Квантовая эволюция
| Часть серии о |
| Эволюционная биология |
|---|
 |
Квантовая эволюция является компонентом Джорджа Гейлорда Симпсона, многоступенчатой теории эволюции предложенной для объяснения быстрого появления более высоких таксономических групп в летописи окаменелостей . По словам Симпсона, темпы эволюции различаются от группы к группе и даже среди близкородственных линий. Эти различные скорости эволюционных изменений были обозначены Симпсоном как брадителические (медленный темп), хоротелические (средний темп) и тахителические (быстрый темп).
Квантовая эволюция отличалась от этих стилей изменений тем, что она включала радикальный сдвиг в адаптивных зонах определенных классов животных. Таким образом, слово « квантовый » относится к «реакции «все или ничего», где переходные формы особенно нестабильны и поэтому быстро и полностью погибают. [1] Хотя квантовая эволюция может произойти на любом таксономическом уровне, [2] гораздо большую роль он играет в «происхождении таксономических единиц сравнительно высокого ранга, таких как семейства , отряды и классы ». [3]
Квантовая эволюция растений [ править ]
Использование фразы «квантовая эволюция» у растений, по-видимому, впервые было сформулировано Верном Грантом в 1963 году (стр. 458-459). [4] Он процитировал более раннюю статью Харлана Льюиса и Питера Х. Рэйвена 1958 года : [5] при этом Грант утверждал, что Льюис и Рэйвен дали «параллельное» определение квантовой эволюции, определенное Симпсоном. Льюис и Рэйвен предположили, что виды рода Clarkia обладают способом видообразования, в результате которого
...как следствие быстрой реорганизации хромосом из-за присутствия в какой-то момент генотипа, способствующего обширному разрушению хромосом. Подобный способ происхождения путем быстрой реорганизации хромосом предполагается для происхождения других видов Clarkia . Во всех этих примерах производные популяции растут рядом с родительским видом, на который они очень похожи по морфологии, но от которого они репродуктивно изолированы из-за множественных структурных различий в их хромосомах. Пространственные взаимоотношения каждого родительского вида и его производных позволяют предположить, что дифференциация произошла недавно. Повторное возникновение одного и того же паттерна дифференцировки у Clarkia позволяет предположить, что быстрая реорганизация хромосом была важным способом эволюции этого рода. Эта быстрая реорганизация хромосом сравнима с системными мутациями, предложенными Гольдшмидтом как механизм макроэволюции . У Кларкии мы не наблюдали заметных изменений в физиологии и характере развития, которые можно было бы назвать макроэволюцией. Однако реорганизация геномов может подготовить почву для последующей эволюции, идущей по совершенно иному пути, чем путь предковых популяций. [5]
Харлан Льюис уточнил эту концепцию в статье 1962 года. [6] где он ввел термин «катастрофическое видообразование» для описания этого способа видообразования, поскольку он предположил, что сокращение размера популяции и последующее инбридинг, приводящее к хромосомным перестройкам, происходили в небольших популяциях, подвергшихся сильной засухе.
Лесли Д. Готлиб в своем обзоре темы растений в 2003 году заявил: [7]
мы можем определить квантовое видообразование как возникновение нового и совершенно отличного дочернего вида от полуизолированной периферической популяции предковых видов в перекрестно оплодотворяющемся организме... по сравнению с географическим видообразованием, которое представляет собой постепенный и консервативный процесс. , квантовое видообразование является быстрым и радикальным в своих фенотипических или генотипических эффектах, или в том и другом.
Готлиб не верил, что симпатрическое видообразование требует разрушительного отбора для формирования репродуктивного изолирующего барьера, как это определил Грант, и фактически Готлиб заявил, что требование разрушительного отбора было «излишним ограничительным». [8] при выявлении случаев симпатрического видообразования. В этой статье 2003 года Готлиб суммировал примеры квантовой эволюции у видов растений Clarkia , Layia и Stephanomeria .
Механизмы [ править ]
Согласно Симпсону (1944), квантовая эволюция возникла в результате Сьюэлла Райта модели случайного генетического дрейфа . Симпсон считал, что крупные эволюционные переходы произойдут, когда небольшие популяции, изолированные и ограниченные потоком генов , зациклятся на необычных комбинациях генов. Эта «неадаптивная фаза» (вызванная генетическим дрейфом) затем (путем естественного отбора) приведет популяцию дем от одного стабильного адаптивного пика к другому на ландшафте адаптивной приспособленности . Однако в своей книге « Основные особенности эволюции» (1953) Симпсон писал, что этот механизм все еще остается спорным:
«Происходит 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 умозрительна. Он, конечно, не участвует во всех случаях квантовой эволюции, но существует большая вероятность, что он часто участвует. Если или когда он участвует, то дрейф может быть инициирующим механизмом только в редких случаях. низшие категории завершили переход в новую адаптивную зону». [9]
Это предпочтение адаптивных сил над неадаптивными побудило Стивена Джея Гулда обратить внимание на «ужесточение современного синтеза» - тенденцию 1950-х годов, когда адаптационизм взял верх над плюрализмом механизмов, распространенным в 1930-х и 40-х годах. [10]
Симпсон считал квантовую эволюцию своим главным достижением, будучи «возможно, самым важным результатом [моего] исследования, но также и самым спорным и гипотетическим». [3]
См. также [ править ]
- Моделирование экологической ниши
- мутационизм
- Прерывистое равновесие
- Квантовое видообразование
- Быстрые способы эволюции
- Теория смещения баланса
- Симпатрическое видообразование
Ссылки [ править ]
- ^ Гулд, SJ (1980). «Г.Г. Симпсон, палеонтология и современный синтез». В под ред. Э. Майра и В. Б. Провайна , «Эволюционный синтез» . Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета, стр. 153–172.
- ^ Симпсон, Г.Г. (1953). Основные черты эволюции . Нью-Йорк: Колумбийский университет. Пресс, с. 389.
- ^ Перейти обратно: а б Симпсон, Г.Г. (1944). Темп и режим в эволюции . Нью-Йорк: Колумбийский университет. Пресс, с. 206.
- ^ Грант, Верн (1963). Происхождение адаптаций . Нью-Йорк и Лондон: Издательство Колумбийского университета. стр. 606 .
- ^ Перейти обратно: а б Льюис, Харлан; Рэйвен, Питер Х. (1958). «Быстрая эволюция Кларкии» . Эволюция . 12 (3): 319–336. дои : 10.1111/j.1558-5646.1958.tb02962.x . S2CID 88373329 .
- ^ Льюис, Харлан (1962). «Катастрофический отбор как фактор видообразования» . Эволюция . 16 (3): 257–271. дои : 10.1111/j.1558-5646.1962.tb03218.x . S2CID 88311196 .
- ^ Готлиб, Л.Д. (2003). «Переосмысление классических примеров недавнего видообразования растений» . Новый фитолог . 161 : 71–82. дои : 10.1046/j.1469-8137.2003.00922.x .
- ^ Готлиб, Л.Д. (1973). «Генетическая дифференциация, симпатрическое видообразование и происхождение диплоидных видов Стефаномерий». Американский журнал ботаники . 60 (6): 545–553. дои : 10.2307/2441378 . JSTOR 2441378 .
- ^ Симпсон, Г.Г. (1953). Основные черты эволюции , с. 390.
- ^ Гулд, SJ (1983). «Ужесточение современного синтеза» В изд. Марджори Грен, « Измерения дарвинизма» . Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета, стр. 71–93.
Источники [ править ]
- Элдридж, Найлз (1995). Переосмысление Дарвина . Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. стр. 20-26.
- Гулд, С.Дж. (1994). «Темп и режим макроэволюционной реконструкции дарвинизма» PNAS USA 91 (15): 6764-71.
- Гулд С.Дж. (2002). Структура эволюционной теории Кембридж MA: Гарвардский университет. Нажимать. стр. 529-31.
- Майр, Эрнст (1976). Эволюция и разнообразие жизни . Кембридж, Массачусетс: Belknap Press. п. 206.
- Майр, Эрнст (1982). Рост биологической мысли . Кембридж, Массачусетс: Belknap Press. стр. 555, 609-10.
Внешние ссылки [ править ]
- Джордж Гейлорд Симпсон - Биографический очерк.
- Темп и режим эволюции: генетика и палеонтология спустя 50 лет после Симпсона
