WikiDer > Закон необратимости Доллоса - Википедия

Dollos law of irreversibility - Wikipedia
Однажды организм имеет развился определенным образом он не вернется к предыдущей форме. Это проиллюстрировано здесь в двух измерениях; на самом деле оба биомолекулы и организмы развиваются во многих различных измерениях.

Закон необратимости Долло (также известный как Закон Долло и Принцип Долло), предложенный в 1893 г.[1] к бельгийский палеонтолог Луи Долло утверждает, что «организм никогда не возвращается точно в прежнее состояние, даже если он оказывается помещенным в условия существования, идентичные тем, в которых он жил ранее ... он всегда сохраняет некоторые следы промежуточных стадий, через которые он прошел. . "[2]

Это утверждение часто неверно интерпретируется как утверждение, что эволюция необратима,[3] или что утраченные структуры и органы не могут вновь появиться в той же форме ни в каком процессе деволюция.[4][5] В соответствии с Ричард Докинз, закон является «на самом деле просто утверждением о статистической невероятности следования одной и той же эволюционной траектории дважды (или, действительно, любой конкретной траектории) в любом направлении».[6] Стивен Джей Гулд Предполагается, что необратимость исключает определенные эволюционные пути после появления широких форм: «[Например], как только вы примете обычный план тела рептилия, сотни вариантов навсегда закрыты, и будущие возможности должны разворачиваться в рамках унаследованного дизайна ".[7]

Этот принцип классически применяется к морфология, особенно окаменелости, но также может использоваться для описания молекулярные события, например, индивидуальный мутации или потери генов.

Использование в филогенетике

В максимальная экономия, Экономия Долло относится к модели, согласно которой персонаж приобретается только один раз и никогда не может быть восстановлен, если он потерян.[8] Например, эволюция и многократная потеря зубы в позвоночные можно было бы хорошо смоделировать под экономией Долло, в соответствии с которой зубы делались из гидроксиапатит эволюционировали только один раз при происхождении позвоночных, а затем многократно терялись в птицы, черепахи, и морские коньки, среди прочего.[9]

Это также относится к молекулярным характеристикам, таким как потери или инактивация самих отдельных генов.[10] Потери из гулонолактоноксидаза, последний фермент в биосинтетический путь из Витамин С, отвечает за диетические потребности человека в витамине С, а также у многих других животных.[11]

Молекулярный пример

Исследование эволюции структура белка предложил новый механизм закона Долло. Он изучил рецептор гормона которые произошли от предков белок что смог связать два гормоны к новому белку, специфичному для одного гормона. Это изменение было произведено двумя аминокислота замены, 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 к его предковому состоянию путем мутации двух «связывающих остатков», 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, необходимо несколько независимых нейтральных мутации должно было произойти чисто случайно, без давления отбора. Поскольку это крайне маловероятно, это может объяснить, почему эволюция имеет тенденцию идти в одном направлении.[12]

Предлагаемые исключения

Хотя точный порог нарушения закона Долло неясен, есть несколько тематических исследований, результаты которых ставят под сомнение обоснованность некоторых интерпретаций. Например, многие таксоны брюхоногие моллюски уменьшили снаряды, а некоторые вообще потеряли свертывание оболочки.[13] В Стивен Джей ГулдСогласно интерпретации закона Долло, было бы невозможно восстановить свернутую оболочку после того, как намотка была потеряна. Тем не менее, несколько родов в семействе улиток тапочек (Calyptraeidae) могли изменить время своего развития (гетерохрония) и восстановил спиральную оболочку из бездомный-подобная оболочка.[13][14] Другие предлагаемые «исключения» включают крылья палочные насекомые,[15] личиночные стадии саламандры,[16][17] потерянные пальцы на ногах у ящериц,[18] потеря нижних зубов у лягушек,[19] ключицы в нептичьих теропод динозавры,[20] и шея, грудной области и мускулатуры верхних конечностей у приматов, включая линию, ведущую к человеку.[21]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Долло, Луи (1893). "Les lois de l'évolution" (PDF). Бык. Soc. Belge Geol. Приятель. Hydr. VII: 164–166.
  2. ^ Гулд, С. Дж. (1970). «Долло о законе Долло: необратимость и статус законов эволюции». Журнал истории биологии. 3 (2): 189–212. Дои:10.1007 / bf00137351. PMID 11609651. S2CID 45642853.
  3. ^ Alfarouk, Khalid O .; Shayoub, Mohammed E.A .; Муддатир, Абдель Халиг; Elhassan, Gamal O .; Башир, Адиль Х.Х. (22 июля 2011 г.). «Эволюция метаболизма опухолей может отражать канцерогенез как процесс обратной эволюции (разрушение многоклеточности)». Рак. 3 (3): 3002–3017. Дои:10.3390 / Cancers3033002. ЧВК 3759183. PMID 24310356.
  4. ^ Голдберг, Эмма Э .; Борис Игич (2008). «О филогенетических тестах необратимой эволюции». Эволюция. 62 (11): 2727–2741. Дои:10.1111 / j.1558-5646.2008.00505.x. PMID 18764918. S2CID 30703407.
  5. ^ Коллин, Рэйчел; Мария Пиа Мильетта (2008). «Перевернутое мнение о законе Долло». Тенденции в экологии и эволюции. 23 (11): 602–609. Дои:10.1016 / j.tree.2008.06.013. PMID 18814933.
  6. ^ Докинз, Ричард (1996) [1986]. Слепой часовщик. W. W. Norton. 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. ^ Lin, Q .; и другие. (2016). «Геном морского конька и эволюция его специализированной морфологии». Природа. 540 (7633): 395–399. Bibcode:2016Натура. 540..395L. Дои:10.1038 / природа20595. PMID 27974754.
  10. ^ Рогозин, Игорь Б .; Волк, Юрий I .; Бабенко, Владимир Н .; Кунин, Евгений В. (2005). Долло экономия и реконструкция эволюции генома. Экономия, филогения и геномика. С. 190–200. Дои:10.1093 / acprof: oso / 9780199297306.003.0011. ISBN 9780199297306.
  11. ^ Ян, Хунвэнь (2013). "Сохранение или потеря: 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. PMID 23404229. S2CID 14393449.
  12. ^ Бриджем, Джейми Т .; Ортлунд, Эрик А .; Торнтон, Джозеф В. (2009). «Эпистатический храповик ограничивает направление развития рецепторов глюкокортикоидов». Природа. 461 (7263): 515–519. Bibcode:2009Натура.461..515Б. Дои:10.1038 / природа08249. ЧВК 6141187. PMID 19779450.
  13. ^ а б Collin, R .; Чиприани, Р. (2003). «Закон Долло и повторная эволюция свертывания оболочки». Труды Королевского общества B. 270 (1533): 2551–2555. Дои:10.1098 / rspb.2003.2517. ЧВК 1691546. PMID 14728776.
  14. ^ Пагель, М. (2004). «Лимпеты нарушают закон Долло». Тенденции в экологии и эволюции. 19 (6): 278–280. Дои:10.1016 / j.tree.2004.03.020. PMID 16701270.
  15. ^ Whiting, MF., S. Брэдлер и Т. Максвелл (2003). Утрата и восстановление крыльев у палочников. Природа 421 264-267.
  16. ^ Чиппиндейл, П. Т. и Дж. Дж. Винс. (2005). Реэволюция личиночной стадии в роде саламандр Plethodontid Desmognathus. Герпетологический обзор 36 (2) 113.
  17. ^ Маршалл, К. Р. (1994). «Закон Долло и смерть и воскрешение генов». Proc Natl Acad Sci USA. 91 (25): 12283–7. Bibcode:1994ПНАС ... 9112283М. Дои:10.1073 / пнас.91.25.12283. ЧВК 45421. PMID 7991619.
  18. ^ Галис, Ф. (2010). "Закон Долло и необратимость потери цифр в Бахия". Эволюция. 64 (8): 2466–76, обсуждение 2477–85. Дои:10.1111 / j.1558-5646.2010.01041.x. PMID 20500218. S2CID 24520027.
  19. ^ Дэвис, Э. У лягушек заново развились утраченные нижние зубы. Новости BBC. 31 января 2011 г. Проверено 9 февраля 2011 г.
  20. ^ Пол, Грегори С. (2002). Динозавры воздуха: эволюция и потеря полета у динозавров и птиц. CJHU Press. п.10. ISBN 978-0-8018-6763-7.
  21. ^ Diogo, R .; Вуд, Б. (2012). «Нарушение закона Долло: доказательства реверсий мышц в филогении приматов и их значение для понимания онтогенеза, эволюции и анатомических вариаций современного человека». Эволюция. 66 (10): 3267–76. Дои:10.1111 / j.1558-5646.2012.01621.x. PMID 23025614. S2CID 21754061.

внешняя ссылка