Квантовая эволюция - Quantum evolution

Для альтернативных нестандартных теорий см. Альтернативные теории квантовой эволюции.
Часть серии по
Эволюционная биология
Зяблики Дарвина, автор Gould.jpg

Квантовая эволюция является составной частью Джордж Гейлорд Симпсон разновременная теория эволюция предложил объяснить быстрое появление высших таксономические группы в Окаменелости. По словам Симпсона, скорость эволюции отличаются от группы к группе и даже среди близкородственных линий. Эти разные скорости эволюционных изменений были обозначены Симпсоном как брадителический (медленный темп), Horotelic (средний темп), и тахителический (быстрый темп).

Квантовая эволюция отличалась от этих стилей изменений тем, что предполагала резкий сдвиг в адаптивные зоны определенных классов животных. Слово "квант «поэтому» относится к «реакции все или ничего», где переходные формы особенно нестабильны и, таким образом, быстро и полностью погибают.[1] Хотя квантовая эволюция может происходить на любом таксономическом уровне,[2] он играет гораздо большую роль в «исходных таксономических единицах относительно высокого ранга, таких как семьи, заказы, и классы."[3]

Квантовая эволюция растений

Использование фразы «квантовая эволюция» у растений, по-видимому, впервые было сформулировано Верн Грант в 1963 г. (стр. 458-459).[4] Он процитировал более раннюю статью 1958 года Харлана Льюиса и Питер Х. Рэйвен,[5] при этом Грант утверждал, что Льюис и Рэйвен дали «параллельное» определение квантовой эволюции, как это определено Симпсоном. Льюис и Рэйвен постулировали, что виды в роде Кларкия имел способ видообразования, в результате

... как следствие быстрой реорганизации хромосом из-за наличия в какое-то время генотипа, способствующего обширному разрушению хромосом. Подобный способ происхождения путем быстрой реорганизации хромосом предлагается для образования других видов Кларкия. Во всех этих примерах производные популяции растут рядом с родительскими видами, которые они очень похожи по морфологии, но от которых они репродуктивно изолированы из-за множественных структурных различий в их хромосомах. Пространственные отношения каждого родительского вида и его производных предполагают, что дифференциация произошла недавно. Повторяющееся появление одного и того же паттерна дифференцировки у Clarkia предполагает, что быстрая реорганизация хромосом была важным способом эволюции рода. Эта быстрая реорганизация хромосом сравнима с системными мутациями, предложенными Гольдшмидт как механизм макроэволюция. В Кларкия, мы не наблюдали заметных изменений в физиологии и паттернах развития, которые можно было бы описать как макроэволюцию. Реорганизация геномов может, однако, заложить основу для последующей эволюции по совершенно иному курсу, чем у предковых популяций.[5]

Харлан Льюис уточнил эту концепцию в статье 1962 г.[6] где он ввел термин «катастрофическое видообразование» для описания этого способа видообразования, поскольку он предположил, что уменьшение размера популяции и последующее инбридинг, которое привело к хромосомным перестройкам, происходило в небольших популяциях, подвергшихся сильной засухе.

Лесли Д. Готтлиб в его обзоре 2003 г.[7]

мы можем определить квантовое видообразование как отпочкование нового и очень отличающегося дочернего вида от полуизолированной периферийной популяции предкового вида в организме с перекрестным оплодотворением ... по сравнению с географическим видообразованием, которое является постепенным и консервативным процессом. квантовое видообразование является быстрым и радикальным по своим фенотипическим или генотипическим эффектам или по обоим.

Готлиб не считал, что симпатрическое видообразование требует подрывной отбор чтобы сформировать репродуктивный изолирующий барьер, как определил Грант, и на самом деле Готлиб заявил, что требование разрушительного отбора было «излишне ограничивающим»[8] в выявлении случаев симпатрического видообразования. В этой статье 2003 года Готлиб обобщил примеры квантовой эволюции у видов растений. Кларкия, Layia, и Стефаномерия.

Механизмы

Согласно Симпсону (1944), квантовая эволюция возникла в результате Сьюэлл Райт модель случайный генетический дрейф. Симпсон считал, что основные эволюционные переходы произойдут, когда небольшие популяции, которые будут изолированные и ограничено поток генов, будет зацикливаться на необычных комбинациях генов. Эта «неадаптивная фаза» (вызванная генетическим дрейфом) затем (в результате естественного отбора) будет приводить к демское население от одного стабильного адаптивного пика к другому на адаптивный фитнес-ландшафт. Однако в его Основные особенности эволюции (1953) Симпсон писал, что этот механизм все еще вызывает споры:

«возникает ли предполагаемая адаптация как прелюдия к квантовой эволюции адаптивно или неадаптивно. Выше был сделан вывод, что она обычно возникает адаптивно ... Таким образом, точная роль, скажем, генетического дрейфа в этом процессе в настоящее время в значительной степени спекулятивна. неотъемлемая часть или никакая. Конечно, она не задействована во всех случаях квантовой эволюции, но есть большая вероятность, что она часто участвует. Если или когда она задействована, то это инициирующий механизм. Дрейф может быть лишь в редких случаях и только для низшие категории завершили переход в новую адаптивную зону ».[9]

Это предпочтение адаптивных, а не неадаптивных сил привело к Стивен Джей Гулд привлечь внимание к «упрочнению современного синтеза», тенденции 1950-х годов, когда адаптационизм взял верх над плюрализмом механизмов, распространенных в 1930-40-х годах.[10]

Симпсон считал квантовую эволюцию своим главным достижением, «возможно, самым важным результатом [моего] исследования, но также наиболее спорным и гипотетическим».[3]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Гулд, С. Дж. (1980). «Дж. Г. Симпсон, палеонтология и современный синтез». В Э. Майр и В. Б. Провайн, ред., Эволюционный синтез. Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета, стр. 153–172.
  2. ^ Симпсон, Г. Г. (1953). Основные черты эволюции. Нью-Йорк: Columbia Univ. Нажмите, стр. 389.
  3. ^ а б Симпсон, Г. Г. (1944). Темп и мода в эволюции. Нью-Йорк: Columbia Univ. Нажмите, п. 206.
  4. ^ Грант, Верн (1963). Происхождение адаптаций. Нью-Йорк и Лондон: Columbia Universitiy Press. стр.606.
  5. ^ а б Льюис, Харлан; Рэйвен, Питер Х. (1958). «Быстрая эволюция в Кларкии». Эволюция. 12 (3): 319–336. Дои:10.1111 / j.1558-5646.1958.tb02962.x. S2CID  88373329.
  6. ^ Льюис, Харлан (1962). «Катастрофический отбор как фактор видообразования». Эволюция. 16 (3): 257–271. Дои:10.1111 / j.1558-5646.1962.tb03218.x. S2CID  88311196.
  7. ^ Готтлиб, Л. (2003). «Переосмысление классических примеров недавнего видообразования растений». Новый Фитолог. 161: 71–82. Дои:10.1046 / j.1469-8137.2003.00922.x.
  8. ^ Готтлиб, Л. (1973). "Генетическая дифференциация, симпатрическое видообразование и происхождение диплоидных видов Стефаномерии". Американский журнал ботаники. 60 (6): 545–553. Дои:10.2307/2441378. JSTOR  2441378.
  9. ^ Симпсон, Г. Г. (1953). Основные черты эволюции, п. 390.
  10. ^ Гулд, С. Дж. (1983). «Закалка современного синтеза» В Марджори Грен, изд., Измерения дарвинизма. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета, стр. 71-93.

Источники

внешние ссылки