Филогенетическая инерция

Филогенетическая инерция или филогенетическое ограничение относится к ограничениям будущих эволюционных путей, которые были наложены предыдущими адаптациями . ^{[ 1 ]}

Чарльз Дарвин первым осознал это явление, хотя позже этот термин был придуман Хубером в 1939 году. ^{[ 2 ]} Дарвин объяснил идею филогенетической инерции на основе своих наблюдений; об этом он говорил при объяснении «Закона условий существования». ^{[ 3 ]} Дарвин также предположил, что после видообразования организмы не начинают все сначала, а имеют характеристики, построенные на уже существующих , унаследованных от их предков; и эти характеристики, вероятно, ограничивают масштабы эволюции, наблюдаемой в этих новых таксонах . ^{[ 4 ]} Это основная концепция филогенетической инерции.

Ричард Докинз также объяснил эти ограничения, сравнив естественный отбор с рекой в своей книге 1982 года «Расширенный фенотип» . ^{[ 5 ]}

Примеры филогенетической инерции

План кузова

Эволюция рыб в четвероногих. Основной план тела был филогенетически ограничен.
Большинство наземных позвоночных имеют строение тела , состоящее из четырех конечностей. что такое строение тела наблюдается не потому, что оно оптимально, а потому, что четвероногие произошли от клады рыб Гипотеза филогенетической инерции предполагает , ( Sarcopterygii ), которые также имеют четыре конечности. Четыре конечности оказались подходящим средством передвижения, и поэтому этот план тела не был выбран против. ^{[ 6 ]}
У людей нет оптимальной структуры для прямохождения , потому что большая часть строения человеческого тела изначально развивалась при передвижении на четвероногих ногах и с тех пор была ограничена из-за филогенетической инерции. ^{[ 7 ]}

Способы размножения

Птицы — единственная группа позвоночных, которая занимается исключительно яйцекладом или яйцекладкой. Было высказано предположение, что птицы филогенетически ограничены, поскольку произошли от рептилий , и, вероятно, не преодолели это ограничение или не разошлись достаточно далеко, чтобы развить живорождение или живорождение. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}

Гомологичные структуры

Если говорить точнее, чем сходство в строении тела, существуют гомологичные кости у всех таксонов млекопитающих . Например, пятипалая костная структура конечностей наблюдается в руках приматов , передних ногах наездников, в крыльях летучих мышей и ластах тюленей . Тот факт, что они гомологичны, является еще одним свидетельством филогенетической инерции; эти структуры со временем менялись, но их ограничивает общее происхождение. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

Все позвоночные имеют гомологичную структуру глаз, в которой фактически имеется слепое пятно в месте прикрепления зрительного нерва к сетчатке . ^{[ 10 ]}

Тесты на филогенетическую инерцию в изучаемых системах

Было проведено несколько исследований, которые смогли эффективно проверить филогенетическую инерцию при изучении общих черт; преимущественно сравнительным методом. ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}^{[ 13 ]} Некоторые использовали сравнительные методы и нашли доказательства наличия определенных черт, связанных с адаптацией, а некоторые - с филогенией; было также множество черт, которые можно было отнести к обоим. ^{[ 12 ]} В другом исследовании был разработан новый метод сравнительного исследования, который оказался мощным предиктором филогенетической инерции в различных ситуациях. Это называлось «Филогенетическая регрессия собственных векторов» (PVR), которая проводит анализ главных компонентов между видами на парной матрице филогенетических расстояний . ^{[ 11 ]} В другом исследовании авторы описали методы измерения филогенетической инерции, рассмотрели эффективность различных сравнительных методов и обнаружили, что разные методы могут выявить разные аспекты движущих сил. Авторегрессия и PVR показали хорошие результаты с морфологическими признаками. ^{[ 13 ]}

Ссылки

^ Джонсон, К; МакКинни, Ф; Соренсон, М. (1999). «Филогенетические ограничения на родительскую заботу самцов у ревущих уток» . Труды Лондонского королевского общества Б. 266 (1421): 759–763. дои : 10.1098/rspb.1999.0702 . ПМК 1689901 .
^ Хубер, Б. (1939). «Ситовидная система наших деревьев и ее сезонные изменения». Ежегодники по научной ботанике . 88 : 176-242.
^ Перейти обратно: ^а ^б Дарвин, Чарльз (1859). О происхождении видов . п. 206.
^ Перейти обратно: ^а ^б Шанахан, Тимоти (2011). «Филогенетическая инерция и высший закон Дарвина» . Исследования по истории и философии биологических и биомедицинских наук .
^ Докинз, Ричард (1982). Расширенный фенотип: ген как единица отбора . Издательство Оксфордского университета . п. 42.
^ Левин, Роджер (1980). «Эволюционная теория под огнем». Наука .
^ Гулд, С.Дж.; Левонтин, Р.К. (21 сентября 1979 г.). «Спандрелы Сан-Марко и панглоссианская парадигма: критика адаптационистской программы». Труды Лондонского королевского общества B: Биологические науки . 205 (1161): 581–598. Бибкод : 1979РСПСБ.205..581Г . дои : 10.1098/rspb.1979.0086 . ISSN 0962-8452 . ПМИД 42062 .
^ Маккитрик, Мэри (1993). «Филогенетические ограничения в эволюционной теории: есть ли у них объяснительная сила?». Ежегодный обзор экологии, эволюции и систематики . 24 : 307–330. doi : 10.1146/annurev.es.24.110193.001515 .
^ Блэкберн, Дэниел; Эванс, Ховард (1986). «Почему нет живородящих птиц?». Американский натуралист . 128 (2): 165–190. дои : 10.1086/284552 .
^ Докинз, Ричард (1986). Слепой часовщик . ISBN 978-0-393-31570-7 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Диниз-Фильо, Хосе Александр Фелисола; Сант'Ана, Карлос Эдуардо Рамос де; Бини, Луис Маурисио (1 января 1998 г.). «Метод собственных векторов для оценки филогенетической инерции». Эволюция . 52 (5): 1247–1262. дои : 10.2307/2411294 . JSTOR 2411294 . ПМИД 28565378 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Пиенаар, Джейсон; Илани, Амияал; Геффен, Эли; Йом-Тов, Йорам (1 мая 2013 г.). «Макроэволюция особенностей жизненного цикла воробьиных птиц: адаптация и филогенетическая инерция». Экологические письма . 16 (5): 571–576. дои : 10.1111/ele.12077 . ISSN 1461-0248 . ПМИД 23489254 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Моралес, Эдуардо (1 апреля 2000 г.). «Оценка филогенетической инерции титонии (asteraceae): сравнительный подход» . Эволюция . 54 (2): 475–484. дои : 10.1111/j.0014-3820.2000.tb00050.x . ISSN 1558-5646 . ПМИД 10937224 .

[1] Джонсон, К; МакКинни, Ф; Соренсон, М. (1999). «Филогенетические ограничения на родительскую заботу самцов у ревущих уток» . Труды Лондонского королевского общества Б. 266 (1421): 759–763. дои : 10.1098/rspb.1999.0702 . ПМК 1689901 .

[2] Хубер, Б. (1939). «Ситовидная система наших деревьев и ее сезонные изменения». Ежегодники по научной ботанике . 88 : 176-242.

[:4-3] Перейти обратно: ^а ^б Дарвин, Чарльз (1859). О происхождении видов . п. 206.

[:0-4] Перейти обратно: ^а ^б Шанахан, Тимоти (2011). «Филогенетическая инерция и высший закон Дарвина» . Исследования по истории и философии биологических и биомедицинских наук .

[5] Докинз, Ричард (1982). Расширенный фенотип: ген как единица отбора . Издательство Оксфордского университета . п. 42.

[6] Левин, Роджер (1980). «Эволюционная теория под огнем». Наука .

[7] Гулд, С.Дж.; Левонтин, Р.К. (21 сентября 1979 г.). «Спандрелы Сан-Марко и панглоссианская парадигма: критика адаптационистской программы». Труды Лондонского королевского общества B: Биологические науки . 205 (1161): 581–598. Бибкод : 1979РСПСБ.205..581Г . дои : 10.1098/rspb.1979.0086 . ISSN 0962-8452 . ПМИД 42062 .

[8] Маккитрик, Мэри (1993). «Филогенетические ограничения в эволюционной теории: есть ли у них объяснительная сила?». Ежегодный обзор экологии, эволюции и систематики . 24 : 307–330. doi : 10.1146/annurev.es.24.110193.001515 .

[9] Блэкберн, Дэниел; Эванс, Ховард (1986). «Почему нет живородящих птиц?». Американский натуралист . 128 (2): 165–190. дои : 10.1086/284552 .

[10] Докинз, Ричард (1986). Слепой часовщик . ISBN 978-0-393-31570-7 .

[:1-11] Перейти обратно: ^а ^б Диниз-Фильо, Хосе Александр Фелисола; Сант'Ана, Карлос Эдуардо Рамос де; Бини, Луис Маурисио (1 января 1998 г.). «Метод собственных векторов для оценки филогенетической инерции». Эволюция . 52 (5): 1247–1262. дои : 10.2307/2411294 . JSTOR 2411294 . ПМИД 28565378 .

[:2-12] Перейти обратно: ^а ^б Пиенаар, Джейсон; Илани, Амияал; Геффен, Эли; Йом-Тов, Йорам (1 мая 2013 г.). «Макроэволюция особенностей жизненного цикла воробьиных птиц: адаптация и филогенетическая инерция». Экологические письма . 16 (5): 571–576. дои : 10.1111/ele.12077 . ISSN 1461-0248 . ПМИД 23489254 .

[:3-13] Перейти обратно: ^а ^б Моралес, Эдуардо (1 апреля 2000 г.). «Оценка филогенетической инерции титонии (asteraceae): сравнительный подход» . Эволюция . 54 (2): 475–484. дои : 10.1111/j.0014-3820.2000.tb00050.x . ISSN 1558-5646 . ПМИД 10937224 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]