Эффект Болдуина - Baldwin effect

Не путать с Правила Болдуина или Эффект Болдуина (астрономия).
Эффект Болдуина по сравнению с Теория эволюции Ламарка, Дарвиновская эволюция, и Waddington с генетическая ассимиляция. Все теории предлагают объяснения того, как организмы реагируют на измененную среду адаптивными наследственными изменениями.

В эволюционная биология, то Эффект Болдуина описывает влияние выученного поведения на эволюцию. Джеймс Марк Болдуин и другие, предложенные во время затмение дарвинизма в конце 19 века, когда организм способность учиться новое поведение (например, акклиматизация к новому стрессору) повлияет на его репродуктивный успех и, следовательно, повлияет на генетический состав его вида через естественный отбор. Хотя этот процесс похож на Ламаркизм, согласно этой точке зрения, живые существа унаследованный приобретенные характеристики их родителей. Эффект Болдуина независимо предлагался несколько раз, и сегодня он общепризнан как часть современный синтез.

«Новый фактор эволюции»

Эффект, тогда еще не названный, был описан в 1896 г. в статье «Новый фактор эволюции» американского психолог Джеймс Марк Болдуин, со второй статьей 1897 года.[1][2] В статье предложен механизм особого отбора для общей обучаемости. Как историк науки Роберт Ричардс объясняет:[3]

Если животные войдут в новую среду - или их старая среда быстро изменится, - те, которые могут гибко реагировать путем обучения новому поведению или онтогенетической адаптации, будут естественным образом сохранены. Этот сохраненный остаток через несколько поколений будет иметь возможность проявлять спонтанно врожденные вариации, подобные их приобретенным чертам, и эти вариации будут выбраны естественным образом. Это выглядело бы так, как если бы приобретенные черты погрузились в наследственную субстанцию ​​ламарковским способом, но процесс действительно был бы неодарвиновский.[3]

Отобранное потомство будет иметь повышенную способность к изучению новых навыков, а не ограничиваться генетически закодированными, относительно фиксированными способностями. По сути, он подчеркивает тот факт, что устойчивое поведение вида или группы может формировать эволюцию этого вида. «Эффект Болдуина» лучше понять в эволюционная биология развития литература как сценарий, в котором персонаж или черта характера изменение, происходящее в организм в результате взаимодействия с окружающей средой постепенно ассимилируется в его генетический или эпигенетический репертуар развития.[4][5] Словами философа науки Дэниел Деннетт:[6]

Можно сказать, что благодаря эффекту Болдуина, виды предварительно проверяют эффективность определенных различных дизайнов путем фенотипического (индивидуального) исследования пространства ближайших возможностей. Если таким образом будет обнаружена особенно выигрышная обстановка, это открытие будет Создайте новое давление отбора: организмы, которые в адаптивном ландшафте ближе к этому открытию, будут иметь явное преимущество перед более далекими.[6]

Обновление эффекта Болдуина было разработано Жан Пиаже, Пол Вайс, и Конрад Уоддингтон в 1960–1970-е гг. Эта новая версия включала явную роль общества в формировании последующих естественных изменений в организме человека (как эволюционных, так и связанных с развитием) со ссылкой на изменения давления отбора.[7]

Последующие исследования показывают, что Болдуин не был первым, кто идентифицировал этот процесс; Дуглас Сполдинг упомянул об этом в 1873 году.[8]

Споры и принятие

Первоначально идеи Болдуина не были несовместимы с преобладающими, но неопределенными представлениями о механизме передачи наследственной информации, и по крайней мере два других биолога выдвинули очень похожие идеи в 1896 году.[9][10] В 1901 г. Морис Метерлинк описал поведенческую адаптацию к преобладающему климату у различных видов пчел как «то, что было просто идеей, поэтому, в отличие от инстинкта, постепенно превратилось в инстинктивную привычку».[11] Теория эффекта Болдуина впоследствии стала более противоречивой, и ученые разделились на «сторонников Болдуина» и «скептиков Болдуина».[12] Теория была впервые названа "эффектом Болдуина" Джордж Гейлорд Симпсон в 1953 г.[12] Симпсон »признал, что идея была теоретически непротиворечивой, то есть не противоречила современный синтез ",[12] но он сомневался, что это явление происходило очень часто или, если так, можно было доказать, что оно имеет место. В своем обсуждении восприятия теории эффекта Болдуина Симпсон указывает, что эта теория, по-видимому, обеспечивает примирение между неодарвинистами и неодарвинистами. неоламаркистский подход и что «менделизм и более поздняя генетическая теория настолько убедительно исключили крайнюю неоламаркистскую позицию, что примирение стало казаться ненужным».[13] В 1942 году биолог-эволюционист Джулиан Хаксли продвигали эффект Болдуина как часть современного синтеза, говоря, что эволюционисты чрезмерно пренебрегли этой концепцией.[13][14][15]

В 1960-х годах биолог-эволюционист Эрнст Майр утверждал, что теория эффекта Болдуина несостоятельна, потому что

  1. аргумент сформулирован в терминах индивидуального генотипа, тогда как то, что действительно подвергается давлению отбора, - это фенотипически и генетически изменчивая популяция;
  2. недостаточно подчеркивается, что степень модификации фенотипа сама по себе генетически контролируется;
  3. предполагается, что фенотипическая жесткость выборочно превосходит фенотипическую гибкость.[16]

В 1987 г. Джеффри Хинтон и Стивен Новлан продемонстрировали с помощью компьютерного моделирования, что обучение может ускорить эволюцию, и связали это с эффектом Болдуина.[17][18][19]

Пол Гриффитс[20] предполагает две причины сохраняющегося интереса к эффекту Болдуина. Во-первых, роль разум понимается, что играет в эффекте. Второй - это связь между развитие и эволюция эффекта. Отчет Болдуина о том, как нейрофизиологические и сознательные психические факторы могут способствовать этому эффекту[21][22][1] акцентирует внимание на вопросе о возможной ценности сознания для выживания.[23]

В домашний зяблик Колонизация России Северной Америки предоставила эмпирические доказательства эффекта Болдуина.[24]

Тем не менее, как заметил в 2003 году Дэвид Депью, «поразительно, что довольно разные современные теоретики эволюции, большинство из которых считают себя сторонниками современного синтеза, в последнее время стали« сторонниками Болдуина »».[12] Эти

обычно эволюционные психологи которые ищут сценарии, в которых популяция может путем поведенческих проб и ошибок попасть в «труднодоступную» часть фитнес-ландшафта, в которой человеческий мозг, язык и разум могут быстро эволюционировать. Они ищут то, что Дэниел Деннетт, который сам является бустером Болдуина, называет «эволюционным журавлем» инструментом для быстрого выполнения некоторых тяжелых работ.[12]

По Деннету, а также в 2003 году, последняя работа не оказала эффект Болдуина «больше не спорные морщины в ортодоксальном дарвинизме».[6] Возможные генетические механизмы, лежащие в основе эффекта Болдуина, были предложены для эволюции естественных (генетически детерминантных) антител.[25] В 2009 году эмпирические доказательства эффекта Болдуина были получены в результате колонизации Северной Америки домашний зяблик.[24]

Сравнение с генетической ассимиляцией

Дальнейшая информация: Генетическая ассимиляция

Эффект Болдуина путают, а иногда и объединяют с другой эволюционной теорией, также основанной на фенотипическая пластичность, К. Х. Уоддингтон с генетическая ассимиляция. Эффект Болдуина включает генетическую аккомодацию, одним из типов которой является генетическая ассимиляция.[26]

Смотрите также

  • Эволюционируемость - способность системы к адаптивной эволюции
  • Материнский эффект - влияние материнского окружения и генотипа на фенотип потомства
  • Мем - мысль или идея, которыми можно поделиться, по аналогии с геном
  • Пангенезис - бывшая теория о том, что наследование основывалось на частицах со всех частей тела
  • Барьер Вейсмана - различие между линиями зародышевых клеток, производящих гаметы, и соматические клетки

Заметки

  1. ^ а б Болдуин 1896.
  2. ^ Болдуин 1897.
  3. ^ а б Ричардс, Роберт Дж. (1987). Дарвин и появление эволюционных теорий разума и поведения. Издательство Чикагского университета. п.399. ISBN  978-0-226-71199-7.
  4. ^ Симпсон 1953.
  5. ^ Ньюман 2002.
  6. ^ а б c Деннет, Дэниел (2003), «Эффект Болдуина: журавль, а не небесный крючок» в: Вебер, Брюс Х .; Депью, Дэвид Дж. (2003). Эволюция и обучение: новый взгляд на эффект Болдуина. MIT Press. С. 69–106. ISBN  978-0-262-23229-6.
  7. ^ Бурман, Дж. Т. (2013). «Обновление эффекта Болдуина: биологические уровни, лежащие в основе новой теории Пиаже». Новые идеи в психологии. 31 (3): 363–373. Дои:10.1016 / j.newideapsych.2012.07.003.
  8. ^ Благородный, R .; Ноубл, Д. (2017) Был ли часовщик слепым? Или она была одноглазой? Биология 2017, 6 (4), 47; DOI: 10.3390 / biology6040047, цитируя Бейтсона, П. Драйвер приспособляемости: Связи между поведением и эволюцией. Биол. Теория 2006, 1, 342–345. Смотрите также Закон Стиглера.
  9. ^ Морган, К. (1896). «О модификации и изменении». Наука. 4 (99): 733–740. Bibcode:1896Sci ..... 4..733L. Дои:10.1126 / наука.4.99.733. PMID  17735249.
  10. ^ Осборн, Х.Ф. (1896). «Онтогенная и филогенная изменчивость». Наука. 4 (100): 786–789. Bibcode:1896Sci ..... 4..786O. Дои:10.1126 / science.4.100.786. PMID  17734840.
  11. ^ Матерлинк, Морис (1901). Жизнь пчелы. Dodd, Mead and Co., стр. Глава VII, раздел 102.
  12. ^ а б c d е Депью, Дэвид Дж. (2003), «Болдуин-бустеры, Болдуин-скептики» в: Вебер, Брюс Х .; Депью, Дэвид Дж. (2003). Эволюция и обучение: новый взгляд на эффект Болдуина. MIT Press. С. 3–31. ISBN  978-0-262-23229-6.
  13. ^ а б Симпсон, Джордж Гейлорд (1953). «Эффект Болдуина». Эволюция. 7 (2): 110–117. Дои:10.2307/2405746. JSTOR  2405746.
  14. ^ Шайнер, Сэмюэл М. (2014). «Эффект Болдуина: игнорирование и неправильное понимание». Американский натуралист. Издательство Чикагского университета. 184 (4): ii – iii. Дои:10.1086/677944. ISSN  0003-0147. PMID  25354416.
  15. ^ Белью, Ричард К. (2018). Адаптивные особи в развивающихся популяциях: модели и алгоритмы. Тейлор и Фрэнсис. п. 100. ISBN  978-0-429-97145-7.
  16. ^ Майр, Эрнст (1963). Виды животных и эволюция. Издательство Гарвардского университета. ISBN  978-0-674-03750-2.
  17. ^ Хинтон, Джеффри Э.; Новлан, Стивен Дж. (1987). «Как обучение может направлять эволюцию». Сложные системы. 1: 495–502.
  18. ^ Мэйнард Смит, Джон (1987). «При обучении руководит эволюцией». Природа. 329 (6142): 761–762. Bibcode:1987Натура.329..761S. Дои:10.1038 / 329761a0. PMID  3670381. S2CID  5476916.
  19. ^ Пуэнтедура, Рубен Р. (2003). «Эффект Болдуина в век вычислений». В Weber, Bruce H .; Депью, Дэвид Дж. (Ред.). Эволюция и обучение: новый взгляд на эффект Болдуина. Пресса MIT. стр.219 –234.
  20. ^ Гриффитс, Пол Э. (2003). «Помимо эффекта Болдуина:« социальная наследственность »Джеймса Марка Болдуина, эпигенетическое наследование и построение ниши». В Weber, Bruce H .; Депью, Дэвид Дж. (Ред.). Эволюция и обучение: новый взгляд на эффект Болдуина. MIT Press. С. 193–215.
  21. ^ Болдуин, Дж. Марк (1896). «Наследственность и инстинкт». Наука. 3 (64): 438–441, 558–561. Bibcode:1896Sci ..... 3..438B. Дои:10.1126 / science.3.64.438. PMID  17780356.
  22. ^ Болдуин, Дж. Марк (1896). «Сознание и эволюция». Психологический обзор. 3 (3): 300–309. Дои:10,1037 / ч0063996. PMID  17835006.
  23. ^ Линдал, Б. И. Б. (2001). «Сознание, поведенческие модели и направление биологической эволюции: последствия для проблемы разум-мозг». В Пюлкканен, Пааво; Ваден, Тере (ред.). Измерения сознательного опыта. Джон Бенджаминс. С. 73–99. ISBN  978-90-272-5157-2.
  24. ^ а б Бадяев, Александр Васильевич (март 2009 г.). «Эволюционное значение фенотипической аккомодации в новой среде: эмпирический тест эффекта Болдуина». Философские труды Лондонского королевского общества B. 364 (1520): 1125–1141. Дои:10.1098 / rstb.2008.0285. ЧВК  2666683. PMID  19324617.
  25. ^ Андерсон, Рассел (1996). «Как адаптивные антитела способствуют развитию естественных антител». Иммунология и клеточная биология. 74 (2): 286–291. Дои:10.1038 / icb.1996.50. PMID  8799730. S2CID  20023879.
  26. ^ Криспо, Эрика (2007). «Эффект Болдуина и генетическая ассимиляция: пересмотр двух механизмов эволюционных изменений, опосредованных фенотипической пластичностью». Эволюция. 61 (11): 2469–2479. Дои:10.1111 / j.1558-5646.2007.00203.x. PMID  17714500. S2CID  9292273.

использованная литература

внешние ссылки