Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Эволюционная биология развития человека или неформально человеческое evo-DevO - это специфическая для человека подмножество эволюционной биологии развития . Эволюционная биология развития - это изучение эволюции процессов развития у разных организмов. Он используется во многих дисциплинах, прежде всего в эволюционной биологии и антропологии . Основа теории о том, что «эволюционные модификации в развитии приматов могли привести к появлению … современных людей», была заложена Жоффруа Сен-Илером , Эрнстом Геккелем , Луи Болком и Адольфом Шульцем. [1]Эволюционная биология развития в первую очередь занимается изучением того, каким образом эволюция влияет на развитие [2], и пытается разгадать причины эволюционных инноваций. [3]

Этот подход относительно новый, но он уходит корнями в книгу Шульца « Физические различия человека» 1940-х годов. Шульц призвал к широким сравнительным исследованиям для выявления уникальных человеческих черт. [4]

История [ править ]

Брайан Холл прослеживает корни эволюционной биологии развития в своей статье 2012 года о ее прошлом, настоящем и будущем. Он начинает с дарвиновской эволюции и генетики Менделя , отмечая тенденцию последователей обоих людей в начале 20-го века идти разными путями и откладывать и игнорировать очевидно необъяснимые проблемы. [5] Более глубокое понимание генотипических и фенотипических структур с 1940-х годов позволило объединить эволюцию и генетику в современном синтезе . Затем молекулярная биология позволила исследователям изучить механизмы и эволюцию эмбрионального развития в молекулярных деталях, в том числе у людей. [5]

Развитие человека и приматов [ править ]

Многие исследования эволюционной биологии развития человека были смоделированы на основе исследований на приматах и ​​рассматривают их вместе в сравнительной модели. Онтогенез мозга и эволюция истории человеческой жизни были рассмотрены Ли в статье 2006 года. Он сравнивает модели роста мозга Homo erectus и Homo sapiens, чтобы получить представление об эволюции размера и веса мозга. Ли обнаружил три различных паттерна, каждый из которых указывал на то, что скорость роста H. erectus соответствовала или превышала скорость роста H. erectus . [6]Он утверждает, что это открытие имело широкое применение и актуальность в общем исследовании эволюции человека. Это особенно важно для связи между расходом энергии и развитием мозга. Эти открытия особенно полезны в исследованиях материнского расхода энергии. [6] Сравнительное исследование нечеловеческих приматов, окаменелостей и современных людей с целью изучения закономерностей роста мозга для корреляции истории жизни человека и роста мозга. [6]

Джереми Де Силва и Джули Лесник исследовали размер мозга новорожденного шимпанзе, чтобы определить его влияние на рост мозга у Homo erectus . Это изменило понимание различий и сходства послеродового роста мозга у людей и шимпанзе . Исследование показало, что необходимо различать время роста и скорость роста. Времена роста были поразительно похожими, но не темпами. В документе также предлагается использовать окаменелости для оценки размера мозга в целом и в зависимости от емкости черепа. [7]

Использование эндокраниального объема в качестве меры размера мозга было популярной методологией с летописью окаменелостей со времен Дарвина в середине 1800-х годов. Эта мера использовалась для определения метаболических требований для роста мозга и последующих компромиссов.

Neoteny [ править ]

Некоторые работы по эволюционной биологии развития человека сосредоточены на неотенальных чертах, которые присутствуют у людей, но не являются общими для всего спектра приматов. Стивен Дж. Гулд обсудил проявление неотении с «конечными добавками» у людей. [8] Неотения определяется как замедленное или замедленное развитие у людей по сравнению с их нечеловеческими приматами. «Конечные добавления» были расширением или сокращением темпов и масштабов стадий развития и роста. [8] [ необходимы страницы ]Гоулд выдвинул гипотезу, что этот процесс и производство неотении у людей могут быть ключевой особенностью, которая в конечном итоге приводит к эмоциональной и коммуникативной природе людей. Он считает этот фактор неотъемлемой частью человеческой эволюции. Однако были также предостережения против применения этого аспекта к групповому ранжированию, когда он неуместен в качестве меры эволюционных достижений. [9]

Летопись окаменелостей [ править ]

Ранние сравнительные исследования и исследования на людях изучали летопись окаменелостей, чтобы измерить такие характеристики, как размеры и емкость черепа, чтобы сделать вывод о размере мозга, скорости роста, общем росте и потенциальных последствиях для расхода энергии. Каким бы полезным ни был этот факт, статическая природа отдельных окаменелостей представляет собой проблему. Филогенная линия окаменелостей сама по себе является гипотезой, поэтому все, что на ней основано, также является гипотетическим. [10]

Используя летописи окаменелостей неандертальцев, современных людей и шимпанзе, Gunz et al. изучили, что модели эндокраниального развития. [11] Они обнаружили, что у всех троих есть общие черты, и что современные люди отклоняются от этих общих моделей в первый год жизни. Они пришли к выводу, что даже несмотря на то, что большинство результатов развития схожи по размеру мозга, траектории, по которым они пришли, не совпадают. Большинство различий между ними возникает послеродовой период, в первый год, в процессе когнитивного развития. [11]

Был проведен ряд исследований, в которых не только учитывались неполные летописи окаменелостей, но и предпринималась попытка конкретно определить препятствия, связанные с этим состоянием. Например, Киран МакНалти описывает потенциальные возможности и ограничения использования неполных таксонов ископаемых для изучения продольного развития Australopithecus africanis. [10]

Многие исследования развития были посвящены человеку. В своей статье 2011 года Бернар Креспи сосредоточился на адаптации и геномном конфликте при детских заболеваниях. Он рассматривает эволюцию детских болезней и уровни их риска и приходит к выводу, что эволюционировали и риск, и болезнь. [12]

Хотчберг и Бельский включают взгляд на историю жизни, рассматривая подростковый возраст. Существенные различия в фенотипических путях и проявлениях предполагают значительное влияние окружающей среды. Они сосредоточены на пластичности между стадиями развития и факторах, которые ее формируют. На скорость созревания, плодовитость и плодовитость повлияли условия окружающей среды. Они утверждают, что раннее созревание может быть положительным, отражая оппортунистические действия в определенных условиях. [13]

Генетическая и эпигенетическая основа [ править ]

Технологические достижения, которые позволили улучшить и улучшить доступ к росту человеческого тела в утробе матери, оказались особенно полезными в исследованиях, в которых основное внимание уделялось генетическому и эпигенетическому развитию. Баккер и др. посмотреть на взаимосвязанный характер процессов развития и попытаться использовать аномалии позвоночника плода в качестве индикатора других пороков развития. Они обнаружили, что происхождение клеток не было так сильно коррелировано, как наблюдаемые сигналы развития. [14] Внутриутробное развитие и пороки развития коррелировали по степени тяжести. [14]

Фрейстон и Галис изучают развитие ребер, пальцев и асимметрии у млекопитающих. Они утверждают, что эта конструкция важна для изучения болезней, последовательности в эволюции планов тела и понимания ограничений развития. [15] Половой диморфизм в пренатальном соотношении пальцев был обнаружен уже на 14 неделе и сохранялся независимо от того, была ли включена мясистая часть пальца. [15]

Языковые и когнитивные исследования [ править ]

Языки и когнитивные функции также были предметом эволюционных исследований. В том, что касается языка и эволюционной биологии развития, существует напряжение от ворот. По большей части это утверждение сосредоточено вокруг того, рассматривать и изучать язык как адаптацию самого себя или как побочный продукт других адаптаций. Джекендофф и Пинкер утверждали, что язык является адаптацией из-за взаимозависимой социальной природы людей. В поддержку этих утверждений он указывает на такие вещи, как двунаправленность использования и понимания языка. [16] Это противоречит утверждениям таких теоретиков, как Ноам Хомский , которые выступали против языка как специфической адаптации человека. [17]

Адаптация и адаптивная теория были аргументированы даже отдельно от ее полезности в изучении языка. Гулд и Левонтин обращаются к тому, что они считали недостатками адаптивной теории, используя аналогию с прядями Сан-Марко. Среди выявленных проблем - отсутствие различия между тем, какая черта развилась и как она используется, а также лежащие в основе причины или силы, которые изначально создали новую черту. [18] Это особенно труднодоступно для нематериального языка и познания.

Эти дебаты продолжаются на протяжении десятилетий и чаще всего представляют собой ответы и опубликованные диалоги между теоретиками. Эта продолжающаяся дискуссия подтолкнула к попыткам объединить эти две точки зрения полезным образом. Fitch утверждает, что эти два подхода можно исправить с помощью исследования «нейтральных вычислений и развития мозга млекопитающих». [19] Возможно, было бы более полезно рассмотреть конкретные компоненты нейронных вычислений и развития, для чего было выбрано и с какой целью. [19]

Плёгер и Галис рассмотрели модульные возможности эволюции и ограничения развития на эволюционных траекториях человека и других приматов. Они утверждают, что к ним следует относиться с применением междисциплинарного подхода в когнитивных науках. Они формулируют это в контексте:

  1. Модульность - способность системы организовывать отдельных лиц на благо целого.
  2. Эволюционируемость - способность организма или организмов адаптироваться в процессе эволюции.
  3. Ограничения развития - это те вещи, которые действуют как барьеры для эволюционной адаптации. [20]

См. Также [ править ]

  • Регулирование экспрессии генов

Ссылки [ править ]

  1. ^ Миттерокер, Филипп; Букштейн, Фред (2008-04-01). «Эволюционная роль модульности и интеграции в гоминоидном черепе» . Эволюция . 62 (4): 943–958. DOI : 10.1111 / j.1558-5646.2008.00321.x . PMID  18194472 . S2CID  23716467 .
  2. ^ Мюллер, Герд Б. (2007). «Evo – DevO: расширение эволюционного синтеза». Природа Обзоры Генетики . 8 (12): 943–949. DOI : 10.1038 / nrg2219 . PMID 17984972 . S2CID 19264907 .  
  3. ^ Guinard, Джеффри (2012-12-01). «Эволюционные концепции встречаются с шеей пингвинов (Aves: Sphenisciformes) в направлении« стратегии выживания »для эволюционной биологии развития». Теория в биологических науках . 131 (4): 231–242. DOI : 10.1007 / s12064-012-0156-1 . PMID 22890499 . S2CID 3079450 .  
  4. ^ Шульц, Адольф Х. (1950). «Физические различия человека». Труды Американского философского общества . 94 (5): 428–449. JSTOR 3143610 . 
  5. ^ a b Холл, Брайан К. (2012). «Эволюционная биология развития (Evo-Devo): прошлое, настоящее и будущее» . Эволюция: образование и пропаганда . 5 (2): 184–193. DOI : 10.1007 / s12052-012-0418-х . S2CID 8525040 . 
  6. ^ a b c Ли, Стивен Р. (2012-12-01). «Рост размера мозга и история жизни в эволюции человека». Эволюционная биология . 39 (4): 587–599. DOI : 10.1007 / s11692-012-9168-5 . S2CID 16701629 . 
  7. ^ Кофран, Захари; ДеСильва, Джереми М. (01.04.2015). «Неонатальный взгляд на рост мозга Homo erectus». Журнал эволюции человека . 81 : 41–47. DOI : 10.1016 / j.jhevol.2015.02.011 . PMID 25771994 . 
  8. ^ а б Гулд 1977 .
  9. ^ Pievani, Тельмо (2012). «JASs». Журнал антропологических наук . 90 (90): 133–49. DOI : 10,4436 / jass.90016 . PMID 23274749 . 
  10. ^ a b МакНалти, Киран П. (2012-12-01). «Эволюционное развитие Australopithecus africanus». Эволюционная биология . 39 (4): 488–498. DOI : 10.1007 / s11692-012-9172-9 . ISSN 0071-3260 . S2CID 18870464 .  
  11. ^ а б Гунц, Филипп; Нойбауэр, Саймон; Голованова Любовь; Дороничев Владимир; Мориль, Бруно; Хублин, Жан-Жак (2012). «Уникальный современный человеческий образец эндокраниального развития. Выводы из новой черепной реконструкции новорожденного неандертальца из Мезмайской». Журнал эволюции человека . 62 (2): 300–313. DOI : 10.1016 / j.jhevol.2011.11.013 . PMID 22221766 . 
  12. Перейти ↑ Crespi, Bernard (2011-05-22). «Эволюционная биология здоровья ребенка» . Труды Лондонского королевского общества B: биологические науки . 278 (1711): 1441–1449. DOI : 10.1098 / rspb.2010.2627 . PMC 3081756 . PMID 21288946 .  
  13. ^ Хохберг, Зеев; Бельский, Джей (29.04.2013). «Эволюционная биология развития подросткового возраста человека: за пределами моделей болезней раннего полового созревания» . BMC Medicine . 11 (1): 113. DOI : 10,1186 / 1741-7015-11-113 . PMC 3639027 . PMID 23627891 .  
  14. ^ a b Брук, Клара Массачусетс, десять; Баккер, Александр Дж .; Варела-Лашерас, Ирма; Бугиани, Марианна; Донген, Стефан Ван; Галис, Фритсон (01.12.2012). «Эволюционная биология развития позвоночника человека: о гомеотических трансформациях, патологиях и пренатальном отборе» . Эволюционная биология . 39 (4): 456–471. DOI : 10.1007 / s11692-012-9196-1 . PMC 3514701 . PMID 23226903 .  
  15. ^ a b Галис, Фритсон; Брук, Клара М.А. Тен; Донген, Стефан Ван; Wijnaendts, Liliane CD (01.02.2010). «Половой диморфизм в пренатальном соотношении пальцев (2D: 4D)» . Архивы сексуального поведения . 39 (1): 57–62. DOI : 10.1007 / s10508-009-9485-7 . PMC 2811245 . PMID 19301112 .  
  16. ^ Джекендофф, Рэй; Пинкер, Стивен (01.09.2005). «Природа языковой способности и ее значение для эволюции языка (Ответ Фитчу, Хаузеру и Хомскому)». Познание . 97 (2): 211–225. DOI : 10.1016 / j.cognition.2005.04.006 . S2CID 6571737 . 
  17. ^ Fitch, W. Tecumseh; Хаузер, Марк Д .; Хомский, Ноам (01.09.2005). «Эволюция языкового факультета: пояснения и последствия». Познание . 97 (2): 179–210. CiteSeerX 10.1.1.174.5070 . DOI : 10.1016 / j.cognition.2005.02.005 . PMID 16112662 . S2CID 903932 .   
  18. ^ Гулд, SJ; Левонтин, Р.К. (21 сентября 1979 г.). «Spandrels Сан-Марко и парадигма Panglossian: критика адаптационистской программы». Труды Лондонского королевского общества. Серия B, Биологические науки . 205 (1161): 581–598. Bibcode : 1979RSPSB.205..581G . DOI : 10,1098 / rspb.1979.0086 . PMID 42062 . S2CID 2129408 .  
  19. ^ a b Fitch, Tecumseh (3–6 сентября 2009 г.). Skyhooks и Spandrels: что Evo-Devo может рассказать об эволюции синтаксиса (PDF) . 21-й семинар Альтенберга по теоретической биологии. www.kli.ac.at .
  20. ^ Ploeger, Annemie; Галис, Фритсон (01.07.2011). «Эволюционная биология развития и когнитивная наука». Междисциплинарные обзоры Wiley: когнитивная наука . 2 (4): 429–440. DOI : 10.1002 / wcs.137 . PMID 26302202 . 

Источники [ править ]

  • Гулд, Стивен Джей (1977). Онтогенез и филогения . Белкнап Пресс. ISBN 978-0674639409. OCLC  728065114 .CS1 maint: ref = harv ( ссылка )