Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Мозаичная эволюция (или модульная эволюция) - это концепция, в основном из палеонтологии , согласно которой эволюционные изменения происходят в одних частях или системах тела без одновременных изменений в других частях. [1] Другое определение - «эволюция признаков с разной скоростью как внутри, так и между видами». [2] 408 Его место в теории эволюции определяется долгосрочными тенденциями или макроэволюцией . [2]

Фон [ править ]

В неодарвинистской теории эволюции , как постулировал Стивен Джей Гулд , есть место для различного развития, когда форма жизни созревает раньше или позже, по форме и размеру. Это связано с алломорфизмом . Органы развиваются в разных ритмах по мере роста и взросления существа. Таким образом, « гетерохронные часы» имеют три варианта: 1) время в виде прямой линии; 2) общий размер в виде изогнутой линии; 3) форма, как еще одна изогнутая линия. [3]

Когда существо увеличивается в размерах, оно может развиваться меньшими темпами. В качестве альтернативы, он может сохранить свой первоначальный размер или, в случае задержки, это может привести к созданию существа большего размера. Этого недостаточно для понимания гетерохронного механизма. Размер должен сочетаться с формой, так что существо может сохранять педоморфные черты, если оно развито в форме, или иметь повторный вид, когда оно отстает по форме. Эти названия не очень показательны, поскольку прошлые теории развития были очень запутанными. [3]

Существо в своем онтогенезе может сочетать гетерохронные черты шести векторов, хотя Гулд считает, что существует некоторая связь с ростом и половым созреванием. Существо может, например, обладать некоторыми неотеническими чертами и замедленным развитием, что приводит к появлению новых черт, унаследованных от исходного существа только регулирующими генами. Большинство новых черт человека (по сравнению с близкородственными обезьянами) имели эту природу, не предполагая серьезных изменений в структурных генах, как это считалось классически. [3]

Таксономический диапазон [ править ]

Не утверждается, что этот образец универсален, но в настоящее время существует широкий спектр примеров из многих различных таксонов, в том числе:

  • Гоминид эволюция : ранняя эволюция прямохождения в австралопитеках , и его модификация тазового пояса состоялись задолго до того были какие - либо существенные изменения в черепе, или размере мозга. [4] [5]
  • Археоптерикс . Почти 150 лет назад Томас Генри Хаксли по сравнению археоптерикса с небольшим тероподовым динозавром , Compsognathus . Эти две окаменелости были обнаружены в известняке Зольнхофен в Баварии . Он показалчто два были очень похожи, за исключением передних конечностей и перьев на археоптерикс . Интерес Хаксли был в основном родстве птиц и рептилий, которые он объединил как Sauropsida . [6] Интересно то, что остальная часть скелета не изменилась.
  • Луговые полевки за последние 500 000 лет. [7]
  • Птерозавров Darwinopterus . В тип вида, D. Modularis был первый известный птерозавров для отображения черты обоих Длиннохвостый ( rhamphorhynchoid ) и короткими хвостами ( pterodactyloid ) птерозавров. [8]
  • Эволюция лошади , в которой основные изменения произошли в разное время, а не все одновременно. [9] [10]
  • Эволюция млекопитающих , особенно в мезозое, является ярким и понятным примером. [11] [12] [13]

Мозаичная эволюция (в гомининах) [ править ]

Хотя мозаичная эволюция обычно рассматривается с точки зрения животных, таких как зяблики Дарвина , ее также можно увидеть в эволюционном процессе гомининов . Чтобы объяснить значение эволюции мозаики у гомининов, мозаицизм будет разбит на три подгруппы. В группу 1 входят родственные виды, развивающиеся независимо друг от друга, и их морфологическая структура очень разнообразна. Примеры этого можно увидеть при сравнении Au. sediba , H. naledi и H. floresiensis . Группа 2 полагается на различные воздействия окружающей среды на изменения вида. Примером этого является изменчивость двуногости.формируются независимо внутри всех родственных видов гомининов. Наконец, группа 3 предполагает наличие поведения, такого как человеческий разговорный язык. Язык - это мозаика из различных элементов, работающих вместе для одного конкретного атрибута, и это не единственная черта, которую потомки могут унаследовать напрямую. [14] Кроме того, было показано, что увеличение социальных взаимодействий соответствует развитию человеческого интеллекта или, другими словами, увеличению размера мозга . Это обеспечивается и демонстрируется гипотезой социального мозга Робина Данбара . [15] Более того, это можно использовать как переходный уровень в эволюции человека; в том числе зубные формы. [16]

Размер мозга показал внутривидовую мозаичную изменчивость в рамках его собственного развития, поскольку эти различия являются результатом ограничений окружающей среды. Другими словами, независимая изменчивость структуры мозга проявляется больше, когда области мозга не связаны друг с другом, что в конечном итоге приводит к появлению заметных особенностей. При сравнении текущего размера и емкости мозга людей и шимпанзе способность предсказывать эволюционные изменения между их предками была невероятно проницательной. Это дало открытие, что «локальные пространственные взаимодействия» были основным эффектом ограничений. [17] Кроме того, помимо объема черепа и структуры мозга, форма зубов является еще одним примером мозаицизма.

Используя летопись окаменелостей, форма зубов показала мозаичную эволюцию внутри клыков, обнаруженных у ранних гомининов. Уменьшение размеров клыков считается признаком эволюции предков человека. Однако было обнаружено , что A. anamensis , обнаруженный в Кении, имеет самый большой клык нижней челюсти как часть эволюции австралопитека . Это изменяет метку аутентификации, поскольку диморфизм между уменьшением корня и коронки не был оценен. Хотя редукция собак, вероятно, произошла до эволюции австралопитека , «изменения формы клыков, как коронок, так и корней, происходили мозаично по всей линии A. anamensis – afarensis ». [18]

См. Также [ править ]

  • Коадаптация
  • Коэволюция
  • Соэкстинкция
  • Конвергентная эволюция
  • Эволюционная биология
  • Эволюционная биология развития
  • Параллельная эволюция

Ссылки [ править ]

  1. ^ Король, RC; Стэнсфилд, WD; Маллиган, PK 2006. Словарь генетики . 7-е изд., Oxford University Press. p286 ISBN  0-19-530761-5
  2. ^ a b Кэрролл Р.Л. 1997. Модели и процессы эволюции позвоночных . Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-47809-X 
  3. ^ a b c Gould, SJ 1977. Онтогенез и филогения . Belknap Press издательства Гарвардского университета.
  4. ^ Стэнли, SM 1979. Макроэволюция: модель и процесс . Фриман, Сан-Франциско. p154 ISBN 0-7167-1092-7 
  5. ^ Джермейн, Роберт. и другие. 2008. Введение в физическую антропологию . Томпсон Уодсворт. p479
  6. ^ Фостер, Майкл и Ланкестер, Э. Рэй (ред.) 1898–1903. Научные воспоминания Томаса Генри Хаксли . 4 тома и приложение, Macmillan, London ISBN 1-4326-4011-9 
  7. ^ Барновский, А. Д. 1993. Мозаичная эволюция на уровне популяции Microtus pennsylvanicus . В Морфологические изменения четвертичных млекопитающих Северной Америки . под ред. Мартина Р.А. и Барновского А.Д. Издательство Кембриджского университета. 24–59 стр.
  8. ^ Lü, J .; Анвин, DM; Джин, X .; Liu, Y .; Джи, К. (2010). «Доказательства модульной эволюции длиннохвостого птерозавра с птеродактилоидным черепом» . Труды Королевского общества B . 277 (1680): 383–389. DOI : 10.1098 / rspb.2009.1603 . PMC 2842655 . PMID 19828548 .  
  9. ^ Макфадден, Брюс Дж. (2003) [1999]. Ископаемые лошади: систематика, палеобиология и эволюция семейства Equidae . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-47708-5. Проверено 6 июня 2010 года .
  10. ^ Мейнард Смит, Джон 1993. Теория эволюции . Издательство Кембриджского университета. 3-е изд + новое введение. pp285–290 ISBN 0-521-45128-0 
  11. ^ Кермак, DM; Кермак, К.А. (1984). Эволюция характеров млекопитающих . Крум Шлем. ISBN 0-7099-1534-9.
  12. ^ Кемп TS 2005. Происхождение и эволюция млекопитающих . Издательство Оксфордского университета, Оксфорд. ISBN 0-19-850761-5 
  13. ^ Киелан-Яворовска, Зофия; Ричард Л. Чифелли и Чжэ-Си Луо 2004. Млекопитающие эпохи динозавров: происхождение, эволюция и структура , издательство Колумбийского университета, Нью-Йорк. ISBN 0-231-11918-6 
  14. ^ Парравичини, Андреа; Пьевани, Тельмо (2019). «Мозаика эволюции в филогении гомининов: значения, последствия и объяснения». Журнал антропологических наук . 96 (97): 45–68. DOI : 10,4436 / JASS.97001 . ISSN 1827-4765 . PMID 31241465 .  
  15. Перейти ↑ Dunbar, RIM (2009). «Гипотеза социального мозга и ее значение для социальной эволюции». Анналы биологии человека . 36 (5): 562–572. DOI : 10.1080 / 03014460902960289 . ISSN 0301-4460 . PMID 19575315 . S2CID 21495059 .   
  16. ^ Фоли, Роберт А. (2016-07-05). «Мозаичная эволюция и закономерности переходов в родословной гомининов» . Философские труды Королевского общества B: биологические науки . 371 (1698): 20150244. DOI : 10.1098 / rstb.2015.0244 . ISSN 0962-8436 . PMC 4920300 . PMID 27298474 .   
  17. Гомес-Роблес, Аида; Хопкинс, Уильям Д .; Шервуд, Чет С. (2014). «Модульная структура способствует мозаичной эволюции мозга у шимпанзе и людей» . Nature Communications . 5 (1): 4469. Bibcode : 2014NatCo ... 5.4469G . DOI : 10,1038 / ncomms5469 . ISSN 2041-1723 . PMC 4144426 . PMID 25047085 .   
  18. ^ Manthi, Фредрик К .; Плавкан, Дж. Майкл; Уорд, Кэрол В. (2012-03-01). «Новые окаменелости гомининов из Канапой, Кения, и мозаичная эволюция клыков у ранних гомининов» . Южноафриканский научный журнал . 108 (3/4): 9 стр. DOI : 10.4102 / sajs.v108i3 / 4.724 . ISSN 1996-7489 .