Baldwinův efekt - Baldwin effect

Nesmí být zaměňována s Baldwinova pravidla nebo Baldwinův efekt (astronomie).
Baldwinův efekt ve srovnání s Lamarckova evoluční teorie, Darwinovská evoluce, a Waddington je genetická asimilace. Všechny teorie nabízejí vysvětlení, jak organismy reagují na změněné prostředí pomocí adaptivní zděděné změny.

v evoluční biologie, Baldwinův efekt popisuje vliv naučeného chování na evoluci. James Mark Baldwin a další navrhli během zatmění darwinismu na konci 19. století, že organismus schopnost učit se nové chování (např. aklimatizace na nový stresor) ovlivní jeho reprodukční úspěch, a proto bude mít vliv na genetickou výbavu jeho druhu prostřednictvím přírodní výběr. Ačkoli se tento proces jeví jako Lamarckismus, tento pohled navrhuje, aby živé věci zdědil získané vlastnosti jejich rodičů. Baldwinův efekt byl nezávisle navržen několikrát a dnes je obecně uznáván jako součást moderní syntéza.

„Nový faktor ve vývoji“

Tento efekt, poté nepojmenovaný, byl předložen v roce 1896 v dokumentu „New Factor in Evolution“ psycholog James Mark Baldwin, s druhým příspěvkem v roce 1897.[1][2] Příspěvek navrhl mechanismus pro specifický výběr pro všeobecné schopnosti učení. Jako historik vědy Robert Richards vysvětluje:[3]

Pokud by zvířata vstoupila do nového prostředí - nebo by se jejich staré prostředí rychle změnilo - byla by přirozeně zachována zvířata, která by mohla pružně reagovat učením nového chování nebo ontogenetickou adaptací. Tento zachráněný zbytek by měl během několika generací příležitost spontánně vykazovat vrozené variace podobné jejich získaným vlastnostem a nechat si tyto variace přirozeně vybrat. Vypadalo by to, jako by se získané rysy ponořily do dědičné substance lamarckovským způsobem, ale proces by byl opravdu neodarwinovský.[3]

Vybraní potomci by měli tendenci mít větší schopnost učit se novým dovednostem, než aby byli omezeni na geneticky kódované, relativně pevné schopnosti. Ve skutečnosti klade důraz na skutečnost, že trvalé chování druhu nebo skupiny může ovlivňovat vývoj tohoto druhu. „Baldwinův efekt“ je lépe pochopen v evoluční vývojová biologie literatura jako scénář, ve kterém postava nebo vlastnost změna vyskytující se v organismus v důsledku jeho interakce s okolním prostředím se postupně asimiluje do svého vývojového genetického nebo epigenetického repertoáru.[4][5] Podle slov filozofa vědy Daniel Dennett:[6]

Díky Baldwinovu efektu lze říci, že druhy předstírají účinnost konkrétních různých návrhů fenotypovým (individuálním) zkoumáním prostoru blízkých možností. Pokud je tím objeveno obzvláště výherní nastavení, bude tento objev vytvořit nový selekční tlak: organismy, které jsou v adaptivní krajině blíže tomuto objevu, budou mít jasnou výhodu oproti těm vzdálenějším.[6]

Aktualizaci Baldwinova efektu vyvinul Jean Piaget, Paul Weiss, a Conrad Waddington v 60. – 70. letech. Tato nová verze zahrnovala explicitní roli sociálních ve formování následné přirozené změny u lidí (evoluční i vývojové) s odkazem na změny výběrových tlaků.[7]

Následující výzkumy ukazují, že Baldwin nebyl první, kdo proces identifikoval; Douglas Spalding zmínil to v roce 1873.[8]

Kontroverze a přijetí

Zpočátku Baldwinovy ​​myšlenky nebyly neslučitelné s převládajícími, ale nejistými představami o mechanismu přenosu dědičných informací a přinejmenším dva další biologové předložili v roce 1896 velmi podobné myšlenky.[9][10] V roce 1901 Maurice Maeterlinck odkazoval na behaviorální adaptace na převládající podnebí u různých druhů včel jako „to, co bylo pouze myšlenkou, a proto se na rozdíl od instinktu stalo pomalým stupněm instinktivním zvykem“.[11] Teorie Baldwinova efektu se následně stala kontroverznější a vědci byli rozděleni mezi „Baldwinovy ​​boostery“ a „Baldwinovy ​​skeptiky“.[12] Teorii poprvé nazval „Baldwinův efekt“ George Gaylord Simpson v roce 1953.[12] Simpson "připustil, že myšlenka byla teoreticky konzistentní, to znamená, že není v rozporu s moderní syntéza ",[12] pochyboval však, že k tomuto jevu došlo velmi často, nebo pokud ano, lze prokázat, že k němu došlo. Ve své diskusi o recepci teorie Baldwinova efektu Simpson zdůrazňuje, že se zdá, že tato teorie poskytuje smíření mezi neodarwinovským a neo-Lamarckian přístup a že „Mendelismus a pozdější genetická teorie tak přesvědčivě vyloučily extrémní neolamarckiánskou pozici, že usmíření se zdálo zbytečné“.[13] V roce 1942 evoluční biolog Julian Huxley propagoval Baldwinův jev jako součást moderní syntézy a uvedl, že evolucionisté tento koncept nepatřičně zanedbávali.[13][14][15]

V 60. letech evoluční biolog Ernst Mayr tvrdil, že teorie Baldwinova efektu byla neudržitelná, protože

  1. argument je uveden ve smyslu individuálního genotypu, zatímco to, co je skutečně vystaveno selekčnímu tlaku, je fenotypicky a geneticky proměnlivá populace;
  2. není dostatečně zdůrazněno, že stupeň modifikace fenotypu je sám o sobě geneticky kontrolován;
  3. předpokládá se, že fenotypová rigidita je selektivně lepší než fenotypová flexibilita.[16]

V roce 1987 Geoffrey Hinton a Steven Nowlan pomocí počítačové simulace prokázali, že učení může urychlit evoluci, a spojili to s Baldwinovým efektem.[17][18][19]

Paul Griffiths[20] navrhuje dva důvody přetrvávajícího zájmu o Baldwinův efekt. První je role mysl se rozumí, že hraje v efektu. Druhým je spojení mezi rozvoj a vývoj v efektu. Baldwinova zpráva o tom, jak neurofyziologické a vědomé mentální faktory mohou přispět k účinku[21][22][1] zaměřuje otázku možné hodnoty vědomí pro přežití.[23]

The dům pěnkava Kolonizace Severní Ameriky poskytla empirické důkazy o Baldwinově efektu.[24]

Přesto David Depew v roce 2003 poznamenal, „je zarážející, že poměrně různorodá spousta současných evolučních teoretiků, z nichž většina se považuje za příznivce moderní syntézy, se v poslední době stala„ Baldwinovými posilovači ““.[12] Tyto

jsou typicky evoluční psychologové kteří hledají scénáře, ve kterých se populace může pokusem a omylem dostat na „těžko hledatelnou“ část kondiční krajiny, ve které se lidský mozek, jazyk a mysl mohou rychle vyvíjet. Hledají co Daniel Dennett, sám Baldwinův posilovač, nazývá „evoluční jeřáb“, nástroj pro rychlé zvedání těžkých břemen.[12]

Podle Dennetta také v roce 2003 nedávná práce ukázala, že Baldwinův efekt „již není kontroverzní vráskou v ortodoxním darwinismu“.[6] Pro vývoj přírodních (geneticky determinantních) protilátek byly navrženy potenciální genetické mechanismy, které jsou základem Baldwinova efektu.[25] V roce 2009 poskytly empirické důkazy o Baldwinově efektu z kolonizace Severní Ameriky dům pěnkava.[24]

Srovnání s genetickou asimilací

Další informace: Genetická asimilace

Baldwinův efekt byl zaměňován s jinou evoluční teorií, na které se také zakládá fenotypová plasticita, C. H. Waddington je genetická asimilace. Baldwinův efekt zahrnuje genetickou akomodaci, přičemž jedním typem je genetická asimilace.[26]

Viz také

  • Vyvinutelnost - kapacita systému pro adaptivní vývoj
  • Mateřský účinek - vliv prostředí a genotypu matky na fenotyp potomstva
  • Meme - myšlenka nebo myšlenka, které lze sdílet analogicky s genem
  • Pangenesis - dřívější teorie, že dědičnost byla založena na částicích ze všech částí těla
  • Weismannova bariéra - rozdíl mezi liniemi zárodečných buněk produkujících gamety a somatickými buňkami

Poznámky

  1. ^ A b Baldwin 1896.
  2. ^ Baldwin 1897.
  3. ^ A b Richards, Robert J. (1987). Darwin a vznik evolučních teorií mysli a chování. University of Chicago Press. p.399. ISBN  978-0-226-71199-7.
  4. ^ Simpson 1953.
  5. ^ Newman 2002.
  6. ^ A b C Dennett, Daniel (2003), „The Baldwin Effect: a Crane, not a Skyhook“ in: Weber, Bruce H .; Depew, David J. (2003). Evoluce a učení: Zvažován Baldwinův efekt. MIT Stiskněte. str. 69–106. ISBN  978-0-262-23229-6.
  7. ^ Burman, J. T. (2013). „Aktualizace Baldwinova efektu: Biologické úrovně za novou Piagetovou teorií“. Nové myšlenky v psychologii. 31 (3): 363–373. doi:10.1016 / j.newideapsych.2012.07.003.
  8. ^ Noble, R .; Noble, D. (2017) Byl Watchmaker Blind? Nebo byla jednooká? Biologie 2017, 6 (4), 47; doi: 10,3390 / biology6040047, citace Batesona, P. Ovladač adaptability: Vazby mezi chováním a evolucí. Biol. Teorie 2006, 1, 342–345. Viz také Stiglerův zákon.
  9. ^ Morgan, C. L. (1896). „O úpravách a variacích“. Věda. 4 (99): 733–740. Bibcode:1896Sci ..... 4..733L. doi:10.1126 / science.4.99.733. PMID  17735249.
  10. ^ Osborne, H. F. (1896). „Ontogenní a fylogenní variace“. Věda. 4 (100): 786–789. Bibcode:1896Sci ..... 4..786O. doi:10.1126 / science.4.100.786. PMID  17734840.
  11. ^ Materlinck, Maurice (1901). Život včely. Dodd, Mead and Co., str. Kapitola VII oddíl 102.
  12. ^ A b C d E Depew, David J. (2003), „Baldwin Boosters, Baldwin Skeptics“ v: Weber, Bruce H .; Depew, David J. (2003). Evoluce a učení: Znovu zvážen Baldwinův efekt. MIT Stiskněte. s. 3–31. ISBN  978-0-262-23229-6.
  13. ^ A b Simpson, George Gaylord (1953). "Baldwinův efekt". Vývoj. 7 (2): 110–117. doi:10.2307/2405746. JSTOR  2405746.
  14. ^ Scheiner, Samuel M. (2014). „Baldwinův efekt: zanedbávaný a nepochopený“. Americký přírodovědec. University of Chicago Press. 184 (4): ii – iii. doi:10.1086/677944. ISSN  0003-0147. PMID  25354416.
  15. ^ Belew, Richard K. (2018). Adaptivní jedinci ve vývoji populace: modely a algoritmy. Taylor & Francis. p. 100. ISBN  978-0-429-97145-7.
  16. ^ Mayr, Ernst (1963). Druhy zvířat a evoluce. Harvard University Press. ISBN  978-0-674-03750-2.
  17. ^ Hinton, Geoffrey E.; Nowlan, Steven J. (1987). "Jak učení může vést evoluci". Složité systémy. 1: 495–502.
  18. ^ Maynard Smith, John (1987). "Když učení vede evoluci". Příroda. 329 (6142): 761–762. Bibcode:1987 Natur.329..761S. doi:10.1038 / 329761a0. PMID  3670381. S2CID  5476916.
  19. ^ Puentedura, Ruben R. (2003). "Baldwinův efekt ve věku výpočtu". In Weber, Bruce H .; Depew, David J. (eds.). Evoluce a učení: Zvažován Baldwinův efekt. Stiskněte MIT. str.219 –234.
  20. ^ Griffiths, Paul E. (2003). „Za Baldwinovým efektem:„ sociální dědičnost “Jamese Marka Baldwina, epigenetické dědictví a konstrukce výklenku“. In Weber, Bruce H .; Depew, David J. (eds.). Evoluce a učení: Znovu zvážen Baldwinův efekt. MIT Stiskněte. 193–215.
  21. ^ Baldwin, J. Mark (1896). "Dědičnost a instinkt". Věda. 3 (64): 438–441, 558–561. Bibcode:1896Sci ..... 3..438B. doi:10.1126 / science.3.64.438. PMID  17780356.
  22. ^ Baldwin, J. Mark (1896). "Vědomí a evoluce". Psychologický přehled. 3 (3): 300–309. doi:10.1037 / h0063996. PMID  17835006.
  23. ^ Lindahl, B. I. B. (2001). „Vědomí, vzorce chování a směr biologické evoluce: důsledky pro problém mysli a mozku“. V Pylkkänen, Paavo; Vadén, Tere (eds.). Rozměry vědomé zkušenosti. John Benjamins. str. 73–99. ISBN  978-90-272-5157-2.
  24. ^ A b Badyaev, Alexander V. (březen 2009). „Evoluční význam fenotypové akomodace v nových prostředích: empirický test Baldwinova efektu“. Filozofické transakce Královské společnosti v Londýně B. 364 (1520): 1125–1141. doi:10.1098 / rstb.2008.0285. PMC  2666683. PMID  19324617.
  25. ^ Anderson, Russell (1996). "Jak adaptivní protilátky usnadňují vývoj přirozených protilátek". Imunologie a buněčná biologie. 74 (2): 286–291. doi:10.1038 / icb.1996.50. PMID  8799730. S2CID  20023879.
  26. ^ Crispo, Erika (2007). „Baldwinův efekt a genetická asimilace: revize dvou mechanismů evolučních změn zprostředkovaných fenotypovou plasticitou“. Vývoj. 61 (11): 2469–2479. doi:10.1111 / j.1558-5646.2007.00203.x. PMID  17714500. S2CID  9292273.

Reference

externí odkazy