Закон необратимости Долло

Закон необратимости Долло (также известный как закон Долло и принцип Долло ), предложенный в 1893 году. ^{[ 1 ]} Бельгийский утверждает, что «организм никогда не возвращается точно в прежнее состояние, даже если он оказывается помещенным палеонтолог Луи Долло в условия существования, идентичные тем, в которых он жил ранее... он всегда сохраняет некоторый след промежуточных стадий». через который оно прошло». ^{[ 2 ]}

Это утверждение часто ошибочно интерпретируется как утверждение, что эволюция необратима. ^{[ 3 ]} или что утраченные структуры и органы не могут вновь появиться в той же форме в результате какого-либо процесса деградации . ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} По словам Ричарда Докинза , закон представляет собой «на самом деле просто утверждение о статистической невероятности следования одной и той же эволюционной траектории дважды (или, более того, любой конкретной траектории) в любом направлении». ^{[ 6 ]} Стивен Джей Гулд предположил, что необратимость исключает определенные эволюционные пути, как только появляются широкие формы: «[Например], как только вы принимаете обычное строение тела рептилии , сотни вариантов навсегда закрываются, и будущие возможности должны разворачиваться в пределах унаследованных возможностей. дизайн." ^{[ 7 ]}

Этот принцип классически применяется к морфологии , особенно окаменелостей , но может также использоваться для описания молекулярных событий , таких как отдельные мутации или потери генов.

Использование в филогенетике

В максимальной экономии , экономия Долло относится к модели, в которой характеристика достигается только один раз и никогда не может быть восстановлена, если она потеряна. ^{[ 8 ]} Например, эволюцию и повторную потерю зубов у позвоночных можно было бы хорошо смоделировать с помощью теории Долло, согласно которой зубы, сделанные из гидроксиапатита , развивались только один раз при зарождении позвоночных, а затем терялись несколько раз у птиц , черепах и морских коньков . среди других. ^{[ 9 ]}

Это также относится к молекулярным признакам, таким как потеря или инактивация самих отдельных генов. ^{[ 10 ]} Потеря гулонолактоноксидазы , последнего фермента биосинтетического пути витамина С , ответственна за диетическую потребность в витамине С у людей, а также у многих других животных. ^{[ 11 ]}

Молекулярный пример

Исследование эволюции структуры белка, проведенное в 2009 году , предложило новый механизм закона Долло. Они исследовали гормональный рецептор , который произошел от наследственного белка , способного связывать два гормона с новым белком, специфичным для одного гормона. Это изменение было вызвано двумя аминокислот заменами , которые предотвращают связывание второго гормона. Однако впоследствии произошло несколько других изменений, которые были выборочно нейтральными, поскольку не влияли на связывание гормонов. Когда авторы попытались вернуть белок обратно в его предковое состояние, мутировав два «связывающих остатка», они обнаружили, что другие изменения дестабилизировали предковое состояние белка. Они пришли к выводу, что для того, чтобы этот белок эволюционировал в обратном направлении и восстановил свою способность связывать два гормона, несколько независимых нейтральных мутаций должно произойти чисто случайно, без какого-либо давления отбора. Поскольку это крайне маловероятно, это может объяснить, почему эволюция имеет тенденцию идти в одном направлении. ^{[ 12 ]}

Предлагаемые исключения

Хотя точный порог нарушений закона Долло неясен, есть несколько тематических исследований, результаты которых оспаривают обоснованность некоторых интерпретаций. Например, у многих таксонов брюхоногих моллюсков редуцирована раковина , а у некоторых вообще утрачена спиральность панциря. ^{[ 13 ]} В интерпретации закона Долло Стивеном Джеем Гулдом невозможно восстановить свернутую оболочку после того, как спираль была потеряна. Тем не менее, некоторые роды семейства улиток-тапочек ( Calyptraeidae ), возможно, изменили время своего развития ( гетерохрония ) и восстановили спиральную раковину из раковины, похожей на блюдечко . ^{[ 13 ]}^{[ 14 ]} Фритсон Галис заметил, что многие из этих исследований основаны либо на молекулярной филогении, либо на морфологическом кладистическом анализе, который незначителен и подвержен изменениям. ^{[ 15 ]}

Другие предлагаемые «исключения» включают глазки и крылья палочников . ^{[ 16 ]}^{[ 17 ]} личиночные стадии саламандр , ^{[ 18 ]}^{[ 19 ]} потеря пальцев на ногах и повторная эволюция яйцекладания у ящериц, ^{[ 20 ]}^{[ 21 ]} потеря нижних зубов у лягушек, ^{[ 22 ]} ключицы у нептичьих - теропод динозавров , ^{[ 23 ]} и мускулатура шеи, грудной области и верхних конечностей у приматов, включая линию, ведущую к человеку. ^{[ 24 ]}

См. также

Ссылки

^ Долло, Луи (1893). «Луи де л'эволюции» (PDF) . Бык. Soc. Бельгия Пал. Гидр . VII : 164–166.
^ Гулд, SJ (1970). «Долло о законе Долло: необратимость и статус эволюционных законов». Журнал истории биологии . 3 (2): 189–212. дои : 10.1007/bf00137351 . ПМИД 11609651 . S2CID 45642853 .
^ Альфарук, Халид О.; Шаюб, Мохаммед Э.А.; Муддатир, Абдель Халиг; Эльхассан, Гамаль О.; Башир, Адиль Х.Х. (22 июля 2011 г.). «Эволюция опухолевого метаболизма может отражать канцерогенез как процесс обратной эволюции (демонтаж многоклеточности)» . Раки . 3 (3): 3002–3017. дои : 10.3390/cancers3033002 . ПМЦ 3759183 . ПМИД 24310356 .
^ Гольдберг, Эмма Э.; Борис Игич (2008). «О филогенетических тестах необратимой эволюции». Эволюция . 62 (11): 2727–2741. дои : 10.1111/j.1558-5646.2008.00505.x . ПМИД 18764918 . S2CID 30703407 .
^ Коллин, Рэйчел; Мария Пиа Мильетта (2008). «Изменение мнений о законе Долло». Тенденции в экологии и эволюции . 23 (11): 602–609. Бибкод : 2008TEcoE..23..602C . дои : 10.1016/j.tree.2008.06.013 . ПМИД 18814933 .
^ Докинз, Ричард (1996) [1986]. Слепой часовщик . WW Нортон. ISBN 978-0-393-31570-7 .
^ Гулд, Стивен Дж. (2007) [1993]. Восемь поросят . Винтажные книги. ISBN 978-0-09-950744-4 .
^ Фаррис, Дж. (1977). «Филогенетический анализ по закону Долло». Систематическая зоология . 26 (1): 77–88. дои : 10.1093/sysbio/26.1.77 .
^ Лин, К.; и др. (2016). «Геном морского конька и эволюция его специализированной морфологии» . Природа . 540 (7633): 395–399. Бибкод : 2016Natur.540..395L . дои : 10.1038/nature20595 . ПМЦ 8127814 . ПМИД 27974754 .
^ Рогозин Игорь Б.; Вольф, Юрий И.; Бабенко Владимир Н.; Кунин, Евгений В. (2005). Экономия Долло и реконструкция эволюции генома . стр. 190–200. doi : 10.1093/acprof:oso/9780199297306.003.0011 . ISBN 9780199297306 . {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помогите )
^ Ян, Хунвэнь (2013). «Сохранился или потерян: молекулярная эволюция ключевого гена GULO в биосинтезе витамина С у позвоночных». Биохимическая генетика . 51 (5–6): 413–425. дои : 10.1007/s10528-013-9574-0 . ПМИД 23404229 . S2CID 14393449 .
^ Бриджем, Джейми Т.; Ортлунд, Эрик А.; Торнтон, Джозеф В. (2009). «Эпистатический храповик ограничивает направление эволюции глюкокортикоидных рецепторов» . Природа . 461 (7263): 515–519. Бибкод : 2009Natur.461..515B . дои : 10.1038/nature08249 . ПМК 6141187 . ПМИД 19779450 .
^ Jump up to: ^а ^б Коллин, Р.; Чиприани, Р. (2003). «Закон Долло и новая эволюция намотки снаряда» . Труды Королевского общества Б. 270 (1533): 2551–2555. дои : 10.1098/rspb.2003.2517 . ПМК 1691546 . ПМИД 14728776 .
^ Пейджел, М. (2004). «Блюдашки нарушают закон Долло». Тенденции в экологии и эволюции . 19 (6): 278–280. Бибкод : 2004TEcoE..19..278P . дои : 10.1016/j.tree.2004.03.020 . ПМИД 16701270 .
^ Алан Федучча : Загадка пернатых драконов: Скрытые птицы Китая, издательство Йельского университета, 2012.
^ Уайтинг, Майкл Ф.; Брэдлер, Свен; Максвелл, Тейлор (2003). «Потеря и восстановление крыльев у палочников» . Природа . 421 (6920): 264–267. Бибкод : 2003Natur.421..264W . дои : 10.1038/nature01313 . ПМИД 12529642 . S2CID 962571 .
^ Банк, Сара; Брэдлер, Свен (2022). «Второй взгляд на эволюцию полета палочников и листовых насекомых (Phasmatodea)» . BMC Экология и эволюция . 22 (1): 62. дои : 10.1186/s12862-022-02018-5 . ПМЦ 9097326 . ПМИД 35549660 .
^ Чиппиндейл, Пенсильвания; Винс, Джей-Джей (2005). «Реэволюция личиночной стадии у плетодонтидных саламандр рода Desmognathus » (PDF) . Герпетологическое обозрение . 36 (2): 113–117.
^ Маршалл, ЧР (1994). «Закон Долло и смерть и воскресение генов» . Proc Natl Acad Sci США . 91 (25): 12283–7. Бибкод : 1994PNAS...9112283M . дои : 10.1073/pnas.91.25.12283 . ПМК 45421 . ПМИД 7991619 .
^ Галис, Ф. (2010). «Закон Долло и необратимость потери цифр у Бахиа ». Эволюция . 64 (8): 2466–76, обсуждение 2477–85. дои : 10.1111/j.1558-5646.2010.01041.x . ПМИД 20500218 . S2CID 24520027 .
^ Рекнагель, Ганс; Каменос, Николас А.; Элмер, Кэтрин Р. (2018). «Обыкновенные ящерицы нарушают закон необратимости Долло: общегеномная филогеномика подтверждает единое происхождение живорождения и реэволюцию яйцекладания» . Молекулярная филогенетика и эволюция . 127 : 579–588. Бибкод : 2018МолПЭ.127..579Р . дои : 10.1016/j.ympev.2018.05.029 . ПМИД 29803948 . S2CID 3553000 .
^ Дэвис, Э. Лягушки восстановили утраченные нижние зубы. Новости Би-би-си. 31 января 2011 г. Проверено 9 февраля 2011 г.
^ Пол, Грегори С. (2002). Воздушные динозавры: эволюция и потеря способности летать у динозавров и птиц . CJHU Пресс. п. 10 . ISBN 978-0-8018-6763-7 .
^ Диого, Р.; Вуд, Б. (2012). «Нарушение закона Долло: свидетельства реверсии мышц в филогении приматов и их значение для понимания онтогенеза, эволюции и анатомических изменений современного человека». Эволюция . 66 (10): 3267–76. дои : 10.1111/j.1558-5646.2012.01621.x . ПМИД 23025614 . S2CID 21754061 .

Внешние ссылки

Ткацкий станок: откат от закона Долло
Маршалл, ЧР; Рафф, ЕС; Рафф, РА (декабрь 1994 г.). «Закон Долло и смерть и воскресение генов» . ПНАС . 91 (25): 12283–12287. Бибкод : 1994PNAS...9112283M . дои : 10.1073/pnas.91.25.12283 . ПМК 45421 . ПМИД 7991619 .

[1] Долло, Луи (1893). «Луи де л'эволюции» (PDF) . Бык. Soc. Бельгия Пал. Гидр . VII : 164–166.

[2] Гулд, SJ (1970). «Долло о законе Долло: необратимость и статус эволюционных законов». Журнал истории биологии . 3 (2): 189–212. дои : 10.1007/bf00137351 . ПМИД 11609651 . S2CID 45642853 .

[3] Альфарук, Халид О.; Шаюб, Мохаммед Э.А.; Муддатир, Абдель Халиг; Эльхассан, Гамаль О.; Башир, Адиль Х.Х. (22 июля 2011 г.). «Эволюция опухолевого метаболизма может отражать канцерогенез как процесс обратной эволюции (демонтаж многоклеточности)» . Раки . 3 (3): 3002–3017. дои : 10.3390/cancers3033002 . ПМЦ 3759183 . ПМИД 24310356 .

[4] Гольдберг, Эмма Э.; Борис Игич (2008). «О филогенетических тестах необратимой эволюции». Эволюция . 62 (11): 2727–2741. дои : 10.1111/j.1558-5646.2008.00505.x . ПМИД 18764918 . S2CID 30703407 .

[5] Коллин, Рэйчел; Мария Пиа Мильетта (2008). «Изменение мнений о законе Долло». Тенденции в экологии и эволюции . 23 (11): 602–609. Бибкод : 2008TEcoE..23..602C . дои : 10.1016/j.tree.2008.06.013 . ПМИД 18814933 .

[6] Докинз, Ричард (1996) [1986]. Слепой часовщик . WW Нортон. ISBN 978-0-393-31570-7 .

[7] Гулд, Стивен Дж. (2007) [1993]. Восемь поросят . Винтажные книги. ISBN 978-0-09-950744-4 .

[8] Фаррис, Дж. (1977). «Филогенетический анализ по закону Долло». Систематическая зоология . 26 (1): 77–88. дои : 10.1093/sysbio/26.1.77 .

[9] Лин, К.; и др. (2016). «Геном морского конька и эволюция его специализированной морфологии» . Природа . 540 (7633): 395–399. Бибкод : 2016Natur.540..395L . дои : 10.1038/nature20595 . ПМЦ 8127814 . ПМИД 27974754 .

[10] Рогозин Игорь Б.; Вольф, Юрий И.; Бабенко Владимир Н.; Кунин, Евгений В. (2005). Экономия Долло и реконструкция эволюции генома . стр. 190–200. doi : 10.1093/acprof:oso/9780199297306.003.0011 . ISBN 9780199297306 . {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помогите )

[11] Ян, Хунвэнь (2013). «Сохранился или потерян: молекулярная эволюция ключевого гена GULO в биосинтезе витамина С у позвоночных». Биохимическая генетика . 51 (5–6): 413–425. дои : 10.1007/s10528-013-9574-0 . ПМИД 23404229 . S2CID 14393449 .

[12] Бриджем, Джейми Т.; Ортлунд, Эрик А.; Торнтон, Джозеф В. (2009). «Эпистатический храповик ограничивает направление эволюции глюкокортикоидных рецепторов» . Природа . 461 (7263): 515–519. Бибкод : 2009Natur.461..515B . дои : 10.1038/nature08249 . ПМК 6141187 . ПМИД 19779450 .

[Collin-13] Jump up to: ^а ^б Коллин, Р.; Чиприани, Р. (2003). «Закон Долло и новая эволюция намотки снаряда» . Труды Королевского общества Б. 270 (1533): 2551–2555. дои : 10.1098/rspb.2003.2517 . ПМК 1691546 . ПМИД 14728776 .

[Pagel2004-14] Пейджел, М. (2004). «Блюдашки нарушают закон Долло». Тенденции в экологии и эволюции . 19 (6): 278–280. Бибкод : 2004TEcoE..19..278P . дои : 10.1016/j.tree.2004.03.020 . ПМИД 16701270 .

[15] Алан Федучча : Загадка пернатых драконов: Скрытые птицы Китая, издательство Йельского университета, 2012.

[Whiting-16] Уайтинг, Майкл Ф.; Брэдлер, Свен; Максвелл, Тейлор (2003). «Потеря и восстановление крыльев у палочников» . Природа . 421 (6920): 264–267. Бибкод : 2003Natur.421..264W . дои : 10.1038/nature01313 . ПМИД 12529642 . S2CID 962571 .

[17] Банк, Сара; Брэдлер, Свен (2022). «Второй взгляд на эволюцию полета палочников и листовых насекомых (Phasmatodea)» . BMC Экология и эволюция . 22 (1): 62. дои : 10.1186/s12862-022-02018-5 . ПМЦ 9097326 . ПМИД 35549660 .

[chip-18] Чиппиндейл, Пенсильвания; Винс, Джей-Джей (2005). «Реэволюция личиночной стадии у плетодонтидных саламандр рода Desmognathus » (PDF) . Герпетологическое обозрение . 36 (2): 113–117.

[marsh-19] Маршалл, ЧР (1994). «Закон Долло и смерть и воскресение генов» . Proc Natl Acad Sci США . 91 (25): 12283–7. Бибкод : 1994PNAS...9112283M . дои : 10.1073/pnas.91.25.12283 . ПМК 45421 . ПМИД 7991619 .

[galis-20] Галис, Ф. (2010). «Закон Долло и необратимость потери цифр у Бахиа ». Эволюция . 64 (8): 2466–76, обсуждение 2477–85. дои : 10.1111/j.1558-5646.2010.01041.x . ПМИД 20500218 . S2CID 24520027 .

[21] Рекнагель, Ганс; Каменос, Николас А.; Элмер, Кэтрин Р. (2018). «Обыкновенные ящерицы нарушают закон необратимости Долло: общегеномная филогеномика подтверждает единое происхождение живорождения и реэволюцию яйцекладания» . Молекулярная филогенетика и эволюция . 127 : 579–588. Бибкод : 2018МолПЭ.127..579Р . дои : 10.1016/j.ympev.2018.05.029 . ПМИД 29803948 . S2CID 3553000 .

[22] Дэвис, Э. Лягушки восстановили утраченные нижние зубы. Новости Би-би-си. 31 января 2011 г. Проверено 9 февраля 2011 г.

[23] Пол, Грегори С. (2002). Воздушные динозавры: эволюция и потеря способности летать у динозавров и птиц . CJHU Пресс. п. 10 . ISBN 978-0-8018-6763-7 .

[Diogo-24] Диого, Р.; Вуд, Б. (2012). «Нарушение закона Долло: свидетельства реверсии мышц в филогении приматов и их значение для понимания онтогенеза, эволюции и анатомических изменений современного человека». Эволюция . 66 (10): 3267–76. дои : 10.1111/j.1558-5646.2012.01621.x . ПМИД 23025614 . S2CID 21754061 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

v т и Биологические правила
Правила	Правило Аллена. Более короткие придатки в более холодном климате. Правило Бейтсона Дополнительные конечности отражают своих соседей Правило Бергмана. Большие тела в более холодном климате. Правило Коупа: со временем тела становятся больше. Глубоководный гигантизм. Более крупные тела глубоководных животных. Закон Долло. Утрата сложных признаков необратима. Правило Эйхлера Паразиты изменяются вместе со своими хозяевами. Правило Эмери Социальные паразиты насекомых часто принадлежат к тому же роду, что и их хозяева. Правило Фаренгольца Филогении хозяина и паразита становятся конгруэнтными. Правило Фостера ( островной гигантизм , островная карликовость ) Мелкие виды становятся крупнее, крупные виды уменьшаются после колонизации островов. Закон Гаузе Полные конкуренты не могут сосуществовать Правило Глогера. Более светлая окраска в более холодном и сухом климате. Правило Холдейна. Гибридные полы, которые отсутствуют, редки или бесплодны, являются гетерогамными. Правило Харрисона. Паразиты различаются по размеру со своими хозяевами. Правило Гамильтона Частота генов увеличивается, когда родство реципиента с действующим лицом увеличивает выгоду для реципиента, превышающую репродуктивные затраты для действующего лица Закон Клейбера Скорость обмена веществ у животных уменьшается с увеличением их размеров. Правило прогрессии Хеннига . В кладистике наиболее примитивные виды встречаются в самой ранней, центральной части ареала группы. Принцип Джармана-Белла. Корреляция между размером животного и качеством его рациона; более крупные животные могут потреблять менее качественную пищу Правило Джордана Обратная зависимость между температурой воды и ее отсутствием. плавниковых лучей, позвонков Принцип Лэка: Птицы откладывают ровно столько яиц, сколько могут обеспечить пищей Правило Рапопорта. Широтный диапазон увеличивается с широтой. Правило Ренша. Половой диморфизм размеров увеличивается с размером, когда самцы крупнее, и уменьшается с размером, когда самки крупнее. Правило Розы. Группы эволюционируют от вариаций признаков у примитивных видов к фиксированному состоянию признаков у продвинутых видов. Закон Шмальгаузена. Популяция, находящаяся на пределе толерантности в одном аспекте, уязвима к небольшим различиям в любом другом аспекте. Закон Тэера: Верхняя часть тела животного темнее нижней. Правило Торсона Количество яиц донных морских беспозвоночных уменьшается с широтой. Закон Ван Валена Вероятность вымирания группы постоянна во времени. Законы фон Бэра Эмбрионы начинаются с общей формы и развиваются во все более специализированные формы. Закон Уиллистона Число частей организма сокращается и они специализированы по функциям.
Связанный	Контрградиентная вариация , когда генетика противостоит окружающей среде как фактору. Гигантотермия Крупным экзотермным животным легче поддерживать постоянную температуру тела.