3.25: Ознаки еволюційної історії

Last updated
Save as PDF

Page ID: 2610

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Еволюція - це постійний експеримент, в якому випадкові мутації вибираються на основі впливу отриманих фенотипів на репродуктивний успіх. Як ми вже обговорювали, також задіяні різні неадаптивні процеси, які можуть впливати на еволюційні траєкторії. Кінцевим результатом є те, що адаптації засновані на минулих селективних тисках, і i) рідко є ідеальними, і ii) насправді може бути застарілим, якщо середовище, в якому живуть організми, змінилося. Потрібно пам'ятати про це, коли розглядати відмінності, пов'язані з життям у дотехнологічному світі на африканській савані невеликими групами та проживанням у Нью-Йорку. У будь-якому випадку еволюція не є розробленим процесом, який відображає заздалегідь визначену мету, але передбачає реагування на поточні обмеження та можливості - це тип майстерності, в якій вибіркові та неселективні процеси взаємодіють з існуючими раніше організаційними поведінками та структурами і обмежуються витратами. та переваги, пов'язані з різними рисами та їх впливом на репродуктивний успіх ¹⁰⁶. Те, що може виробляти еволюція, залежить від алелів, присутніх у популяції, та поточної форми організму. Не всі бажані фенотипи (тобто, що призводять до поліпшення репродуктивного успіху) можуть бути доступні з певного генотипу, і навіть якщо вони є, витрати на досягнення певної адаптації, незалежно від того, наскільки бажані для людини, не можуть бути погашені репродуктивною перевагою, яку вона надає в межах населення. Як приклад, нашу здатність задихатися їжею можна вважати серйозним недоліком конструкції, але це результат еволюційного шляху, який породив нас (та інших чотириногих істот), шляху, який призвів до перетину наших верхніх дихальних шляхів (що веде до легенів) та нашого глотки (що веде до нашого шлунково-кишкового тракту система). Ось чому їжа може розташовуватися в дихальних шляхах, викликаючи задуху або смерть [→]. Не виключено, що витрати на ту чи іншу «недосконалу» еволюційну конструкцію компенсуються іншими перевагами. Наприклад, невелика, але значна можливість смерті від задухи може в еволюційному сенсі коштувати здатності видавати більш складні звуки (мова), що беруть участь у соціальному спілкуванні ¹⁰⁷.

Як правило, еволюційні процеси породжують структури та поведінку, які настільки хороші, наскільки вони повинні бути для того, щоб організм ефективно експлуатував певний набір екологічних ресурсів та ефективно конкурував зі своїми сусідами, тобто успішно займати свою нішу. Якщо бути кращим, ніж достатньо хорошим, не підвищує репродуктивний успіх, його не можна вибрати (принаймні за допомогою природного відбору), і зміни в цьому напрямку будуть втрачені, особливо якщо вони надходять за рахунок інших важливих процесів або здібностей. У цьому контексті варто відзначити, що ми завжди маємо справу з організмом протягом усього його життєвого циклу. Різні риси можуть мати різні значення на різних стадіях розвитку. Бути милим може мати важливі переваги виживання для дитини, але бути менш корисним у корпоративній кімнаті ради директорів (хоча, можливо, це спірно). Риса, яка покращує виживання під час раннього ембріонального розвитку або підвищує репродуктивний успіх, як молода доросла людина, може бути обрана навіть, якщо вона виробляє негативний вплив на людей похилого віку. Більше того, оскільки ймовірність бути мертвим (і тому більше не репродуктивно активним) зростає з віком, вибір рис, які приносять користь старим, неминуче буде слабкішим, ніж вибір ознак, які приносять користь молодим, хоча ця тенденція може бути змінена в організмах, в яких присутність старого може збільшити виживання та репродуктивний успіх молодих, наприклад, через навчання та няню. Звичайно, криві виживання та родючості можуть змінюватися у відповідь на зміну факторів навколишнього середовища, які змінюють виборчий тиск. Насправді тривалість життя сама по собі є вибраною рисою, оскільки саме популяція, а не індивід, еволюціонує ¹⁰⁸.

Ми бачимо докази різних компромісів, пов'язаних з еволюційними процесами навколо нас. Це пояснює обмеження наших почуттів, а також нашу схильність до болю в спині, потреба в заміні стегна, і наша сприйнятливість до захворювань і старіння ¹⁰⁹. Наприклад, дизайн наших очей залишає сліпу пляму в сітківці. Складні очі виникли кілька разів за історію життя, мабуть, самостійно, і не у всіх є така сліпа пляма. Ми адаптувалися до цієї сліпої плями сітківки за допомогою сакадичних рухів очей, оскільки це еволюційно легше вирішити проблему, ніж відновлення ока з нуля (що по суті неможливо). «Розумно розроблене» людське око, мабуть, не матиме такого очевидного дефекту дизайну, але через еволюційний шлях, який призвів до хребетного ока, можливо, було просто неможливо створити резервну копію та виправити цей недолік. Більш того, оскільки хребетне око працює дуже добре, немає винагороди з точки зору репродуктивного успіху, пов'язаного з видаленням сліпої плями. Це загальне правило: сучасні організми працюють, принаймні, в середовищі, яке формувало їх еволюцію. Згодом організми, які розходяться від нинішнього оптимального, хоч і недосконалого, рішення виявляться в вибірковому невигідному становищі. Поточний хребетний очей підтримується стабілізуючим виділенням (як описано раніше). Очі різних хребетних відрізняються своєю гостротою (в основному наскільки тонким малюнком предметів вони можуть вирішити на якій відстані) і чутливості (які рівні і довжини хвиль світла вони можуть сприймати). Кожен вид має очі (і їх зв'язки з мозком), пристосовані для своєї екологічної ніші. Наприклад, орел бачить деталі на відстані чотири-п'ять разів далекі від типових людських; чому, тому що така гострота зору корисна з точки зору способу життя орла, тоді як такі візуальні деталі цілком можуть бути просто відволікаючим фактором для людини ¹¹⁰.

Посилання

¹⁰⁶ Еволюційне майстрування: віртуальна лабораторія.colorado.ed... nTinkering.pdf

¹⁰⁷ Як під'язикова кістка змінила історію: http://www.livescience.com/7468-hyoi...d-history.html

¹⁰⁸ Зоопарк Метусалеха: як природа дає нам підказки для розширення періоду здоров'я людини: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/
pubmed/19962715 і чому чоловіки мають значення: Шаблони спаровування призводять до еволюції тривалості життя людини: www.plosone.org/article/info%... l.pone.0000785

¹⁰⁹ http://www.pbs.org/wgbh/nova/evoluti... -suggests.html

¹¹⁰ http://www.livescience.com/18658-hum...le-vision.html

Дописувачі та атрибуція

Template:ContribKlymkowsky