Fylogenetická setrvačnost - Phylogenetic inertia

Fylogenetická setrvačnost nebo fylogenetické omezení odkazuje na omezení budoucnosti evoluční cesty, které byly uloženy předchozími úpravy.[1]

Charles Darwin poprvé tento fenomén rozpoznal, ačkoli tento termín vytvořil Huber v roce 1939.[2] Darwin vysvětlil myšlenku fylogenetické setrvačnosti na základě svých pozorování; hovořil o tom, když vysvětloval „Zákon podmínek existence“.[3] Darwin také navrhl, že poté speciace, organismy nezačínejte znovu od nuly, ale mají vlastnosti, které jsou postaveny na již existujících, které byly zděděny po jejich předcích; a tyto vlastnosti pravděpodobně omezují míru evoluce pozorovanou v tom novém taxony.[4] Toto je hlavní koncept fylogenetické setrvačnosti.

Richard Dawkins také vysvětlil tato omezení přirovnáním přírodní výběr k řece ve své knize z roku 1982 Rozšířený fenotyp.[5]

Příklady fylogenetické setrvačnosti

Plán těla

  • Zaseta se zde kladogram nejznámějších přechodných fosilií. Zdola nahoru: Eusthenopteron, Panderichthys, Tiktaalik, Acanthostega, Ichthyostega, Pederpes.
    Vývoj ryb na tetrapody. Základní plán těla byl fylogeneticky omezen.
    Většina pozemských obratlovců mít tělesný plán které se skládají ze čtyř končetin. Hypotéza fylogenetické setrvačnosti naznačuje, že tento plán těla je pozorován ne proto, že by byl optimální, ale proto, že tetrapody jsou odvozeny od a clade z Ryby (Sarcopterygii ), které mají také čtyři končetiny. Čtyři končetiny byly vhodným pohybovým prostředkem, a proto nebyl zvolen tento tělesný plán.[6]
  • Lidé nemají optimální strukturu pro bipedalismus, protože velká část plánu lidského těla se původně vyvinula pod čtyřnohý lokomoce a od té doby byla omezena kvůli fylogenetické setrvačnosti.[7]

Režimy reprodukce

Ptactvo jsou jedinou zvláštní skupinou obratlovců, kteří jsou výlučně oviparous nebo kladení vajec. To bylo navrhl, že ptáci jsou fylogeneticky omezeni, jak je odvozen z plazi, a pravděpodobně nepřekonali toto omezení nebo se odchýlili dostatečně daleko na to, aby se vyvinuli viviparita nebo živé narození.[8][9]

Homologické struktury

  • Přesněji než podobnost v tělesném plánu existují homologní kosti napříč savčí taxony. Například pentadaktylová končetina kostní struktura pozorovaná v ramenech primáti, přední nohy jezdců, v křídlech netopýři a ploutve z těsnění. Skutečnost, že jsou homologní, je dalším důkazem fylogenetické setrvačnosti; tyto struktury byly časem pozměněny, ale jsou omezeny společným původem.[3][4]
Homologická struktura kostí na předních končetinách čtyř obratlovců.

Zkoušky fylogenetické setrvačnosti ve studijních systémech

Existuje několik studií, které dokázaly účinně testovat fylogenetickou setrvačnost při pohledu na sdílené vlastnosti; převážně s přístupem srovnávacích metod.[11][12][13] Někteří použili srovnávací metody a našli důkazy o určitých vlastnostech přisuzovaných adaptaci, jiní fylogenezi; existovaly také četné rysy, které lze připsat oběma.[12] Další studie vyvinula novou metodu srovnávacího vyšetření, která se ukázala být silným prediktorem fylogenetické setrvačnosti v různých situacích. Říkalo se tomu Fylogenetika Vlastní vektor Regrese (PVR), která běží analýzy hlavních komponent mezi druhy po párech fylogenetická matice vzdálenosti.[11] V jiné odlišné studii autoři popsali metody měření fylogenetické setrvačnosti, zkoumali účinnost různých srovnávacích metod a zjistili, že různé metody mohou odhalit různé aspekty řidičů. Autoregrese a PVR vykazovaly dobré výsledky s morfologickými vlastnostmi.[13]

Reference

  1. ^ Johnson, K; McKinney, F; Sorenson, M (1999). „Fylogenetické omezení rodičovské péče pro muže u fušujících kachen“. Sborník Královské společnosti v Londýně B. 266 (1421): 759–763. doi:10.1098 / rspb.1999.0702. PMC  1689901.
  2. ^ Huber, B (1939). „Siebrohrensystem unserer Baume und seine jahreszeitlichen Veranderungen“. Jahrbücher für Wissenschaftliche Botanik. 88: 176–242.
  3. ^ A b Darwin, Charles (1859). O původu druhů. p. 206.
  4. ^ A b Shanahan, Timothy (2011). „Fylogenetická setrvačnost a Darwinův vyšší zákon“. Studium v ​​historii a filozofii biologických a biomedicínských věd.
  5. ^ Dawkins, Richard (1982). Rozšířený fenotyp: Gen jako jednotka výběru. Oxford University Press. p. 42.
  6. ^ Lewin, Roger (1980). „Evoluční teorie pod palbou“. Věda.
  7. ^ Gould, S. J .; Lewontin, R. C. (1979-09-21). „Spandrels of San Marco and the Panglossian Paradigm: A Critique of the Adaptationist Programme“. Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences. 205 (1161): 581–598. Bibcode:1979RSPSB.205..581G. doi:10.1098 / rspb.1979.0086. ISSN  0962-8452. PMID  42062.
  8. ^ McKitrick, Mary (1993). „Fylogenetické omezení v evoluční teorii: Má to nějakou vysvětlující sílu?“. Výroční přehled ekologie, evoluce a systematiky. 24: 307–330. doi:10.1146 / annurev.es.24.110193.001515.
  9. ^ Blackburn, Daniel; Evans, Howard (1986). „Proč neexistují žádní Viviparous Birds?“. Americký přírodovědec. 128 (2): 165–190. doi:10.1086/284552.
  10. ^ Dawkins, Richard (1986). Slepý hodinář. ISBN  978-0-393-31570-7.
  11. ^ A b Diniz-Filho, Jose Alexandre Felizola; Sant'Ana, Carlos Eduardo Ramos de; Bini, Luis Mauricio (01.01.1998). "Vlastní metoda pro odhad fylogenetické setrvačnosti". Vývoj. 52 (5): 1247–1262. doi:10.2307/2411294. JSTOR  2411294. PMID  28565378.
  12. ^ A b Pienaar, Jason; Ilany, Amiyaal; Geffen, Eli; Yom-Tov, Yoram (01.05.2013). „Makroevoluce rysů historie života u pěvců: adaptace a fylogenetická setrvačnost“. Ekologie Dopisy. 16 (5): 571–576. doi:10.1111 / ele.12077. ISSN  1461-0248. PMID  23489254.
  13. ^ A b Morales, Eduardo (01.04.2000). „Odhad fylogenetické setrvačnosti v Tithonii (asteraceae): srovnávací přístup“. Vývoj. 54 (2): 475–484. doi:10.1111 / j.0014-3820.2000.tb00050.x. ISSN  1558-5646. PMID  10937224.