Evoluční fyziologie - Evolutionary physiology - Wikipedia

Přírodní a sexuální výběr často se předpokládá, že budou jednat nejpříměji chování (např. co se zvíře rozhodne udělat, když je konfrontováno s predátorem), což je vyjádřeno v mezích stanovených celýmiorganismus výkon schopnosti (např. jak rychle to může běžet), které jsou určeny podřízený rysy (např. složení typu svalových vláken). Slabost tohoto pojmový a provozní modelem je absence výslovného uznání místa životní historie rysy.
Část série na
Evoluční biologie
Darwinovy ​​pěnkavy od Gould.jpg

Evoluční fyziologie je studium biologického vývoj z fyziologický struktury a procesy; tj. způsob, jakým jsou funkční charakteristiky jednotlivců v populaci organismy odpověděli na přírodní výběr napříč více generace v průběhu historie populace.[1] Je to subdisciplína oba fyziologie a evoluční biologie. Odborníci v oboru pocházejí z různých prostředí, včetně fyziologie, evoluční biologie, ekologie, a genetika.

V souladu s tím rozsah fenotypy studoval evoluční fyziologové je široký, včetně životní historie chování, výkon celého organismu,[2][3] funkční morfologie, biomechanika, anatomie, klasická fyziologie, endokrinologie, biochemie, a molekulární evoluce. Pole úzce souvisí s srovnávací fyziologie a fyziologie prostředí a jeho zjištění jsou velkým problémem evoluční medicína. Jedna definice, která byla nabídnuta, je „studium fyziologického základu zdatnost, a to korelovaný vývoj (včetně omezení a kompromisy ) fyziologické formy a funkce spojené s prostředím, stravou, homeostáza, energetický management, dlouhověkost, a úmrtnost a životní historie charakteristiky ".[4]

Dějiny

Jak název napovídá, evoluční fyziologie je výsledkem toho, co byly najednou dva odlišné vědecké obory. Podle Garlanda a Cartera[1] evoluční fyziologie vznikla na konci 70. let po debatách o metabolickém a termoregulačním stavu dinosauři (vidět fyziologie dinosaurů ) a savci jako plazi.

Na toto období navázaly počátkem 80. let pokusy o integraci kvantitativní genetika do evoluční biologie, který měl vedlejší účinky na další pole, jako např ekologie chování a ekofyziologie. V polovině 80. let fylogenetické srovnávací metody začal být populární v mnoha oblastech, včetně fyziologická ekologie a srovnávací fyziologie. Svazek z roku 1987 s názvem Nové směry v ekologické fyziologii[5] měl malou ekologii[6] ale značný důraz na evoluční témata. Vyvolalo to energickou debatu a během několika let Národní vědecká nadace vyvinul panel s názvem Ekologická a evoluční fyziologie.

Krátce nato selekční experimenty a experimentální evoluce se v evoluční fyziologii staly stále běžnějšími. Makrofyziologie se ukázala jako subdisciplína, ve které se odborníci pokoušejí identifikovat velkoplošné vzorce fyziologických vlastností (např. vzory společné variace s zeměpisná šířka ) a jejich ekologické důsledky.[7] [8][9]

V poslední době byla důležitost spojení evoluční biologie a fyziologie argumentována z hlediska funkčních analýz, epigenetika a rozšířená evoluční syntéza.[10] Růst evoluční fyziologie se také odráží ve vzniku subdisciplín, jako je evoluční endokrinologie,[11][12] který se zabývá takovými hybridními otázkami jako „Jaké jsou nejběžnější endokrinní mechanismy, které reagují na selekci chování nebo rysů životní historie?“[13]

Vznikající vlastnosti

Jako hybridní vědecká disciplína poskytuje evoluční fyziologie některé jedinečné perspektivy. Například pochopení fyziologických mechanismů může pomoci při určování, zda určitý vzorec fenotypové variace nebo společné variace (například allometrický vztah) představuje to, co by mohlo existovat, nebo jen to, co výběr umožňoval.[1] Podobně důkladná znalost fyziologických mechanismů může výrazně zlepšit porozumění možným důvodům evolučních korelací a omezení, než je možné u mnoha rysů, které typicky studují evoluční biologové (jako např. morfologie ).

Oblasti výzkumu

Mezi důležité oblasti současného výzkumu patří:

Techniky

Financování a společnosti

Ve Spojených státech je výzkum v oblasti evoluční fyziologie financován zejména z Národní vědecká nadace. Řada vědeckých společností obsahuje sekce, které zahrnují evoluční fyziologii, včetně:

Časopisy, které často publikují články o evoluční fyziologii

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d E Garland, T., Jr.; P. A. Carter (1994). "Evoluční fyziologie" (PDF). Roční přehled fyziologie. 56: 579–621. doi:10.1146 / annurev.ph.56.030194.003051. PMID  8010752.
  2. ^ Arnold, S. J. (1983). "Morfologie, výkon a kondice" (PDF). Americký zoolog. 23 (2): 347–361. doi:10.1093 / icb / 23.2.347.
  3. ^ Careau, V. C .; T. Garland, Jr. (2012). „Výkon, osobnost a energetika: korelace, příčina a mechanismus“ (PDF). Fyziologická a biochemická zoologie. 85 (6): 543–571. doi:10.1086/666970. hdl:10536 / DRO / DU: 30056093. PMID  23099454. S2CID  16499109.
  4. ^ Lovegrove, B. G. (2006). „Síla fitness u savců: vnímání z afrického proudu“. Fyziologická a biochemická zoologie. 79 (2): 224–236. doi:10.1086/499994. PMID  16555182. S2CID  24536395.
  5. ^ Feder, M.E .; A. F. Bennett; W. W. Burggren; R. B. Huey, eds. (1987). Nové směry v ekologické fyziologii. New York: Cambridge Univ. Lis. ISBN  978-0-521-34938-3.
  6. ^ Kingsolver, J. G (1988). „Evoluční fyziologie: Kde je ekologie? Přehled nových směrů v ekologické fyziologii, Feder et al. 1987“. Ekologie. 69 (5): 1645–1646. doi:10.2307/1941674. JSTOR  1941674.
  7. ^ Chown, S.L .; K. J. Gaston; D. Robinson (2004). „Makrofyziologie: rozsáhlé vzorce fyziologických vlastností a jejich ekologické důsledky“. Funkční ekologie. 18 (2): 159–167. doi:10.1111 / j.0269-8463.2004.00825.x.
  8. ^ Gaston, K. J .; Chown, S.L .; Calosi, P .; Bernardo, J .; Bilton, D. T .; Clarke, A .; Clusella-Trullas, S .; Ghalambor, C. K .; Konarzewski, M .; Peck, L. S .; Porter, W. P .; Pörtner, H. O .; Rezende, E. L .; Schulte, P. M .; Spicer, J. I .; Stillman, J. H .; Terblanche, J. S .; van Kleunen, M. (2009). „Makrofyziologie: koncepční znovusjednocení“ (PDF). Americký přírodovědec. 174 (5): 595–612. doi:10.1086/605982. PMID  19788354. S2CID  6239591.
  9. ^ Chown, S.L .; Gaston, K.J. (2015). "Makrofyziologie - pokrok a vyhlídky". Funkční ekologie. 30 (3): 330–344. doi:10.1111/1365-2435.12510.
  10. ^ Noble, D .; Jablonka, E .; Joyner, M. J .; Müller, G. B .; Omholt, S. W. (2014). „Evoluce se vyvíjí: fyziologie se vrací do centra pozornosti“. The Journal of Physiology. 592 (11): 2237–2244. doi:10.1113 / jphysiol.2014.273151. PMC  4048083. PMID  24882808.
  11. ^ Zera, A. J .; Harshman, L. G .; Williams, T. D. (2007). „Evoluční endokrinologie: rozvíjející se syntéza mezi endokrinologií a evoluční genetikou“. Výroční přehled ekologie, evoluce a systematiky. 38: 793–817. doi:10.1146 / annurev.ecolsys.38.091206.095615.
  12. ^ Cox, R. M .; McGlothlin, J. W .; Bonier, F. (2016). „Hormony jako mediátoři fenotypové a genetické integrace: přístup evoluční genetiky“. Integrativní a srovnávací biologie. 56 (2): 126–137. doi:10.1093 / icb / icw033. PMID  27252188.
  13. ^ Garland Jr, T .; Zhao, M .; Saltzman, W. (2016). „Hormony a vývoj složitých znaků: poznatky z umělého výběru chování“. Integrativní a srovnávací biologie. 56 (2): 207–224. doi:10.1093 / icb / icw040. PMC  5964798. PMID  27252193.
  14. ^ Garland, T., Jr.; S. C. Adolph (1991). „Fyziologická diferenciace populací obratlovců“ (PDF). Výroční přehled ekologie a systematiky. 22: 193–228. doi:10.1146 / annurev.ecolsys.22.1.193.
  15. ^ Kelly, S. A .; T. Panhuis; A. Stoehr (2012). Fenotypová plasticita: molekulární mechanismy a adaptivní význam. Komplexní fyziologie. 2. 1417–1439. doi:10.1002 / cphy.c110008. ISBN  9780470650714. PMID  23798305.
  16. ^ Bennett, A. F .; R. E. Lenski (1999). „Experimentální evoluce a její role v evoluční fyziologii“ (PDF). Americký zoolog. 39 (2): 346–362. doi:10.1093 / icb / 39.2.346.
  17. ^ Irschick, D. J .; J. J. Meyers; J. F. Husák; J.-F. Le Galliard (2008). „Jak výběr funguje na funkčních výkonnostních schopnostech celého organismu? Přehled a syntéza“ (PDF). Evoluční ekologický výzkum. 10: 177–196. CiteSeerX  10.1.1.371.8464. ISSN  0003-1569. Archivovány od originál (PDF) dne 09.06.2011. Citováno 2009-01-22.
  18. ^ Garland, T., Jr.; A. F. Bennett; E. L. Rezende (2005). „Fylogenetické přístupy ve srovnávací fyziologii“ (PDF). Journal of Experimental Biology. 208 (Pt 16): 3015–3035. doi:10.1242 / jeb.01745. PMID  16081601. S2CID  14871059.

externí odkazy