Взаимная причинно-следственная связь
В биологии , взаимная причинно-следственная связь когда развивающиеся организмы являются как продуктами эволюции возникает , так и причинами эволюции. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] Формально взаимная причинно-следственная связь существует, когда процесс A является причиной процесса B, а затем процесс B является причиной процесса A, причем эта обратная связь потенциально повторяется. Некоторые исследователи, особенно сторонники расширенного эволюционного синтеза , продвигают точку зрения, что причинно-следственная связь в биологических системах по своей сути взаимна. [ 7 ]
История
[ редактировать ]Гарвардский биолог-эволюционист Эрнст Майр (1961) [ 8 ] предположил, что в биологии существуют два принципиально различных типа причинности: «конечная» и «непосредственная» . Конечные причины (например, естественный отбор ) рассматривались как (i) исторические объяснения существования особенностей организма и (ii) объяснение функции или «целенаправленности» живых существ. Напротив, непосредственные причины (например, физиология ) рассматривались как объяснение того, как работают биологические системы. По словам Майра, эволюционные науки изучают конечные причины, а остальная часть биологии изучает непосредственные причины. В некоторых своих работах Майр считал эти области автономными:
«Выяснение биохимического механизма, с помощью которого генетическая программа транслируется в фенотип, абсолютно ничего не говорит нам о том, каким образом естественный отбор выстроил конкретную генетическую программу».
Майр, 1980 г. [ 9 ]
получила широкое признание дихотомия В эволюционных науках «ближайший-конечный». Однако многие биологи, психологи и философы не согласились с выводом Майра о том, что различие между ближайшим и конечным подразумевает, что развитие не имеет отношения к эволюции. Например, биолог-эволюционист Мэри Джейн Уэст-Эберхард пишет:
«Различие между ближайшими и конечными породило новую путаницу, а именно веру в то, что непосредственные причины фенотипических вариаций не имеют ничего общего с окончательным, эволюционным объяснением».
Вест-Эберхард, 2003 г. [ 3 ]
Позиция Майра подразумевала однонаправленную или линейную концепцию причинно-следственной связи как для развития, так и для эволюции: генотипы вызывают фенотипы (непосредственная причинность), в то время как посредством естественного отбора изменения в окружающей среде вызывают изменения в организмах (конечная причинность). Взаимная причинность была предложена в качестве альтернативы этой линейной характеристике. [ 2 ] [ 4 ] [ 6 ] (см. также [ 3 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] Он подчеркивает, как причинно-следственная связь рекурсивно проходит через биологические системы, позволяя непосредственным причинам возвращаться и тем самым участвовать в окончательных объяснениях.
Взаимная причинно-следственная связь в эволюционной биологии
[ редактировать ]Взаимная причинно-следственная связь присутствует в нескольких объяснениях современной эволюционной биологии , включая полового отбора теорию , коэволюцию , выбор среды обитания и частотно-зависимый отбор . В этих примерах источник отбора по признаку развивается одновременно с самим признаком, поэтому причинно-следственная связь взаимна, и процессы развития потенциально становятся актуальными для эволюционных объяснений. Например, хвост павлина развивается в результате предпочтений спаривания у павлин, и эти предпочтения развиваются одновременно с мужскими чертами. «Окончательным объяснением» мужского признака является предшествующее существование женских предпочтений, которые непосредственно проявляются в дифференциальных решениях выбора партнера павлинами , в то время как «окончательным объяснением» брачных предпочтений павлинов является предшествующее существование вариаций в хвосте павлина, связанных с фитнес. Этот пример иллюстрирует, что реципрокная причинность — это не отказ от самого различия между ближайшим и конечным, а отказ от предположения, что процессы развития не должны фигурировать в эволюционных объяснениях.
Взаимная причинно-следственная связь применяется и в других областях эволюционной биологии. Расширенный эволюционный синтез подчеркивает, как события развития, включая как причинные воздействия окружающей среды на организмы (например, возникающие в результате пластичности развития или эпигенетического наследования ), так и причинные воздействия организмов на окружающую среду (например, построение ниш ), могут направлять ход развития. эволюция. Пластичность развития, построение ниш, внегенетические формы наследования и отклонения в развитии признаны играющими эволюционную роль, которую нельзя свести к естественному отбору генетически закодированных признаков или стратегий. Непосредственные причины не являются автономными от естественного отбора, а скорее оказывают влияние на скорость и направление адаптивной эволюции . Это выходит за рамки признания того, что онтогенетические процессы могут накладывать ограничения на действие отбора или что ближайшие и конечные процессы взаимодействуют. Скорее, процессы развития также рассматриваются как источник эволюционной новизны, инициаторы эволюционных эпизодов и соруководители моделей эволюционных изменений. [ 7 ]
Разногласия
[ редактировать ]Принятие или отвержение проксимального и окончательного различия Майра может лежать в центре нескольких крупных дебатов в современной биологии, касающихся evo devo (эволюционной биологии развития) , построения ниш , культурной эволюции , человеческого сотрудничества и эволюции языка . По мнению некоторых биологов и философов, эти споры имеют общую закономерность. С одной стороны находятся исследователи, которые считают, что процессы взаимодействия и обратной связи, традиционно характеризуемые как «непосредственные», имеют объяснительную ценность для «конечных» эволюционных вопросов. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 6 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] Их беспокоит то, что различие между ближайшим и конечным образом препятствует рассмотрению того, каким образом процессы развития могут определять эволюционную повестку дня, например, путем внедрения инноваций, направления фенотипических вариаций или инициирования эволюционных эпизодов посредством изменения давления отбора. С другой стороны, находятся исследователи, которые в основном придерживаются позиции Майра, четко разделяя непосредственную и конечную причинность. Для последних несоблюдение дихотомии Майра считается признаком смешения эволюционного объяснения с механистическим объяснением. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Левинс, Р; Левонтин, Р. (1985). Диалектический биолог . Книги Аакара.
- ^ Перейти обратно: а б с Ояма, С; Гриффитс, ЧП; Грей, Р.Д., ред. (2001). Циклы непредвиденных обстоятельств: системы развития и эволюция . Кембридж, США: MIT Press.
- ^ Перейти обратно: а б с д Вест-Эберхард, MJ (2003). Пластичность развития и эволюция . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета.
- ^ Перейти обратно: а б с Лаланд, КНЦ; Стерельный, К; Одлинг-Сми, Ф.Дж.; Хоппитт, В; Уллер, Т (2011). «Возвращение к причине и следствию в биологии: полезна ли еще дихотомия ближайшего и окончательного Майра?». Наука . 334 (6062): 1512–1516. Бибкод : 2011Sci...334.1512L . дои : 10.1126/science.1210879 . ПМИД 22174243 . S2CID 9128389 .
- ^ Лаланд, КНЦ; Одлинг-Сми, Ф.Дж.; Хоппитт, В; Уллер, Т (2013). «Подробнее о том, как и почему: новый взгляд на причину и следствие в биологии» . Биол Филос . 28 (5): 719–745. дои : 10.1007/s10539-012-9335-1 . S2CID 54670026 .
- ^ Перейти обратно: а б с Лаланд, КНЦ; Одлинг-Сми, Ф.Дж.; Хоппитт, В; Уллер, Т (2013). «Подробнее о том, как и почему: ответ на комментарии» . Биол Филос . 28 (5): 793–810. дои : 10.1007/s10539-013-9380-4 . ПМЦ 3745615 . ПМИД 23970808 .
- ^ Перейти обратно: а б Лаланд, КНЦ; Уллер, Т; Фельдман, М.В.; Стерельный, К; Мюллер, Великобритания; Мочек, А; Яблонка, Э; Одлинг-Сми, Ф.Дж. (2015). «Расширенный эволюционный синтез: его структура, предположения и предсказания» . Proc R Soc B. 282 (1813): 20151019. doi : 10.1098/rspb.2015.1019 . ПМЦ 4632619 . ПМИД 26246559 .
- ^ Майр, Э. (1961). «Причина и следствие в биологии». Наука . 134 (3489): 1501–1506. Бибкод : 1961Sci...134.1501M . дои : 10.1126/science.134.3489.1501 . ПМИД 14471768 .
- ^ Майр, Э (1980). «Некоторые мысли по истории эволюционного синтеза». В Майре, Э; Провайн, ВБ (ред.). Эволюционный синтез . Кембридж, США: Издательство Гарвардского университета. стр. 1–48.
- ^ Уоддингтон, Швейцария (1957). Стратегия генов . Рутледж.
- ^ Перейти обратно: а б Дьюсбери, Д. (1999). «Ближайшее и окончательное: прошлое, настоящее и будущее». Поведенческие процессы . 46 (3): 189–199. дои : 10.1016/s0376-6357(99)00035-2 . ПМИД 24896443 . S2CID 23544160 .
- ^ Перейти обратно: а б Тьерри, Б. (2005). «Интеграция непосредственной и окончательной причинно-следственной связи: еще один шаг!». Curr Sci . 89 : 1180–1183.
- ^ Лаланд, КНЦ; Уллер, Т; Фельдман, М.В.; Стерельный, К; Мюллер, Великобритания; Мочек, А; Яблонка, Э; Одлинг-Сми, Ф.Дж.; Рэй, Джорджия; Хекстра, HE; Футуйма, диджей; Ленский, Р.Э.; Маккей, TFC; Шлютер, Д; Штрассманн, JE (2014). «Нуждает ли эволюционная теория в переосмыслении?» . Природа . 514 (7521): 161–164. Бибкод : 2014Natur.514..161L . дои : 10.1038/514161а . ПМИД 25297418 .
- ^ Докинз, Р. (2004). «Расширенный фенотип, но не слишком расширенный. Ответ Лаланду, Тернеру и Яблоньке». Биол Физиол . 19 (3): 377–396. дои : 10.1023/b:biph.0000036180.14904.96 . S2CID 85750258 .
- ^ Де Йонг, Дж. (2005). «Эволюция фенотипической пластичности: закономерности пластичности и возникновение экотипов». Новый Фитол . 166 (1): 101–117. дои : 10.1111/j.1469-8137.2005.01322.x . hdl : 1874/10551 . ПМИД 15760355 .
- ^ Уэст, ЮАР; Эль Муден, К; Гарднер, А. (2011). «16 распространенных заблуждений об эволюции сотрудничества у людей». Эвол Хум Бехав . 32 : 231–262. doi : 10.1016/j.evolhumbehav.2010.08.001 .
- ^ Скотт-Филлипс, Т; Дикинс, Т; Уэст, С. (2011). «Эволюционная теория и наиболее близкие различия в науках о поведении человека» (PDF) . Перспективная психологическая наука . 6 (1): 38–48. дои : 10.1177/1745691610393528 . ПМИД 26162114 . S2CID 1443986 .
- ^ Дикинс, Т.Э.; Рахман, К. (2012). «Расширенный эволюционный синтез и роль мягкой наследственности в эволюции» . Proc R Soc B. 279 (1740): 2913–2921. дои : 10.1098/rspb.2012.0273 . ПМЦ 3385474 . ПМИД 22593110 .