Эволюция мозаики
| Часть серии о |
| Эволюционная биология |
|---|
 |
Мозаичная эволюция (или модульная эволюция) — это концепция, в основном из палеонтологии , согласно которой эволюционные изменения происходят в некоторых частях или системах тела без одновременных изменений в других частях. [1] Другое определение - это «эволюция признаков с различной скоростью как внутри вида, так и между видами». [2] 408 Его место в эволюционной теории относится к долгосрочным тенденциям или макроэволюции . [2]
Предыстория [ править ]
В неодарвинистской теории эволюции , постулированной Стивеном Джеем Гулдом , есть место для различного развития, когда форма жизни созревает раньше или позже по форме и размеру. Это связано с алломорфизмом . Органы развиваются в разных ритмах по мере того, как существо растет и взрослеет. Таким образом, « гетерохронные часы» имеют три варианта: 1) время как прямая линия; 2) общий размер в виде изогнутой линии; 3) форма, как еще одна изогнутая линия. [3]
Когда существо увеличивается в размерах, оно может развиваться с меньшей скоростью. Альтернативно, оно может сохранить свой первоначальный размер или, если задержаться, это может привести к созданию существа большего размера. Этого недостаточно для понимания гетерохронного механизма.Размер должен сочетаться с формой, чтобы существо могло сохранять педоморфные черты, если оно продвинуто по форме, или иметь повторяющийся вид, если оно отстает в форме. Эти названия не очень показательны, поскольку прошлые теории развития были очень запутанными. [3]
Существо в своем онтогенезе может сочетать гетерохронные признаки по шести векторам, хотя Гулд считает, что существует некоторая связь с ростом и половым созреванием. Например, существо может иметь некоторые неотенические черты и отставание в развитии, что приводит к появлению новых черт, полученных от исходного существа только за счет регуляторных генов. Большинство новых человеческих особенностей (по сравнению с близкородственными обезьянами) имели именно такую природу, не подразумевая серьезных изменений в структурных генах, как считалось классически. [3]
Таксономический диапазон [ править ]
Не утверждается, что эта закономерность универсальна, но в настоящее время существует множество примеров из разных таксонов, в том числе:
- Эволюция гоминидов : ранняя эволюция прямохождения у австралопитеков и модификация тазового пояса произошла задолго до того, как произошли какие-либо значительные изменения в черепе или размере мозга. [4] [5]
- Археоптерикс . Почти 150 лет назад Томас Генри Хаксли сравнил археоптерикса с небольшим тероподом динозавром - компсогнатом . Обе окаменелости были найдены в известняке Зольнхофен в Баварии . что они были очень похожи, за исключением передних конечностей и перьев археоптерикса Хаксли показал , . Его интересовали основные родственные связи птиц и рептилий, которых он объединил в кладу Sauropsida . [6] Особенность здесь в том, что остальная часть скелета не изменилась.
- Луговые полевки за последние 500 000 лет. [7]
- Птерозавр Дарвиноптерус . Типовой ) , вид, D.modularis, был первым известным птерозавром, демонстрировавшим черты как длиннохвостого ( рамфоринхоидного так и короткохвостого ( птеродактилоидного ) птерозавров. [8]
- Эволюция лошади , в которой основные изменения происходили в разное время, а не одновременно. [9] [10]
- Эволюция млекопитающих , особенно во время мезозоя, представляет собой ясный и хорошо понятный пример. [11] [12] [13]
Мозаичная эволюция ( человекообразных ) у
Хотя мозаичную эволюцию обычно рассматривают на примере животных, таких как дарвиновские зяблики , ее также можно увидеть на эволюционном процессе гомининов . Чтобы помочь в дальнейшем объяснении значения мозаичной эволюции гомининов, мозаицизм будет разбит на три подгруппы. В группу 1 входят родственные виды, развивающиеся самостоятельно, из которых несут глубокую изменчивость собственного морфологического строения. Примеры этого можно увидеть при сравнении A. sediba , H. naledi и H. floresiensis . Группа 2 опирается на различное воздействие окружающей среды на изменения вида. Примером этого является изменчивость прямохождения, формирующаяся независимо у всех родственных видов гомининов. Наконец, группа 3 предполагает наличие поведения, подобного человеческому разговорному. Язык — это мозаичная композиция различных элементов, работающих вместе для достижения одного конкретного признака, и это не единственная черта, которую потомство может унаследовать напрямую. [14] Кроме того, было показано, что увеличение социальных взаимодействий соответствует эволюции человеческого интеллекта или, другими словами, увеличению размера мозга . Это обеспечивается и демонстрируется гипотезой социального мозга Робина Данбара . [15] Более того, это можно использовать как переходный уровень в эволюции человека; из которых также входят зубные формы. [16]
Размер мозга продемонстрировал внутривидовую мозаичную изменчивость в рамках своего 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 нынешнего размера и возможностей мозга людей и шимпанзе способность предсказывать эволюционные изменения между их предками оказалась невероятно проницательной. Это позволило открыть, что «локальные пространственные взаимодействия» были основным эффектом ограничений. [17] Кроме того, наряду с объемом черепа и структурой мозга, форма зубов представляет собой еще один пример мозаицизма.
Используя летопись окаменелостей, форма зубов показала мозаичную эволюцию клыков, обнаруженных у ранних человекообразных. Уменьшение размеров собак рассматривается как свидетельство эволюции предков человека. Однако было обнаружено, что A. anamensis , обнаруженный в Кении, имел самый большой корень нижнечелюстного клыка как часть эволюции австралопитеков . Это изменяет идентификационный знак, поскольку диморфизм между редукцией корня и коронки не был оценен. Хотя редукция клыков, вероятно, произошла до эволюции австралопитеков , «изменения в форме клыков, как в коронках, так и в корнях, происходили мозаично по всей линии A. anamensis – afarensis ». [18]
См. также [ править ]
- Совместная адаптация
- Коэволюция
- Сосуществование
- Конвергентная эволюция
- Эволюционная биология развития
- Параллельная эволюция
Ссылки [ править ]
- ^ Кинг, RC; Стэнсфилд, штат Вашингтон; Маллиган, ПК 2006. Генетический словарь . 7-е изд., Издательство Оксфордского университета. стр.286 ISBN 0-19-530761-5
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Кэрролл Р.Л. 1997. Закономерности и процессы эволюции позвоночных . Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-47809-X
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Гулд, С. Дж. 1977. Онтогенез и филогения . Belknap Press издательства Гарвардского университета.
- ^ Стэнли, С.М. 1979. Макроэволюция: закономерности и процесс . Фримен, Сан-Франциско. стр. 154 ISBN 0-7167-1092-7
- ^ Джермейн, Роберт. и др. 2008. Введение в физическую антропологию . Томпсон Уодсворт. стр. 479
- ^ Фостер, Майкл и Ланкестер, Э. Рэй (редакторы) 1898–1903. Научные мемуары Томаса Генри Хаксли . 4 тома и приложения, Macmillan, Лондон ISBN 1-4326-4011-9
- ^ Барновский, А.Д. 1993. Мозаичная эволюция на уровне популяции Microtus pennsylvanicus . Морфологические изменения млекопитающих четвертичного периода Северной Америки . под ред. Р. А. Мартина и А. Д. Барновского. Издательство Кембриджского университета. стр. 24–59
- ^ Лю, Дж.; Анвин, DM; Джин, X.; Лю, Ю.; Джи, К. (2010). «Доказательства модульной эволюции длиннохвостого птерозавра с птеродактилоидным черепом» . Труды Королевского общества Б. 277 (1680): 383–389. дои : 10.1098/rspb.2009.1603 . ПМЦ 2842655 . ПМИД 19828548 .
- ^ Макфадден, Брюс Дж. (2003) [1999]. Ископаемые лошади: систематика, палеобиология и эволюция семейства лошадиных . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-47708-5 . Проверено 6 июня 2010 г.
- ^ Мейнард Смит, Джон 1993. Теория эволюции . Издательство Кембриджского университета. 3-е изд. + новое введение. стр.285–290 ISBN 0-521-45128-0
- ^ Кермак, DM; Кермак, К.А. (1984). Эволюция характеров млекопитающих . Крумский шлем. ISBN 0-7099-1534-9 .
- ^ Кемп Т.С. 2005. Происхождение и эволюция млекопитающих . Издательство Оксфордского университета, Оксфорд. ISBN 0-19-850761-5
- ^ Килан-Яворовска, Зофия; Ричард Л. Чифелли и Чжэ-Си Луо, 2004. Млекопитающие эпохи динозавров: происхождение, эволюция и структура , издательство Колумбийского университета, Нью-Йорк. ISBN 0-231-11918-6
- ^ Парравичини, Андреа; Пиевани, Тельмо (2019). «Мозаичная эволюция в филогении гомининов: значения, последствия и объяснения». Журнал антропологических наук . 96 (97): 45–68. дои : 10.4436/JASS.97001 . ISSN 1827-4765 . ПМИД 31241465 .
- ^ Данбар, RIM (2009). «Гипотеза социального мозга и ее значение для социальной эволюции». Анналы биологии человека . 36 (5): 562–572. дои : 10.1080/03014460902960289 . ISSN 0301-4460 . ПМИД 19575315 . S2CID 21495059 .
- ^ Фоли, Роберт А. (5 июля 2016 г.). «Мозаичная эволюция и закономерности переходов в линии человекообразных» . Философские труды Королевского общества B: Биологические науки . 371 (1698): 20150244. doi : 10.1098/rstb.2015.0244 . ISSN 0962-8436 . ПМК 4920300 . ПМИД 27298474 .
- ^ Гомес-Роблес, Аида; Хопкинс, Уильям Д.; Шервуд, Чет К. (2014). «Модульная структура способствует мозаичной эволюции мозга у шимпанзе и человека» . Природные коммуникации . 5 (1): 4469. Бибкод : 2014NatCo...5.4469G . дои : 10.1038/ncomms5469 . ISSN 2041-1723 . ПМЦ 4144426 . ПМИД 25047085 .
- ^ Манти, Фредрик К.; Плавкан, Дж. Майкл; Уорд, Кэрол В. (1 марта 2012 г.). «Новые окаменелости гоминидов из Канапои, Кения, и мозаичная эволюция клыков у ранних гомининов» . Южноафриканский научный журнал . 108 (3/4): 9 страниц. дои : 10.4102/sajs.v108i3/4.724 . ISSN 1996-7489 .
