다윈의 진화가 라마르키즘을 설명 할 수 있습니까?
경우에 당신은 고등학교 생물학 클래스에,당신은 아마 잘 알고 Jean-Baptiste 물의 진화이론과 그에 중점을”의 기업을 인수 특성”생각 기린 늘 그들의 목을 더 이상에 도달하는 나뭇잎에 높은 나무입니다. 교과서에서 라마르크의 이론은 종종 자연 선택에 의한 진화론의 찰스 다윈의 경쟁자로 제시된다., 단순한 스토리는 두 가지 이론 그것을 앓은 19 세기에는 다윈 won,leading to Lamarckism 의 죽음의 상승이 무엇 생물학자 전화를 현대적인 합니다.
그러나 최근의 발견은 현저하게 라마르키아 풍미를 나타냈다. 한 가지 예는 crispr-Cas 시스템으로 박테리아가 발생한 바이러스에 대한 정보를 자손에게 전달할 수 있습니다., 거기에도 분명한 예 transgenerational epigenetic,상속에서는 더 높은 동물에 의해 영향을 받 환경적인 요소를 전송한 유전자를 변경하는 그들의 자식 세대에 걸쳐. 이러한 메커니즘은 디자이너로서 우리에게 의미가 있습니다:동물은 유전자에서 환경에 대해 얻은 정보를 전달해야합니다. 이러한 발견은 현대 합성에 대한 업데이트 가능성에 대한 논쟁을 불러 일으켰다. 현대 진화론에서 라마르크 메커니즘에 대한 역할이 있습니까?
특정 메커니즘의 수준에서 그렇습니다., 원인의 더 깊은 수준에서,그러나,대답은 울려 퍼지는”아니오”입니다-자연 선택이 최고로 통치합니다. 어떻게 그럴 수 있니,너는 묻는다? 초등 생물학 과정에서 다윈과 라마르크의 단순한 병치는 거짓 동등성입니다. 는 경우 Lamarckian 패턴의 상속이 존재하고,실제로 도움이 유기체(즉,그들은 진화에 적응),그때는 유일한 방법들이 제기되었습 유지 진화하는 시간에 의해 다윈의 자연 선택입니다. 단순히 그 주위에는 방법이 없습니다., 우리의 퍼즐에 대한 이달을 탐구한 간단한 버전의 transgenerational epigenetic 상속하는 방법을 자연적인 선택의 여러 세대할 수 있는,특정 조건에서,은혜는 개인이 소유하는 등의 메커니즘이 있습니다.
첫째,하자 요점의 차이점물의 다윈의 아이디어를 다시 방문하여 하는 자주 인용되는 예:기린이의 긴 목입니다. 에 따라 Lamarck,기린이의 긴 목기 때문에 그것의 조상을 뻗어 그들의 것을 먹는 단지 항상 손쉽게 접속할 수 있습니다., 이 목의 스트레칭은 현재의 길이에 도달 할 때까지 세대에 걸쳐 그들의 자손에게 전해졌습니다. 다른 한편으로,주류는 다윈은,내린의 조상이 있었 변화에 목 크기로,거기에서 어떤 인구입니다. 목이 더 긴 기린은 음식을 얻는 데 더 성공적이었고 목이 더 긴 자손을 생산했습니다. 따라서 긴 목은 모든 세대에”선택”되어 진화론 적 시간이 지남에 따라 기린의 목을 점차적으로 길게했습니다., 이유는 우리가 더 이상 생각물의 버전은 유전자 재료 전송하는 다음 세대를 통해 생식세포,그리고 대부분의 취득한 변경은 단순히 영향을 주지 않음을 주의 생식세포;그들은,큰 범위,절연 환경에서. 이것이 사실이 아니라면 과학자 인 August Weismann 이 시도한 것처럼 많은 세대 동안 꼬리가 잘린 생쥐는 꼬리없이 태어날 것입니다. (그들은 그렇지 않습니다!)또한 유대인과 무슬림 남성은 포피 스킨없이 태어날 것입니다. (많은 세대의 할례에도 불구하고 모헬은 여전히 생계를 유지할 수 있습니다.,)
하지만 분명하는 방식으로 생식세포에 의해 영향을 받을 수 있습 환경을 때의 변화에 의해 발생 건강 및 해로운. 감염,독소 또는 단지 노년기는 생식 세포에 영향을 미치고 다양한 방법으로 덜 건강한 자손을 생산할 수 있습니다. 우리는 이것을 정말로 특이한 것으로 생각하거나 진화론과 관련이 없다고 생각하지 않습니다. 그러나 변화가 좋은 것으로 판명되면 어떨까요? 1900 년대 초 기근에 노출 된 300 명의 사람들에 대한 스웨덴의 유명한 연구 인 Överkalix 연구는 놀라운 결과를 보여주었습니다., 의 양식을 공급하는 사람의 조부모에 노출되었을 그들의 전 pubertal 년 잴 수 있는 효과에는 사람의 심혈관계 위험의 두 세대 후입니다. 에서 하나의 특정 연결,사람들이 노출되었을 가난한 식품 공급에 중요한 나이 발견되었는데,두 가지 세상을 부여하는 어느 정도의 위험이 낮은 심장 혈관 죽음을 그들의 손자입니다. 분명히 그것은 9 세에서 12 세 사이에 굶어 죽은 부계 할아버지가 있었던 데 도움이됩니다! 동물 실험에서도 비슷한 변화가 발견되었습니다., 예를 들면,생존자의 기근 사이에서 선충류는 벌레들은 더 작고 더 적은 비옥한 정상보다 벌레,하지만 그들이 획득한 인성을 지속되는 적어도 두 개의 세대입니다. 무엇보다 과학자들은 또한 이러한 세대에 걸쳐 전송되지 않을 통해 일어날 변화에서 DNA 코딩하는 유전자 방식으로 유전이 일반적으로 작동하지만,오히려”을 통해 성적인”메커니즘 같은 비활성화의 특정한 유전자의 부착 methyl 그룹(DNA 의 메틸화)나에서의 변화를 통해 구성의 단백질는 패키지의 DNA(히스톤 변경)., 이러한 표준이 아닌”Lamarckian”메커니즘을 확실히 할 수 있는 잠재력을 부여하는 좋으나 적합한 변화에 개인이고,그들을 수니다. 그러나 그들은 어떻게 생겨날 수 있었고 어떻게 유지됩니까? 글쎄,그것은 물론 무작위 변형과 표준 다윈의 자연 선택에 의해해야합니다! 우리의 퍼즐 질문에서 이것을 탐구합시다.
질문 1:
상상이 존재하는 동물은 새로운 세대의 모든 year. 모든 정상적인 개인은 평균 1 입니다.,정상적인 해에 6 명의 살아남은 자손은 동물의 체력으로 정의 될 수 있으며(f 라고 부르 자),그 후에 동물은 죽습니다. 기근 한 해 동안 f 는 1.3 으로 떨어집니다. 이제가 존재한다고 가정하고 무리의 더 작은 개인에 그 f 값을 1.5 에서 정상적인지 1.35 에서 년 기근이:자신의 작은 음식이 필요조건 생존하는 데 도움이됩 기근 더 낫습니다. 작은 개인이 정상적인 사람들보다 더 잘하기 위해서는 기근이 얼마나 오래 지속되어야합니까? 작은 개인이 인구의 90 퍼센트를 차지하기 몇 년 전에 기근이 있습니까?,
질문 2:
가 있다고 가정이 존재하는 처음에 정상적인 돌연변이 개인의 그룹이라고 Epi2s,그의 생식세포에 의해 영향을 받 년 기근의 같은 방법으로는 그들의 자손이 변화하는 작은 유형에 대한 두 세대하기 전에 그들은 다시 되돌릴 정상적인에서 세 번째 세대를 통해,epigenetic mechanisms. 고려 13 년 기간에는 시작과 끝으로 정상적인 년만에는 하 년 기근이 두 개의 년 기근과 삼 년 기근이다., 세 그룹(정상,소형,Epi2s)중 어느 것이 가장 성공적일까요? Epi2s 가 매우 장기적으로 다른 두 그룹을 압도하는 기근 패턴이 있습니까?
질문 3:
추가하자 다른 종류의 동물을 위 Epi1s 는 다음과 같은 Epi2s 스위치 작은 자손 후 기근이지만,이 경우에는 자손에 다시 복귀 후에 정상에 단 하나의 세대입니다., 을 통해 20 년의 기간 동안 함께 올 수 있다는”기근 년 일정”이는 네 종류의 동물(정상적인,작은,Epi1s 및 Epi2s)에 존재하는 가상 균형을 이 기간 동안?
으로 이러한 삽화,그것은 중요하지 않습니하는 자연의 선택 여부적 특성에 의해 통제되는 유전 또는 epigenetic mechanisms. 중요한 것은 유기체의 환경에 의해 선택되는 체력 이점입니다., 는 경우에는 조건을 부여 하는 피트니스 이용에 지정된 그룹,그리고 이를 선택하는 그룹 여러 세대,그때는 그룹 지배구하고,종적 특성이 변경됩니다. 그래서 있는 경우에 상당한 일부의 인구는 전시 유리한 후 성적인 기업 자연 선택입니다 매우 가능성이 그것을 유지한다. 반면에,인구에서 후성 유전 학적 변형이 해로운 경우,자연 선택은 그것을 제거 할 것이다., 그것이 우리에게 얼마나 현명한 것처럼 보이더라도,여기에 세대를 가로 질러 전달되는 하향식,목적이있는 정보는 없습니다. 이러한 고려에 기초하여,할 수 있는 방법을 추측한 정보를 전송에 걸쳐 대대로 구현되는 의 CRISPR-Cas 시스템에서는 박테리아 수 있었다 진화?
깊고 그래서 냉은 맹인,아래 프로세스의 자연에서 선택한 진화 방법이 없다는 것을 포함하는 그것의 힘,그리고 어떤 경쟁자를 만들기 위한 메커니즘을 적응이다., 철학자 다니엘 데넷(Daniel Dennett)이 자연 선택을 포함 할 수없는”보편적 인 산”에 비유 한 것은 당연한 일입니다. 자연 선택과 유사체를 비 생물학 분야 될 수 있는 주요—또는—만드는 프로세스는 복잡한 참신의 모든 단계에서는 우주. 그리고 그것은 우리가 창조 한 복잡한 참신함을 포함합니다.
편집기의 참고:리더 제출하는 가장 흥미로운 창의적이거나 통찰력이 있는 솔루션(으로 판단 칼럼니스트로)코멘트 섹션에서 받을 것이 콴타 잡지는 T-셔츠입니다., 과는 경우에 당신이 제안하고 싶은 좋아하는 퍼즐 미래에 대한 통찰력을 열에 제출,그것은 주석으로 아래 명확하게 표시되”새로운 퍼즐 제안이 있습니다.”(온라인에 나타나지 않으므로 위의 퍼즐에 대한 솔루션을 별도로 제출해야합니다.)