Evoluce soutěže Interlocus - Interlocus contest evolution

Evoluce soutěže Interlocus (ICE) je proces intergenomického konfliktu, kterým se liší loci do jednoho genom antagonisticky spolupracovat. ICE předpokládá, že Proces Red Queen, který je charakterizován nikdy nekončícím antagonistou evoluční závod ve zbrojení, neplatí pouze pro druh ale také geny v genomu druhu.[1]

Protože sexuální rekombinace umožňuje, aby se různé lokusy genů vyvíjely poloautonomně, geny mají potenciál se koevolentně vyvíjet. ICE nastává, když „alelová substituce v jednom lokusu vybere novou alelu v interagujícím lokusu a naopak.“ Výsledkem je, že ICE může vést k řetězové reakci perpetuální genové substituce na antagonisticky interagujících lokusech a nelze dosáhnout stabilní rovnováhy. Rychlost vývoje se tedy v tomto místě zvyšuje.[1]

ICE je považován za dominantní způsob evoluce genů kontrolujících sociální chování.[1] Proces ICE může vysvětlit mnoho biologických jevů, včetně intersexuálního konfliktu, konflikt rodičů a potomků a interferenční soutěž.

Intersexuální konflikt

Hlavní článek: Interlocus sexuální konflikt

Zásadní konflikt mezi pohlavími spočívá v rozdílech v investicích: muži obecně investují převážně do oplodnění, zatímco ženy převážně do potomků.[2] Tento konflikt se projevuje v mnoha zvláštnostech spojených s sexuální reprodukce. Geny vyjádřené pouze u jednoho pohlaví jsou u druhého pohlaví selektivně neutrální; na mužské a ženské spojené geny lze tedy působit odděleně selekcí a budou se vyvíjet poloautonomně.[1] Jedno pohlaví druhu se tedy může vyvíjet tak, aby se zlepšilo samo o sobě, spíše než lepší druh jako celek, někdy s negativními výsledky pro opačné pohlaví: lokusy se budou antagonisticky vyvíjet, aby zvýšily reprodukční úspěch mužů na úkor žen na jedné straně a na druhé straně zvýšit odolnost žen vůči mužskému nátlaku.[3] Toto je příklad intralocus sexuální konflikt a je nepravděpodobné, že by byl plně vyřešen v celém genomu. V některých případech však může být tento konflikt vyřešen omezením genové exprese pouze na pohlaví, které prospívá, což má za následek sexuální dimorfismus.[4]

Teorie ICE může vysvětlit diferenciaci člověka X- a Y-chromozomy. Poloautonomní evoluce mohla podporovat geny prospěšné pro ženy v chromozomu X, i když jsou škodlivé pro muže, a geny prospěšné pro muže v chromozomu Y, i když jsou škodlivé pro ženy. Protože distribuce chromozomu X je třikrát větší než chromozom Y (chromozom X se vyskytuje u 3/4 genů potomků, zatímco chromozom Y se vyskytuje pouze u 1/4), chromozom Y má omezená příležitost pro rychlý vývoj. Chromozom Y tedy „prolil“ své geny, aby ponechal pouze ty základní (jako například Gen SRY ), což vede k rozdílům v chromozomech X a Y.[5]

Konflikt mezi rodiči a potomky

Otec, matka a potomci se mohou lišit v optimální alokaci zdrojů pro potomky. Tento koevoluční konflikt lze považovat za kontext ICE. Výběr zvýhodní geny u mužů, aby se maximalizovala investice žen do současných potomků, bez ohledu na důsledky pro reprodukci samice později v životě, zatímco výběr zvýhodní geny u žen, které zvyšují její celkovou životnost zdatnost. Geny vyjádřené u potomků budou vybrány tak, aby produkovaly zprostředkující úroveň alokace zdrojů mezi lokusy mužských a ženských výhod. K tomuto třícestnému konfliktu dochází znovu, když rodiče krmí své potomky, protože optimální rychlost krmení a optimální okamžik přerušení krmení se u otce, matky a potomka liší.[1]

Interferenční soutěž

ICE může také vysvětlit teorii interferenční soutěž, což je s největší pravděpodobností spojeno s protichůdnými soubory genů, které určují výsledek soutěž mezi jednotlivci. Různé sady genů mohou kódovat signál nebo přijímač fenotypy, například v kontextu zobrazí se hrozba: když může soutěžící muž vyhrát více soutěží zastrašováním, spíše než bojováním, bude výběr upřednostňovat hromadění podvodných genů, které nemusí být poctivými ukazateli bojové schopnosti muže.[1]

Například primitivní muž sloní pečeti možná použil nejnižší frekvence v ohrožení soupeře jako údaj o velikosti těla. Mohutný nos sloní pečeti se mohl vyvinout jako rezonanční zařízení k zesílení nízkých frekvencí,[6] ilustrující výběr, který upřednostňuje produkci nízkofrekvenčních vokalizací ohrožení. Tento counter-selects pro receptorové systémy, které poskytují zvýšenou prahovou hodnotu potřebnou pro zastrašování, což zase vybere pro hlubší vokalizace hrozeb. Rychlá divergence projevů ohrožení mezi blízce příbuznými druhy poskytuje další důkazy na podporu koevoluční rasy ve zbrojení v genomu jediného druhu, poháněné procesem ICE.[1]

Reference

  1. ^ A b C d E F G Rice & Holland, 1997. "Nepřátelé uvnitř: intergenomický konflikt, evoluce soutěže interlocus (ICE) a vnitrodruhová Červená královna „Behavioral Ecology and Sociobiology 41 (1): 1-10.
  2. ^ Bateman, AJ. 1948. “Intra-sexuální výběr u Drosophila. “ Dědičnost 2: 349-368.
  3. ^ Trivers, R.L. 1972. "Investice rodičů a sexuální výběr Archivováno 04.03.2016 na Wayback Machine „Sexuální výběr a sestup člověka, 1871–1971. Campbell, nakladatelství Aldine. 136–179.
  4. ^ Bonduriansky, R, SF Chenoweth. 2009. „Intralocus sexuální konflikt.“ Trends in Ecology & Evolution 24 (5): 280-288.
  5. ^ Ridley, M. 2000. Genom: Autobiografie druhu ve 23 kapitolách. Harper a Collins.
  6. ^ Bartoloměj, GA, NE Collias. 1962. „Role vokalizace v sociálním chování tuleňa severního.“ Chování zvířat 10 (1): 7-14.