Деволюция (биология) - Devolution (biology)
Деволюция , деэволюция или обратная эволюция - это понятие, согласно которому виды могут со временем вернуться к якобы более примитивным формам. Эта концепция связана с идеей, что эволюция имеет цель (телеология) и является прогрессивной (ортогенез) , например, что ноги могут быть лучше копыт или легких, чем жабры . Однако эволюционная биология не делает таких предположений, а естественный отбор формирует адаптации без какого-либо предвидения. Небольшие изменения (например, в частоте одного гена) могут быть обращены случайностью или отбором, но это ничем не отличается от нормального хода эволюции, и как такая деэволюция несовместима с правильным пониманием эволюция в результате естественного отбора.
В XIX веке, когда вера в ортогенез была широко распространена, зоологи (такие как Рэй Ланкестер и Антон Дорн ) и палеонтологи Алфей Хаятт и Карл Х. Эйгенманн отстаивали идею деволюции. Эта концепция появляется в романе Курта Воннегута 1985 года « Галапагосские острова» , в котором изображается общество, которое развивалось в обратном направлении и имело маленький мозг.
Закон необратимости Долло , впервые сформулированный в 1893 году палеонтологом Луи Долло , отрицает возможность деволюции. Биолог-эволюционист Ричард Докинз объясняет закон Долло просто утверждением о невероятности того, что эволюция дважды пойдет по одному и тому же пути.
Термин «деволюция» и связанные с ним концепции никогда не были заметными в биологии и сейчас представляют собой максимум исторического интереса, за исключением тех случаев, когда они были приняты креационистами .
Контекст
Идея деволюции основана на презумпции ортогенеза , представлении о том, что эволюция имеет целенаправленное направление в сторону увеличения сложности . Современная эволюционная теория, начиная по крайней мере с Дарвина, не предлагает такой презумпции, а концепция эволюционных изменений не зависит ни от увеличения сложности организмов, имеющих общий генофонд, ни от какого-либо уменьшения, такого как рудиментарность или потеря генов. Ранние представления о том, что виды подвержены «культурному упадку», «стремлению к совершенству» или «деволюции», практически бессмысленны с точки зрения современной (нео-) дарвиновской теории. Ранние научные теории трансмутации видов, такие как ламаркизм, воспринимали разнообразие видов как результат целенаправленного внутреннего стремления или тенденции к формированию улучшенной адаптации к окружающей среде. Напротив, дарвиновская эволюция и ее развитие в свете последующих достижений в биологических исследованиях показали, что адаптация посредством естественного отбора происходит тогда, когда определенные наследственные атрибуты в популяции дают больше шансов на успешное воспроизводство в господствующей среде, чем конкурирующие атрибуты. делать. По тому же процессу менее выгодные атрибуты становятся менее «успешными»; они уменьшаются по частоте или полностью теряются. Со времен Дарвина было показано, как эти изменения в частотах атрибутов происходят в соответствии с механизмами генетики и законами наследования, первоначально исследованными Грегором Менделем . В сочетании с первоначальными открытиями Дарвина генетические достижения привели к тому, что по-разному называли современным эволюционным синтезом или неодарвинизмом 20-го века. В этих терминах эволюционная адаптация наиболее очевидно может происходить через естественный отбор определенных аллелей . Такие аллели могут быть давно установившимися, или они могут быть новыми мутациями . Отбор также может возникать в результате более сложных эпигенетических или других хромосомных изменений, но фундаментальное требование состоит в том, что любой адаптивный эффект должен быть наследственным .
С другой стороны, концепция деволюции требует, чтобы существовала предпочтительная иерархия структуры и функций, и что эволюция должна означать «прогресс» к «более продвинутым» организмам. Например, можно сказать, что «ноги лучше, чем копыта » или « легкие лучше, чем жабры », поэтому их развитие является «эволюционным», тогда как переход на низшую или «менее продвинутую» структуру будет называться «деволюцией». В действительности биолог-эволюционист определяет все наследуемые изменения относительной частоты генов или эпигенетических состояний в генофонде как эволюцию. Все изменения генофонда, которые приводят к повышению приспособленности с точки зрения соответствующих аспектов воспроизводства, рассматриваются как (нео-) дарвиновская адаптация, потому что для организмов, обладающих измененными структурами, каждое из них является полезной адаптацией к своим обстоятельствам. Например, копыта дают преимущества при быстром беге по равнине, что приносит пользу лошадям, а ступни дают преимущества при лазании по деревьям, как это делали некоторые предки людей.
Концепция деволюции как регресса от прогресса связана с древними идеями о том, что либо жизнь возникла в результате особого творения, либо что люди являются конечным продуктом или целью эволюции. Последнее убеждение связано с антропоцентризмом , идеей о том, что человеческое существование является точкой всего универсального существования. Такое мышление может привести к идее, что виды эволюционируют, потому что им «нужно» адаптироваться к изменениям окружающей среды. Биологи называют это заблуждение телеологией , идеей внутренней окончательности, согласно которой вещи «должны» существовать и вести себя определенным образом и, естественно, имеют тенденцию действовать таким образом, преследуя свое собственное благо. Напротив, с биологической точки зрения, если виды развиваются, это не реакция на необходимость, а скорее то, что популяция содержит вариации с признаками, благоприятствующими их естественному отбору . Эта точка зрения подтверждается летописью окаменелостей, которая демонстрирует, что примерно девяносто девять процентов всех когда-либо существовавших видов в настоящее время вымерли.
Люди, думающие в терминах деволюции, обычно предполагают, что прогресс проявляется в увеличении сложности, но биологи, изучающие эволюцию сложности, находят доказательства множества примеров уменьшения сложности в истории эволюции. Сложность нижней челюсти у рыб, рептилий и млекопитающих уменьшилась, если судить по количеству костей. У предков современных лошадей было по несколько пальцев на каждой ноге; у современных лошадей один палец на копыте. Современные люди могут эволюционировать к тому, чтобы никогда не иметь зубов мудрости , и уже потеряли большую часть хвоста, обнаруженного у многих других млекопитающих, не говоря уже о других рудиментарных структурах, таких как червеобразный отросток или мигательная перепонка . В некоторых случаях уровень организации живых существ может также «сместиться» вниз (например, потеря многоклеточности у некоторых групп простейших и грибов).
Более рациональная версия концепции деволюции, версия, которая не включает концепции «примитивных» или «продвинутых» организмов, основана на наблюдении, что если определенные генетические изменения в определенной комбинации (иногда также в определенной последовательности) точно перевернуты, следует получить точный разворот эволюционного процесса, приводящий к атавизму или «возврату», будь то более или менее сложный, чем у предков, у которых этот процесс начался. На тривиальном уровне, когда задействована только одна или несколько мутаций, давление отбора в одном направлении может иметь один эффект, который можно обратить вспять с помощью новых моделей отбора при изменении условий. Это можно рассматривать как обратную эволюцию, хотя эта концепция не представляет особого интереса, поскольку не отличается ни функционально, ни эффективно от любой другой адаптации к давлению отбора. Однако по мере увеличения числа генетических изменений возникает комбинаторный эффект, заключающийся в том, что исчезающе маловероятно, что полный ход адаптации может быть полностью изменен. Кроме того, если одна из первоначальных адаптаций включала полную потерю гена, можно пренебречь любой вероятностью обращения. Соответственно, можно было ожидать обратного изменения цвета пяденицы, но не отмены потери конечностей у змей.
История
.jpg)
Концепция дегенеративной эволюции использовалась учеными еще в 19 веке, тогда как большинство биологов считали, что эволюция имеет какое-то направление.
В 1857 году врач Бенедикт Морель , находящийся под влиянием ламаркизма , утверждал, что факторы окружающей среды, такие как употребление наркотиков или алкоголя, вызовут социальное вырождение потомков этих людей и вернут их потомство в примитивное состояние. Морел, набожный католик , считал, что человечество началось с совершенства, противопоставляя современное человечество прошлому. Морел утверждал, что имело место «болезненное отклонение от первоначального типа». Его теорию деволюции позже отстаивали некоторые биологи.
По словам Роджера Лакхерста:
Дарвин успокаивал читателей, что эволюция прогрессивна и направлена на улучшение человеческого потенциала. Следующее поколение биологов было менее уверенным или утешительным. Используя теорию Дарвина, и многие конкурирующие биологические счета развития , то в обращении, ученые подозревали , что это было так же , как можно делегируют , чтобы соскользнуть вниз по эволюционной шкале на предыдущих стадиях развития.
Одним из первых биологов, предложивших деволюцию, был Рэй Ланкестер , он исследовал возможность того, что эволюция путем естественного отбора в некоторых случаях может привести к деволюции, примером, который он изучал, был регресс в жизненном цикле морских брызг . Ланкестер обсуждал идею деволюции в своей книге « Вырождение: глава дарвинизма» (1880). Он был критиком прогрессивной эволюции, указывая на то, что в прошлом существовали высшие формы, которые с тех пор выродились в более простые формы. Ланкестер утверждал, что «если можно было развиваться, то можно было и эволюционировать, и что сложные организмы могли переходить в более простые формы или животных».
Антон Дорн также разработал теорию дегенеративной эволюции на основе своих исследований позвоночных . По словам Дорна, многие хордовые дегенерируют из-за условий окружающей среды. Дорн утверждал, что циклостомы, такие как миноги, являются выродившимися рыбами, поскольку нет никаких доказательств того, что их бесчелюстное состояние является наследственным признаком, но является продуктом адаптации к окружающей среде из-за паразитизма . По словам Дорна, если циклостомы будут развиваться дальше, они будут напоминать что-то вроде амфиоксуса .
Историк биологии Питер Дж. Боулер написал, что к деволюции серьезно относились сторонники ортогенеза и другие в конце 19 века, которые в то время твердо верили, что в эволюции есть направление. Ортогенез - это вера в то, что эволюция движется по внутренним направлениям и уровням. Палеонтолог Alpheus Hyatt обсудили децентрализацию в своей работе, используя понятие расового маразма как механизм передачи полномочий. Боулер определяет расовую старость как «эволюционное возвращение к состоянию, напоминающему то, с которого оно началось».
Hyatt изучавшей окаменелостей из беспозвоночных считала , что вплоть до точки аммоноидей не разработанного регулярных этапы вплоть до уровня конкретного , но позже из - за неблагоприятные условия спуститься обратно на предыдущий уровень, это в соответствии с Hyatt была форма ламаркизма как вырождение было прямая реакция на внешние факторы. Для Хаятт после уровня вырождения виды вымерли бы, согласно Хаятту, это была «фаза молодости, фаза зрелости, фаза дряхлости или вырождения, предвещающая исчезновение типа». Для Hyatt передача полномочий была предопределена внутренними факторами, которые организмы не могут ни контролировать, ни обратить вспять. Идея о том, что все эволюционные ветви, в конечном итоге, исчерпают энергию и выродятся к вымиранию, была пессимистическим взглядом на эволюцию и была непопулярна среди многих ученых того времени.
Карл Х. Эйгенманн , ихтиолог, написал « Пещерные позвоночные в Америке: исследование дегенеративной эволюции» (1909 г.), в котором он пришел к выводу, что эволюция пещер была по существу дегенеративной. Энтомолог William Morton Wheeler и Ламарка Эрнест Макбрайд (1866-1940) также выступает за дегенеративную эволюцию. Согласно Макбрайду, беспозвоночные на самом деле были вырожденными позвоночными , его аргумент был основан на идее, что «ползание по морскому дну по своей природе менее стимулирует, чем плавание в открытых водах».
Закон Долло
Было замечено, что сложные части тела эволюционируют по наследству на протяжении многих поколений; однажды потерянные, они вряд ли будут развиваться заново. Это наблюдение иногда обобщается до гипотезы, известной как закон Долло , согласно которой эволюция необратима. Это не означает, что подобные инженерные решения не могут быть найдены путем естественного отбора: хвосты китообразных - китов, дельфинов и морских свиней, которые произошли от ранее обитавших на суше млекопитающих, - представляют собой приспособление позвоночного столба для движения в воде. В отличие от хвостов морского предка млекопитающих, Sarcopterygii , и костистых , которые перемещаются из стороны в сторону, хвост китообразного движется вверх и вниз, сгибая позвоночник млекопитающего: функция хвоста в обеспечении движения очень похожа.
Теория вырождения
Иоганн Фридрих Блюменбах и другие моногенисты, такие как Жорж-Луи Леклерк, граф де Бюффон, верили в «теорию вырождения» расового происхождения, утверждающую, что расы могут вырождаться в «примитивные» формы. Блюменбах утверждал, что Адам и Ева были белыми и что другие расы возникли в результате дегенерации из-за факторов окружающей среды, таких как солнце и плохое питание. Бюффон считал, что вырождение можно обратить вспять, если будет взят надлежащий экологический контроль, и что все современные формы человека могут вернуться к исходной кавказской расе .
Блюменбах утверждал, что негроидная пигментация возникла из-за жары тропического солнца. Холодный ветер привел к желтовато-коричневому цвету эскимосов, а китайцы были светлокожими по сравнению с другими азиатскими популяциями, потому что они держались в основном в городах, защищенных от факторов окружающей среды.
Согласно Блюменбаху, существует пять рас, принадлежащих к одному виду: кавказская , монгольская , эфиопская , американская и малайская . Однако Блюменбах заявил:
Я поставил первое место кавказцу, потому что на этой стае изображена самая красивая человеческая раса.
Согласно Блюменбаху, другие расы выродились из идеальной кавказской расы. Блюменбах отрицал, что его «теория вырождения» была расистской, он также написал три эссе, в которых утверждал, что небелые народы способны преуспевать в искусствах и науках, в ответ на расистов его времени, которые считали, что они этого не могут.
Креационистское использование
Согласно христианским креационистам , деволюция - это:
Теория происхождения, основанная на Священных Писаниях, начинается с предельной сложности всего живого на момент создания. За этим последовало вырождение и разрушение всего живого на генетическом уровне, начавшееся с Проклятия (Бытие 3) и продолжающееся по сей день с нарастающей силой.
Этот термин использовался в пьесе « Унаследовать ветер» ( притча , описывающая процесс «Обезьяны» Скоупса 1925 года ), когда персонаж Мэтью Брэди (представитель Уильяма Дженнингса Брайана ) утверждал, что «Дамы и господа, передача полномочий - это не теория, а холодный факт ... обезьяна произошла от человека ", высмеивая эволюционную теорию, предлагая альтернативу, которую он считает столь же правдоподобной. Во время самого исследования Scopes в сообщении The New York Times говорилось: «После того, как Дейтон собрался посмотреть на обезьян, он решил, что не человек произошел от антропоида, а антропоид произошел от человека; и теперь он указывает на два шимпанзе и «недостающее звено» в доказательство утверждения ». Предположение об обезьяне, вырождающейся из «человека», уже было выдвинуто ранним креационистом- молодоземельцем Джорджем Макриди Прайсом в работе, опубликованной перед судом:
Соответственно, с помощью каждого справедливого правила сравнения и аналогии мы вполне можем заявить, что если между человеком и человекообразными обезьянами существует какое-либо кровное родство, то именно последние выродились из первых, а не первые развились из вторых. Я не говорю, что это истинное решение этой загадки; но я говорю, что существует гораздо больше научных доказательств в пользу этой гипотезы, чем когда-либо существовало в пользу давно популярной теории, согласно которой человек является развитым животным.
Одним из первых креационистов, обсуждавших деволюцию, был орнитолог Дуглас Дьюар , писавший о предмете летописи окаменелостей для каменноугольного периода, писал Дьюар:
Некоторые из каменноугольных насекомых были крупнее любых ныне существующих; одна из стрекоз имела размах крыльев 28 дюймов. Это говорит о деволюции, а не об эволюции!
Креационисты молодой Земли Кен Хэм утверждает Адам и Ева были сделаны в состояние совершенства, с идеальной ДНК , без каких - либо ошибок или мутаций , и что из - за человек грешить против Бога в Книге Бытия в Библии , что Бог проклял землю и животное и приговоренный человек умереть. Хэм утверждает, что именно отсюда происходят мутации, и с тех пор передается невероятное количество генетической информации , созданной Богом вначале; По словам Хэма, организмы в природе теряют генетическую информацию.
Креационисты, такие как Хэм, утверждают, что мутации приводят к потере генетической информации, и это свидетельствует о деволюции. Кен Хэм, например, заявил:
Наблюдения подтверждают, что мутации в подавляющем большинстве случаев вызывают потерю информации, а не чистую прибыль, как того требует эволюция.
Креационист «Молодой Земли» Джозеф Мастропаоло утверждает, что « изменение со временем, « первое определение »эволюции, на самом деле описывает переход к вымиранию, полную противоположность эволюции ... фактические эпидемиологические данные о генетических заболеваниях человека и фатальных врожденных дефектах идентифицируют« естественные » отбор, «предполагаемый« первичный механизм »эволюции, как на самом деле механизм перехода к вымиранию, полная противоположность эволюции». и в другом месте: «Эволюция - это развитие организма от его химического или примитивного состояния к его нынешнему состоянию. Деволюция - это последовательность к большей простоте, исчезновению или вырождению».
Джон С. Сэнфорд , генетик растений и креационист, выступал за деволюцию; он написал книгу под названием « Генетическая энтропия и тайна генома» (2005), в которой утверждает, что геном ухудшается и, следовательно, не мог развиваться так, как указано в современном эволюционном синтезе . Сэнфорд опубликовал две рецензируемые статьи, в которых подробно описываются компьютерные симуляции, моделирующие генетическую энтропию.
Автор-креационист Ли Спетнер является критиком роли мутаций в современном эволюционном синтезе. В своей книге « Не случайно: разрушая современную теорию эволюции» он утверждал, что мутации вызывают деволюцию.
Питер Стоунер , старый земной креационист, утверждал, что Вселенная была безмерно древней, в астрономии он писал, что «каждая звезда теряет энергию и массу», он утверждал, что второй закон термодинамики доказывает «космическую деволюцию».
Брайан Регал связывает деволюцию с работой дантиста и креациониста Джека Куоззо. Куоззо в своей книге « Похоронен заживо» (1998) утверждает, что зубной ряд неандертальцев доказывает, что неандертальцы жили намного дольше, чем современные люди, и что современные люди эволюционировали, согласно Куоззо, «кажется, будто человеческие челюсти со временем становятся меньше».
Концепция деволюции также встречается в учении индуистского креационизма . Майкл Кремо, член ИСККОН , написал книгу под названием « Человеческая эволюция: ведическая альтернатива теории Дарвина» , опубликованная издательством Бхактиведанта ИСККОН. Кремо предлагает заменить дарвиновскую эволюцию «деволюцией» от первоначального единства с Брахманом .
Примеры деволюции, приводимые креационистами, включают рудиментарные органы , колючку , Amblyopsidae и Greta oto . Эволюционные биологи отмечают, что подобные примеры не являются доказательством деволюции, и креационисты неправильно поняли механизмы эволюции .
Оптимизация эволюции
«Деволюция», глагол «переходить» и причастие прошедшего времени «передаваться» - все это общие термины в научной фантастике для обозначения изменений в популяциях живых существ с течением времени, которые делают их менее сложными и устраняют некоторые из их прежних адаптаций. Используемая здесь терминология не носит технического характера, но это реальный, но противоречащий интуиции феномен, точнее известный как оптимизация эволюции. Поскольку развитие и поддержание такого признака, как орган или метаболит, имеет альтернативные издержки , изменения в окружающей среде, которые снижают полезность адаптации, могут означать, что более высокая эволюционная приспособленность достигается за счет прекращения использования адаптации, а значит, более эффективного использования. Ресурсы. Для этого требуется мутация, которая инактивирует один или несколько генов, возможно, путем изменения метилирования ДНК или кодона метионина . Оптимизация эволюции позволяет ей удалять элементы, которые больше не используются / не используются, например строительные леса на завершенном мосту.
Однако на практике «передача полномочий» обычно относится к изменениям, которые происходят из-за проблемы, которая больше не существует, а не к существующим более совершенным решениям. Например, из нескольких сотен известных видов животных, которые всю жизнь живут в полной темноте, у большинства скорее нефункциональные глаза, чем их нет. Это связано, например, с повреждением зрительного нерва . Это происходит потому, что мутации, предотвращающие образование глаз, имеют низкую вероятность. Однако несколько видов безглазых животных, таких как пещерный паук-волк Кауаи , которые живут в полной темноте и чьи предки в основном имели глаза, действительно существуют. Наряду с дупликацией генов оптимизация эволюции делает эволюцию удивительно способной производить радикальные изменения, несмотря на то, что она ограничена последовательными небольшими модификациями.
В литературе и популярной культуре
Спекулятивная эволюция упомянула несколько примечательных концепций деволюции, включая трансчеловеческие и постчеловеческие виды.
Роман Джонатана Свифта « Путешествие Гулливера» 1726 года содержит историю об Яху , разновидности человекоподобного существа, регрессировавшего в дикое, подобное животному состояние общества, в котором гуингнмы - потомки лошадей - являются доминирующим видом.
Роман Пьера Буля 1963 года « Планета обезьян» изображает людей как примитивных животных, подобных существам, которых обезьяны принимают на себя как доминирующий вид и формируют свои собственные сообщества; орангутаны - политики, гориллы - службы безопасности и полиция, а шимпанзе - ученые.
Американская группа Devo названа в честь концепции деволюции.
Действие романа Курта Воннегута 1985 года « Галапагосские острова» происходит через миллион лет в будущем, когда люди «эволюционировали» и стали иметь гораздо меньший мозг.
В рассказе Лавкрафта 1924 года «Крысы в стенах» также изображены деформированные люди.
Роберт Э. Ховард в эссе о вселенной «Хайборийская эра» , в котором он рассказывал о Конане-варваре , заявил, что атланты в конечном итоге превратились в «обезьяноподобных людей» и когда-то также были пиктами (в отличие от настоящих людей) ; его модели очень похожи на индейцев Алгонкина ).
В эпизоде « Генезис Звездного пути» деволюция вызвана вирусом.
DC Comics Аквамэно имеет один из семи гонок атлантов называются траншея , похожая на гриндиий из британского фольклора , Ктулх « Deep Ones , Универсальные Монстры » Gill человек , и Fallout Болотника «s. Они регрессировали, чтобы выжить в самых глубоких и темных местах на дне океанических желобов, в которых они прячутся - в честь которых они были названы - и проявляют светобоязнь при контакте со светом.
В экранизации Super Mario Bros. король Купа использует деволюцию как средство наказания, превращая гуманоидных существ своего мира обратно в их примитивные состояния (Goombas). В другой части фильма он использует «пистолет Дево», чтобы превратить человека в обезьяну.
В наборы LEGO 2009 Bionicle входят Glatorian и Agori. Одно из шести племен включает Племя Песка, в котором Глаториан и Агори этого племени были преобразованы в скорпионоподобных зверей - Вороксов и Зесков - их создателями, Великими Существами; которые также относятся к тому же виду, что и Глаториан и Агори.
Оккультизм
Елена Блаватская , основательница теософии , считала, что (вопреки стандартной теории эволюции) обезьяны произошли от людей, а не наоборот, из-за того, что затронутые люди «поставили себя на уровень животных». Юлиус Эвола , позже ультраправый итальянский оккультист, согласился (как «инволюция»).
Смотрите также
- Делеционное смещение , исследования бактерий, наблюдающие, что скорость генетических делеций превышает инсерцию, так что геномы имеют тенденцию уменьшаться в размерах.
- Дисгеники
- Эволюция сложности
- Великая цепочка бытия
- Взгляды Международного общества сознания Кришны на эволюцию
- Социальный коллапс
- Семья Улас
- Еридат ха-дорот