja stworzyła tę możliwość więcej niż raz 29

Co drugie wydanie ma przekazać czytelnikom nieakademickim 32

Co drugie wydanie ma przekazać czytelnikom akademickim 33

Myśl przewodnia książki: aktywna ewolucja jest niezbędna do

utrzymania życia 35

 

Część I:

Posty umieszczone na blogu, wyrażające potrzebę nowego

spojrzenia na ewolucję w XXI wieku 41

Czy dobór naturalny rzeczywiście wyjaśnia sukces ewolucyjny? 43

Fuzje komórkowe i ewolucja nowych form życia: symbiogeneza,

a nie dobór 46

Co jest kluczem do realistycznej teorii ewolucji? 50

Więcej dowodów na prawdziwą naturę zmian ewolucyjnych DNA 53

Czym jest, a czym nie jest naturalna inżynieria genetyczna 56

Ku pamięci Carla Woese’a (1928–2012),

najznamienitszego biologa ewolucyjnego XX wieku 60

Hybrydyzacja międzygatunkowa i introgresja w ewolucji zwierząt 63

Jaki jest najlepszy sposób radzenia sobie z supernaturalistami

w nauce i teorii ewolucji 66

 

Część II:

Posty umieszczone na blogu, omawiające poszczególne

zagadnienia dotyczące ewolucji 71

II.A. Oporność bakterii na antybiotyki 73

Lekcje ewolucji od organizmów opornych na antybiotyki 73

Różne role doboru, poziomego transferu i naturalnej inżynierii

genetycznej w niebezpiecznej ewolucji organizmów opornych

na antybiotyki 78

II.B. Aktywna biologicznie pośrednia zmiana genomu 83

Barbara McClintock, promieniowanie rentgenowskie oraz

samoświadome, samoleczące komórki 83

Barbara McClintock, samonaprawa genomu i percepcja komórkowa

– rewolucyjna wizja przyszłości biologii 87

Evelyn Witkin, Jean Weigle – odpowiedź SOS oraz sposób, w jaki

bakterie E. coli wytwarzają mutacje w wyniku ekspozycji na

promieniowanie U 93

W jaki sposób naturalna inżynieria genetyczna rozwiązuje problemy

związane z ewolucją białek 97

Znaczenie ewolucyjne poziomego transferu DNA w liniach

zarodkowych zwierząt 100

Poziomy transfer DNA zachodzi pomiędzy królestwami we wszystkich

kierunkach, bakterie zakaźne ewoluują w wyniku pozyskiwania domen

białek z eukariotycznych gospodarzy 104

Podejście drugie: dlaczego rekombinacja genetyczna nie jest procesem

losowym i w jaki sposób komórki zyskują na tej nielosowości 108

Czy komórki mogą ukierunkować naturalną inżynierię genetyczną

do pożytecznych skutków ewolucji? 110

Ewolucja eksperymentalna I: jak możemy obserwować działanie

naturalnej inżynierii genetycznej w czasie rzeczywistym? 115

Ewolucja eksperymentalna II: więcej sposobów, by obserwować

naturalną inżynierię genetyczną w czasie rzeczywistym 118

II.C. Oporność bakterii na antybiotyki 123

Celowa, ukierunkowana inżynieria genetyczna w ewolucji

układu immunologicznego (część I) 123

Twoje życie zależy od „niemożliwego”, którego dokonują komórki

układu immunologicznego – celowa, ukierunkowana inżynieria DNA

(część II) 126

II.D. Naturalna inżynieria genetyczna sieci komórkowych

i genomicznych 131

Ewolucja sieci: w jaki sposób naturalna inżynieria genetyczna

buduje obwody w genomie 131

Bob Dylan, ENCODE oraz teoria ewolucji: Czasy wciąż się zmieniają 135

Dalsze przemyślenia nad debatami o ENCODE i śmieciowym DNA 138

Powtórzenia ruchomego DNA i formatowanie transkrypcyjne

genomu ssaka w toku ewolucji 141

II.E. Percepcja komórkowa w regulowaniu sposobu funkcjonowania

genomu i inżynierii 149

Percepcja komórkowa i podejmowanie decyzji przez komórki 149

Żywe komórki, złożone systemy oraz ekonomia 153

DNA jako poezja – wiele przekazów zawartych w jednej sekwencji 156

 

 

Część III:

Teoria ewolucji z perspektywy XXI wieku (pierwsze wydanie) 303

 

Część IV:

Uzupełniające pierwsze wydanie moje prace naukowe opublikowane

w czasopismach naukowych 425

Jak życie zmienia się samoistnie: genomy odczytu–zapisu 427

Żywe organizmy w procesie ewolucji tworzą genomy odczytu–zapisu 507

Żaden genom nie jest wyspą 643

Wszystkie żywe komórki są kognitywne 709

O autorze 736

Spis ilustracji 765

Dostępne do pobrania po zeskanowaniu kodu QR:

Słowniczek

Indek osobowy

Indeks rzeczowy

Bibliografia