Håpefullt monster

Vi er alle Homo her
Utvikling
Ikon evolusjon.svg
Relevante hominider
En gradvis vitenskap
Plain Monkey Business

Håpefullt monster også kjent som håpefulle monsterhypotesen er enbiologiskhypotese som antyder at store evolusjonære transformasjoner har skjedd i store sprang mellom arter på grunn av makromutasjoner.

Innhold

Historie

Richard Goldschmidt

Den tyske genetikeren Richard Goldschmidt (1878–1958) var den første forskeren som brukte begrepet ”håpefullt monster”. Goldschmidt mente at små gradvise endringer ikke kunne bygge bro over det hypotetiske skillet mellom mikroevolusjon og makroevolusjon . I boka hansDet materielle grunnlaget for evolusjonen(1940) skrev han 'forandringen fra art til art er ikke en endring som involverer flere og flere ekstra atomistiske endringer, men en fullstendig endring av det primære mønsteret eller reaksjonssystemet til et nytt, som etterpå igjen kan produsere intraspesifikk variasjon ved mikromutasjon. ' Goldschmidt mente de store endringene i utvikling var forårsaket av makromutasjoner (store mutasjoner). Hans ideer om makromutasjoner ble kjent som den håpefulle monsterhypotesen som regnes som en typesaltational evolusjon.

Ifølge Goldschmidt virker biologer tilbøyelige til å tro at fordi de ikke selv har sett en 'stor' mutasjon, kan ikke noe slikt være mulig. Men en slik mutasjon trenger bare å være en begivenhet av den mest ekstraordinære sjeldenheten for å gi verden det viktige materialet for evolusjon '. Goldschmidt mente atny-darwinistiskutsikt over gradvis opphopning av små mutasjoner var viktig, men kunne bare forklare variasjon innen art (mikroevolusjon) og var ikke en kraftig nok kilde til opprinnelsen til evolusjonær nyhet til å forklare nyearter. I stedet trodde han så stortgenetiskForskjeller mellom arter krevde dype 'makromutasjoner', en kilde for store genetiske endringer (makroevolusjon), som en gang i blant kunne oppstå som et 'håpefullt monster'.

Goldschmidt blir vanligvis referert til som enikke-darwinistiskimidlertid motsatte han seg ikke de generelle mikroevolusjonære prinsippene til Darwinianerne. Han bare dreide seg frasyntetisk teorii sin tro på at en ny art utvikler seg plutselig gjennom diskontinuerlig variasjon, eller makromutasjon. Goldschmidt presenterte hypotesen sin nårny-darwinismeble dominerende på 1940- og 1950-tallet, og han protesterte sterkt mot de strenge gradualisme av ny-darwinistiske teoretikere. På grunn av dette ble hans ideer sett på som svært uortodoks av tiden av de fleste forskere og ble sterkt utsatt for latterliggjøring og hån. Imidlertid har det nylig vært interesse for ideene til Goldschmidt innenevolusjonær utviklingsbiologisom noen forskere er overbevist om at han ikke hadde helt feil.

Otto Schindewolf

Otto Schindewolf (1896–1971), en tysk paleontolog, støttet også makromutasjoner som en del av hans evolusjonsteori. Han var kjent for å presentere en alternativ tolkning avfossil rekordbasert på hans ideer omortogenese,saltational evolusjonog utenomjordiske påvirkninger i motsetning til gradualisme . Schindewolfs teori var en form for ortogenese, som uttalte at variasjon har en tendens til å bevege seg i en forhåndsbestemt retning. Teorien hans ble kjent som typostrofisme og uttalte at evolusjon skjer på grunn av en periodisk syklisk modell av evolusjonære prosesser som er forutbestemt til å gå gjennom en livssyklus diktert av faktorer som er interne i organismen.

En del av hans 'typostrophe'-teori foreslo plutselig evolusjonsendring ved makromutasjoner, men han droppet senere dette synet (se nedenfor). Teorien hans omortogenese(lineær evolusjon) og eventuelt forfall, hevdet å være innebygd i et syklisk syn på evolusjonær prosess. I følge (Levy, 2002) foreslo Schindewolf-teorien også den massenutryddelse, spesielt de på slutten avPermfor 225 millioner år siden, var resultatet av kosmisk stråling forårsaket av supernovaeksplosjoner. Schindewolf spekulerte i at en supernova-stjerneeksplosjon kunne avgistrålingsom kan være dødelig for organismer hvis nær nok til jorden. Han foreslo at strålingen fra en supernova kan ha to effekter, den ene slukker mange arter av livet og den andre at strålingen kan forårsake makromutasjoner som kan forårsake nyearterå komme frå. Schindewolf var den eneste forskeren som har spekulert i at den førstefuglkan ha klekket ut fra et reptilegg. Det var bare en spekulasjon, og han forlot synet på makromutasjoner i senere publikasjoner.



Hans bokGrunnleggende spørsmål i paleontologible utgitt på tysk i 1950 og ble oversatt til engelsk i 1994 med et forord skrevet av Stephen Jay Gould.

Stephen Jay Gould

Stephen Jay Gould (1941-2002) hadde forsøkt å oppdatere ideene til Goldschmidt ved å omdefinere begrepet 'håpefullt monster' på en måte som kan holdes i det ny-darwinistiske rammeverket via enUtvidelse. I en artikkel med tittelenReturn of Hopeful Monsters(1977) Gould argumenterte for at den nylige oppdagelsen av regulatoriske gener ga nye bevis som støttet noen av Goldschmidts postulater, og at små endringer i de embryologiske 'kontrainsystemene' kan produsere stor morfologisk transformasjon hos voksne og muligens makroevolusjonelle veier. Goulds omdefinering av det håpefulle monsteret er annerledes enn Goldschmidts, og de bør ikke forveksles med hverandre.

Kritikk

Mangeforskereavviste den håpefulle monsterhypotesen somgenetiskforskning så ut til å vise at store mutasjoner ville være dødelig. Som svar på dette foreslo Goldschmidt at det fra tid til annen kan forekomme store mutasjoner, og selv om de fleste av disse ville ha vært dødelige, ville et veldig lite antall vært forenlig med overlevelse. Den vanligste kritikken imidlertid; kom fra tidligny-darwinistiskteoretikere som stilte spørsmålet 'hvordan finner et håpefullt monster en kompis?'. Disse forskerne var skeptiske til ideen om håpefulle monstre, da uten mer enn ett håpefullt monster ville det ikke være noen mulighet for å avle eller etablere en ny befolkning, og dermed ikke ville være noen sjanse for en nyarterå danne.

Som svar på denne kritikken skrev Patrick Bateson innPlutselige endringer i ontogeni og fylogeni(1984):

Håpefulle monstre ble foraktet med den begrunnelse at selv om en stor endring i fenotypen kunne oppstå som et resultat av en mutasjon, ville det håpefulle monsteret være en nyhet alene uten mulighet til å finne en kompis. Uten en kompis ville det ikke være noen nye arter. Imidlertid, hvis vi antar at det på en eller annen måte var nok håpefulle monstre til å avle vellykket med hverandre, er muligheten for konkurranse mellom de håpefulle monstrene og aksjen fra de sprang. Det er ikke vanskelig å anta at håpefulle monstre raskt kunne erstatte konkurrentene sine ved å være naturlig tilpasset miljøet. Ingen nye fancy prinsipper for evolusjon er involvert her.

Moderne vitenskap

Noen moderne forskere har skrevet at håpefulle monstre verken er umulige eller bør sees på som anti-darwinistiske, fordi selv om det er bevist at de eksisterer ikke ville erstatte beviset for gradvis utvikling med mutasjon men suppler det. De tidlige ny-darwinistiske syntese-teoretikerne hadde avvist håpefulle monstre på grunn av mangel på bevis; men det er nå bevis for at Goldschmidt ikke var helt feil.

Richard Dawkins skrev i boka siClimbing Mount Usannsynlig(nitten nittiseks):

Mitt forslag er at Scyllarus faktisk kan presentere et eksempel i naturen på en homeotisk mutasjon, analog med antennapedia i Drosophila i laboratoriet. I motsetning til antennapedia har denne mutasjonen blitt innlemmet i en faktisk evolusjonær endring i naturen. Min foreløpige antagelse er at en forfedre Scyllarid muterte homeotisk, glir den utviklingsmessige underrutinen som passer til en uropod inn i et segment der en antenne burde være, og at endringen ga noen fordeler. Hvis jeg har rett, ville det utgjøre et sjeldent eksempel på at en makromutasjon favoriseres av naturlig seleksjon: en sjelden rettferdiggjørelse av den såkalte 'håpefulle monster'-teorien som vi møtte i kapittel 3.

Donald R. Prothero i sin bokEvolusjon: Hva fossilene sier og hvorfor det betyr noe(2007) har skrevet:

De siste tjue årene har bekreftet Goldschmidt til en viss grad. Med oppdagelsen av viktigheten av regulatoriske gener, innser vi at han var forut for sin tid med å fokusere på viktigheten av noen få gener som kontrollerer store endringer i organismer, ikke småskalaendringer i hele genomet slik nydarwinere trodde. I tillegg er ikke det håpefulle monsterproblemet så uoverstigelig. Embryologi har vist at hvis du påvirker en hel populasjon av utviklende embryoer med stress (for eksempel et varmesjokk), kan det føre til at mange embryoer går gjennom den samme nye veien for embryonal utvikling, og da blir de alle håpefulle monstre når de når reproduktiv alder.

I 2008evolusjonær biologOlivia Judson i sin artikkelMonsteret er tilbake, og det er håpefulloppført noen eksempler som kan støtte den håpefulle monsterhypotesen og en artikkel publisert i naturjournalen i 2010 med tittelenEvolusjon: Revenge of the Hopeful Monsterrapporterte at studier i stickleback-populasjoner i en British Columbia-innsjø ogbakteriepopulasjoner i et laboratorium i Michigan har vist at store individuelle genetiske endringer kan ha store effekter på organismer uten å dømme det til den evolusjonære søppelhaugen. I følge artikkelen 'Enkeltgenforandringer som gir en stor adaptiv verdi, skjer: de er ikke sjeldne, de er ikke dømt, og når de konkurrerer med mutasjoner med liten effekt, har de en tendens til å vinne. Men mutasjoner med liten effekt har fortsatt betydning - mye. De gir viktig finjustering og noen ganger legger til rette for at eksplosiv evolusjon kan følge. '

Et papir av (Sideet al.2010) har skrevet at den meksikanske axolotl (Ambystoma mexicanum) kunne klassifiseres som et håpefullt monster da det viser en adaptiv og avledet utviklingsmåte som har utviklet seg raskt og uavhengig blant tigersalamandere. I følge papiret har det nylig vært interesse for aspekter av den håpefulle monsterhypotesen de siste årene:

Goldschmidt foreslo det mutasjoner av og til gir individer innen populasjoner som avviker radikalt fra normen og refererte til slike individer som 'håpefulle monstre'. Hvis de nye fenotypene til håpefulle monstre oppstår under de rette miljøforholdene, kan de bli fikset, og befolkningen vil finne en ny art. Mens denne ideen ble diskontert i løpet avModerne syntese, aspekter av den håpefulle monsterhypotesen har blitt underbygget de siste årene. For eksempel er det klart at dramatiske endringer i fenotype kan forekomme fra få mutasjoner av viktige utviklingsgener, og fenotypiske forskjeller mellom arter kartlegges ofte til relativt fågenetiskfaktorer. Disse funnene motiverer fornyet interesse for studiet av håpefulle monstre og perspektivene de kan gi om utviklingen i utviklingen. I motsetning til mutanter som er opprettet i laboratoriet, har håpefulle monstre blitt formet avnaturlig utvalgog er derfor mer sannsynlig å avsløre mekanismer for adaptiv evolusjon.

Evolusjonær utviklingsbiologi

Goldschmidt presenterte to mekanismer for hvordan håpefulle monstre kan fungere. En mekanisme, involvert “systemiske mutasjoner”, avviste den klassiskegenkonsept og blir ikke lenger vurdert av de fleste moderne forskere, men hans andre mekanisme involverte 'utviklingsmakromutasjoner' i 'hastighetsgener' eller 'kontrollerende gener' som endrer tidlig utvikling og dermed forårsaker store effekter i den voksne fenotypen. Denne typen mutasjoner er lik de som vurderes i samtidenevolusjonær utviklingsbiologi.

Guenter Theissen

Guenter Theissen, professor igenetikkhar klassifisert homeotiske mutanter som håpefulle monstre og dokumentert mange eksempler på dyre- og plantestammer som kan ha oppstått som håpefulle monstre i hans vitenskapelige publikasjoner (Theissen, 2005 og Theissenet al.2006).

Creationist quote mining

Kreasjonisterer kjent for notorisk sitatgruvedrift Goldschmidt, feilaktig fremstiller sine synspunkter på formål og for å sette opp en stråmann definisjon av det håpefulle monsteret. Tusenvis av kreasjonistbøker siden 1960-tallet har beskrevet den håpefulle monsterhypotesen som en fugl som klekker fra et dinosauregg eller et reptil som legger et egg med en fugl som spretter ut. Kreasjonisten Duane Gish var kjent for å fremme denne uriktige fremstillingen gjennom bøkene hans, som han beskrev som å tro på et mirakel.

IAbusing Science: The Case Against Creationism(1983) Philip Kitcher har diskutert denne saken, og skrev:

Så vidt jeg vet er det ingen som for tiden forsvarer ideen om at fuglene utviklet seg gjennom fremveksten av en enkelt individuell fugl fra et reptilegg. Hovedforslaget har vært at noen mutasjoner - kanskje mutasjoner i regulatoriske gener - kan gi store effekter ved å endre tidspunktet for utviklingshendelser. Ved å endre utviklingsmønsteret, kunne de produsere organismer med en annen form enn foreldrenes.

Dessverre velger kreasjonister av uredelighet aldri å virkelig studere hva Goldschmidt faktisk sa, og fortsette å snakke løgnen om at han fremmet synspunktet om at fugler spratt ut av reptilegg. I følge Stephen Jay Gould forskeren som spekulerte i at den første fuglen kan ha klekket ut fra et reptils egg, var Otto Schindewolf som koblet kosmisk stråling til mutasjonshastigheter fra supernovaeksplosjoner. Kreasjonister har åpenbart forvirret ideene til Goldschmidt med Schindewolf.

Facebook   twitter