Мозаика эволюция - Mosaic evolution

Для использования в других целях см. Мозаика (значения).
Часть серии по
Эволюционная биология
Зяблики Дарвина, автор Gould.jpg

Мозаика эволюция (или модульная эволюция) - это концепция, в основном из палеонтология, который эволюционный изменения происходят в одних частях или системах тела без одновременных изменений в других частях.[1] Другое определение - «эволюция признаков с разной скоростью как внутри, так и между видами».[2]408 Его место в теории эволюции определяется долгосрочными тенденциями или макроэволюция.[2]

Фон

в неодарвинист теория эволюции, как постулируется Стивен Джей Гулд, есть место для различного развития, когда форма жизни созревает раньше или позже, по форме и размеру. Это связано с алломорфизм. Органы развиваются в разных ритмах по мере роста и взросления существа. Таким образом "гетерохронный часы »имеет три варианта: 1) время, как прямая линия; 2) общий размер, как изогнутая линия; 3) форма, как другая изогнутая линия.[3]

Когда существо увеличивается в размерах, оно может развиваться меньшими темпами. В качестве альтернативы, он может сохранить свой первоначальный размер или, в случае задержки, может привести к созданию существа большего размера. Этого недостаточно для понимания гетерохронного механизма: размер должен сочетаться с формой, чтобы существо могло сохранить педоморфный особенности, если они развиты по форме, или имеют повторный вид, когда они замедлены по форме. Эти имена не очень показательны, поскольку прошлые теории развития были очень запутанными.[3]

Существо в своем онтогенез может сочетать гетерохронные особенности в шести векторах, хотя Гулд считает, что существует некоторая связь с ростом и половым созреванием. Существо может, например, представлять некоторые неотенический особенности и замедленное развитие, в результате чего новые черты унаследованы от исходного существа только регулирующими генами. Большинство новых черт человека (по сравнению с близкородственными обезьянами) имели такую ​​природу, что не предполагало серьезных изменений в структурных генах, как это считалось классически.[3]

Таксономический диапазон

Не утверждается, что этот образец универсален, но сейчас существует широкий спектр примеров из многих различных таксонов, в том числе:

Эволюция мозаики (в гомининах)

Хотя эволюция мозаики обычно рассматривается с точки зрения животных, таких как Зяблики Дарвина, это также можно увидеть в эволюционном процессе гоминин. Чтобы лучше объяснить значение эволюции мозаики у гомининов, мозаицизм будет разбит на три подгруппы. Группа 1 включает родственные виды, развивающиеся независимо друг от друга, и их морфологическая структура очень разнообразна. Примеры этого можно увидеть в сравнении Au. седиба, Х. наледи, и H. floresiensis. Группа 2 полагается на различные воздействия окружающей среды на изменения вида. Примером этого является изменчивость двуногие формируются независимо внутри всех родственных видов гомининов. Наконец, группа 3 предполагает наличие поведения, такого как человеческий язык. Язык представляет собой мозаику из различных элементов, работающих вместе для одного конкретного атрибута, и это не единственная черта, которую потомки могут унаследовать напрямую[14]. Кроме того, было показано, что увеличение социальных взаимодействий соответствует эволюция человеческого интеллекта или, другими словами, увеличение размер мозга. Это обеспечивается и демонстрируется Робин Данбар Гипотеза социального мозга[15]. Более того, это можно использовать как переходный уровень в эволюции человека; в том числе зубные формы[16].

Размер мозга показал внутривидовую мозаичную изменчивость в рамках его собственного развития, поскольку эти различия являются результатом ограничений окружающей среды. Другими словами, независимая изменчивость структуры мозга видна больше, когда области мозга не связаны друг с другом, что в конечном итоге приводит к появлению заметных особенностей. При сравнении текущего размера и емкости мозга людей и шимпанзе способность предсказывать эволюционные изменения между их предками была невероятно интересной. Это дало открытие, что «локальные пространственные взаимодействия» были основным эффектом ограничений.[17] Кроме того, наряду с объемом черепа и структурой мозга форма зубов является еще одним примером мозаицизма.

Согласно летописи окаменелостей, форма зубов показала мозаичную эволюцию внутри клыков, обнаруженных у ранних гомининов. Уменьшение размеров собак считается признаком эволюции предков человека. Однако, A. anamensis, обнаруженный в Кении, имеет самый большой клык нижней челюсти как часть Австралопитек эволюция. Это изменяет метку аутентификации, поскольку диморфизм между уменьшением корня и коронки не был оценен. Хотя уменьшение количества собак, вероятно, произошло до эволюции Австралопитек, «Изменения формы клыков, как коронок, так и корней, происходили мозаично на всем протяжении A. anamensis – afarensis происхождение ».[18]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ King, R.C .; Стэнсфилд, W.D .; Маллиган, П. 2006 г. Словарь генетики. 7-е изд., Oxford University Press. p286 ISBN  0-19-530761-5
  2. ^ а б Кэрролл Р.Л. 1997. Закономерности и процессы эволюции позвоночных. Издательство Кембриджского университета. ISBN  0-521-47809-X
  3. ^ а б c Гулд, С.Дж. 1977. Онтогенез и филогения. Belknap Press издательства Гарвардского университета.
  4. ^ Стэнли, С. 1979 г. Макроэволюция: закономерности и процессы. Фриман, Сан-Франциско. p154 ISBN  0-7167-1092-7
  5. ^ Джермейн, Роберт. и другие. 2008 г. Введение в физическую антропологию. Томпсон Уодсворт. p479
  6. ^ Фостер, Майкл и Ланкестер, Э. Рэй (редакторы) 1898–1903 гг. Научные мемуары Томаса Генри Хаксли. 4 тома и приложение, Макмиллан, Лондон ISBN  1-4326-4011-9
  7. ^ Барновский, А.Д. 1993. Эволюция мозаики на популяционном уровне в Microtus pennsylvanicus. В Морфологические изменения четвертичных млекопитающих Северной Америки. ред Р.А. Мартин и А.Д.Барновский. Издательство Кембриджского университета. стр. 24–59
  8. ^ Lü, J .; Unwin, D.M .; Джин, X .; Liu, Y .; Джи, К. (2010). «Доказательства модульной эволюции длиннохвостого птерозавра с птеродактилоидным черепом». Труды Королевского общества B. 277 (1680): 383–389. Дои:10.1098 / rspb.2009.1603. ЧВК  2842655. PMID  19828548.
  9. ^ Макфадден, Брюс Дж. (2003) [1999]. Ископаемые лошади: систематика, палеобиология и эволюция семейства Equidae. Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN  0-521-47708-5. Получено 6 июн 2010.
  10. ^ Мейнард Смит, Джон 1993. Теория эволюции. Издательство Кембриджского университета. 3-е изд + новое введение. стр. 285–290 ISBN  0-521-45128-0
  11. ^ Kermack, D.M .; Кермак, К. (1984). Эволюция характеров млекопитающих. Крум Шлем. ISBN  0-7099-1534-9.
  12. ^ Кемп Т.С. 2005 г. Происхождение и эволюция млекопитающих. Издательство Оксфордского университета, Оксфорд. ISBN  0-19-850761-5
  13. ^ Келан-Яворовска, Зофия; Ричард Л. Чифелли и Чжэ-Си Луо 2004. Млекопитающие эпохи динозавров: происхождение, эволюция и строение, Издательство Колумбийского университета, Нью-Йорк. ISBN  0-231-11918-6
  14. ^ Парравичини, Андреа; Пьевани, Тельмо (2019). «Мозаика эволюции в филогении гомининов: значения, последствия и объяснения». Журнал антропологических наук. 96 (97): 45–68. Дои:10.4436 / JASS.97001. ISSN  1827-4765. PMID  31241465.
  15. ^ Данбар, Р.И.М. (2009). «Гипотеза социального мозга и ее значение для социальной эволюции». Анналы биологии человека. 36 (5): 562–572. Дои:10.1080/03014460902960289. ISSN  0301-4460. PMID  19575315. S2CID  21495059.
  16. ^ Фоли, Роберт А. (2016-07-05). «Мозаичная эволюция и закономерности переходов в линии гомининов». Философские труды Королевского общества B: биологические науки. 371 (1698): 20150244. Дои:10.1098 / rstb.2015.0244. ISSN  0962-8436. ЧВК  4920300. PMID  27298474.
  17. ^ Гомес-Роблес, Аида; Хопкинс, Уильям Д .; Шервуд, Чет С. (2014). «Модульная структура способствует мозаичной эволюции мозга у шимпанзе и людей». Nature Communications. 5 (1): 4469. Bibcode:2014 НатКо ... 5.4469G. Дои:10.1038 / ncomms5469. ISSN  2041-1723. ЧВК  4144426. PMID  25047085.
  18. ^ Manthi, Fredrick K .; Плавкан, Дж. Майкл; Уорд, Кэрол В. (2012-03-01). «Новые окаменелости гомининов из Канапой, Кения, и мозаичная эволюция клыков у ранних гомининов». Южноафриканский научный журнал. 108 (3/4): 9 стр. Дои:10.4102 / sajs.v108i3 / 4.724. ISSN  1996-7489.