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Endless Forms Most Beautiful (책)

Endless Forms Most Beautiful (book)
가장 아름다운 끝없는 형태
Endless Forms Most Beautiful 2005 book cover.png
작가션 B. 캐롤
나라미국
제목진화발달생물학(evo-devo)
장르.통속 과학
출판사W. W. 노턴
발행일자
2005
페이지331

Endless Forms Most Beautiful: 에보 데보의 새로운 과학과 동물의 왕국 만들기(Making the Animal Kingdom of the Evo Devo and Making the Animal Kingdoming of the Animal Kingdom. 캐롤.진화적 발달생물학의 신흥 분야와 툴킷 유전자의 역할에 대한 요약을 제시한다.그것은 과학 커뮤니케이션으로 수많은 상을 받았다.

이 책의 다소 논란의[1] 여지가 있는 주장은 동물의 진화(다른 유기체에서 유사한 과정이 일어나기는 하지만 의심의 여지없이)가 구조 단백질(효소 등)을 코딩하지 않는 규제 유전자가 배아 발달을 제어하는 방식을 수정함으로써 주로 진행된다는 것이다.결국, 이러한 규제 유전자들은 캐롤이 툴킷이라는 별명을 붙인 매우 오래된 보존성이 높은 유전자의 집합에 기초하고 있는 것으로 밝혀졌다.거의 동일한 순서가 동물 왕국 전반에 걸쳐 발견될 수 있는데, 이는 Hox와 같은 툴킷 유전자가 오늘날 존재하는 대부분의 동물 신체 계획을 만든 캄브리아 방사선을 만들기 전에 진화했을 것이라는 것을 의미한다.이러한 유전자들은 때때로 복제에 의해 사용되거나 재사용되지만 새로운 기능에 변경되지 않고 적용됨으로써 훨씬 더 자주 사용된다.따라서 배아의 다른 부위에서 발달 시 다른 시간에 동일한 신호가 주어질 수 있어 성인 신체에 다른 영향을 끼칠 수 있다.캐롤의 관점에 따르면, 이것은 얼마나 많은 신체 형태가 구조적인 유전자로 만들어지는지를 설명해준다.

이 책은 평론가들로부터 찬사를 받았고, 리처드 도킨스의 <블라인드 워치메이커> 이후 가장 인기 있는 과학 책으로 불렸다.[2]

작가

2008년 션 B. 캐롤

션 B. 캐롤은 위스콘신 매디슨 대학의 분자생물학 및 유전학 교수다.[3]그는 과일파리 드로소필라를 모형 유기체로 삼아 배아 개발에서 유전자 발현을 조절하는 데 도움을 주는 시스 규제 요소(비코딩 DNA의 일부)의 진화를 연구한다.[4][5]그는 그의 업적으로 쇼 과학자상과[6] 스티븐 제이 굴드상을[7] 수상했다.

책

컨텍스트

추가 정보:진화발달생물학

이 책의 제목은 찰스 다윈의 1859년 '종의 기원' 마지막 문장에서 인용한 것으로, 그는 공통의 조상으로부터 모든 살아있는 유기체의 진화를 묘사했다: "끝없는 형태들이 가장 아름답고 가장 멋진 형태로 진화되어 왔고, 진화되고 있다."[8]그러나 다윈은 어떻게 그러한 신체 형태가 실제로 생겨났는지 설명할 수 없었다.20세기 초의 진화 및 유전학의 현대적 합성 역시, 인구 유전학이 어떻게 형태가 진화했는지에 대한 적절한 설명으로 나타났기 때문에, 유기체의 형태를 설명하기 위한 배아 발달을 대체로 무시했다.그 과제는 마침내 20세기 말에 재조합 DNA 기술의 도래와 함께 수행되었는데, 이때 생물학자들은 개발이 실제로 어떻게 제어되는지를 탐구할 수 있었다.[9]

내용물

삼엽충의 몸체는 많은 유사한 모듈(추가 쌍이 있는 신체 부위)로 만들어진다.이것들은 동일한 툴킷 유전자의 반복적인 사용으로 만들어질 수 있다.
제1부 동물 만들기
1. 동물 건축:현대적 형태, 고대 디자인
캐롤은 많은 동물들이 반복된 부분을 가진 모듈식 디자인을 가지고 있다고 주장한다. 마치 반복된 부분을 가진 삼엽충이나 인간의 손의 반복된 손가락처럼 말이다.
2. 괴물, 돌연변이, 마스터 유전자
발생학자는 신체가 어떻게 발달하는지, 그리고 한 신체 부위가 다른 신체 부위로 바뀔 때의 가정적인 변형과 같이 일이 잘못되었을 때의 이상을 연구한다(예를 들면, 과일파리 안테나는 안테나 돌연변이와 함께 다리가 된다).
3. 대장균에서 코끼리까지
이 장은 환경과 유전자가 유전자 발현을 조절한다는 것을 보여주는 유전자 코드와 열상 피연산자에 대한 이야기를 다룬다.그는 evo-devo 유전자 툴킷을 소개한다.
4. 아기 만들기: 25,000개의 유전자, 일부 조립 필요
캐롤은 초파리의 배아 발달이 어떻게 제어되는지를 보고, 그 자신의 발견을 묘사한다(1994년).
5. 게놈의 암흑 물질:공구 키트 작동 지침
이 장에서는 발달하는 배아에서 정확히 안무된 시간 순서와 3차원 패턴으로 유전자가 켜졌다 꺼지는 방법과 진화에 의해 논리가 어떻게 변형되어 서로 다른 동물 몸을 만들 수 있는지를 설명한다.
가재는 삼엽충과 같은 조상들의 단순한 부속물에서 나온 evo-devo 유전자 툴킷에 의해 변형되어 매우 전문화되어 있다.
이 초파리 배아는 그 발달을 조절하는 유전자(이름)의 일부의 발현을 보여주기 위해 착색된다.
제2부 화석, 유전자, 동물 다양성 만들기
6. 동물 진화의 빅뱅
캄브리아 방사선은 평충과 연체동물에서부터 절지동물과 척추동물에 이르기까지 다양한 동물 신체계획에서 폭발을 보았다.캐롤은 Hox 유전자 발현 패턴을 바꾸는 것이 어떻게 다른 종류의 절지동물과 다른 종류의 척추동물의 몸을 형성했는지 설명한다.
7. 작은 앞머리: 날개와 다른 혁명적인 발명품
이 장은 스위스 군용 칼보다 더 많은 기즈모를 가지고 모든 유사성으로부터 "모든 다른 도구들이 보잘것없는 가재를 운반한다"는 절지동물의 팔다리를 특수화하면서 진화가 한 혈통 내에서 어떻게 작용하는지 설명한다.
8. 나비가 어떻게 얼룩을 갖게 되었음
루드야드 키플링의 Just So Storys라는 제목을 반추하면서 캐롤은 나비 날개 패턴이 어떻게 진화했는지를 보여주는데, 여기에는 그 당시 팔다리의 발달에서 알려진 원위성이 없는 유전자의 역할이 발견되었다.분명히, 유전적 스위치는 다른 목적으로 재사용될 수 있다.
9. 검은색으로 칠하라
캐롤은 얼룩말 줄무늬, 페퍼로 덮인 나방의 산업적 흑색증, 그리고 큰 고양이의 반점, 동물들의 패턴 조절의 모든 예를 분자 수준으로 낮춰 본다.
10. 아름다운 마음:호모 사피엔스의 제작.
이 장에서는 인간이 다른 유인원과 어떻게 다른지, 그리고 왜 그 차이점에 대한 구조적인 유전자가 많지 않은지에 대해 논한다.대부분의 변화는 단백질이 아닌 유전자 조절에 있다.
11. 끝없는 형태 가장 아름다운 것
캐롤은 다윈이 책의 마지막 단락을 어떻게 진화시켰는지를 시작으로 다윈의 '종의 기원'을 재방문하면서 결론을 내린다.그는 evo-devo가 진화, 유전학, 발생학의 합성의 초석임을 보여주며 20세기 생물학의 '현대 합성'을 대체한다.

삽화

책에는 툴킷 유전자의 효과를 보여주기 위해 염색한 초파리 배아를 개발하는 등 사진과 제이미 W. 캐롤, 조쉬 P. 클라이스, 리앤 M의 선 도안이 삽화로 그려져 있다.늙은이들.

수상

리셉션

"키플링은 리벳이 될 것이다": 이 책은 루드야드 키플링이 1902년 "코끼리가 어떻게 트렁크를 얻었는가"와 같은 그의 저스트 소 이야기에서 쓴 특징들을 동물들이 실제로 어떻게 얻었는지 설명한다.[11]

진화 생물학자 루이스 월퍼트는 "끝없는 형태들"을 "가장 아름다운 책"이라고 불렀다.그는 이 책의 메시지를 "다윈의 이론이 명백하게 밝혔듯이, 이러한 다종다양한 형태는 그들의 환경에 더 잘 적응한 자식의 작은 변화와 자연선택의 결과로 발전했다"는 말로 요약했다.그러한 변화는 발달한 배아에서 세포가 어떻게 행동하는지 조절하는 유전자의 변화에 의해 야기된다.따라서 배아의 발달과 근본적인 관계를 이해하지 않고는 진화를 이해할 수 없다."월퍼트는 캐롤이 evo-devo를 설명하기 위해 의도한 것이며, "그가 시작했던 일을 훌륭하게 해냈다"[12]고 언급했다.

네이처지에 저술한 진화생물학자 제리 코인은 이 책을 관심있는 평판독자를 위한 책이라고 설명하면서 "최근 발달유전학의 진보에 대한 파에안, 그리고 그들이 우리에게 진화 과정에 대해 말해줄지도 모르는 것"[1]이라고 말했다.그에게 있어 중심축은 "곤충, 곤충, 개구리, 인간 등 모든 쌍방 동물의 신체 계획을 통제하는 유전자가 대체로 동일하다는 뜻밖의 발견이었다.이것들은 '홈박스' 유전자들이다."[1]그는 캐롤을 그 분야의 리더로, 그리고 "악의 소통자"라고 불렀지만, 캐롤이 "그 비전의 많은 부분이 여전히 논란이 되고 있다는 것을 인정하지 않고" 그 분야에 대한 그의 개인적인 비전을 제시했을 때 "불편한 느낌"[1]을 인정한다.[1]코인은 '규제유전자'[1]가 진화의 중심지라는 생각은 1970년경 로이 브리튼과 동료들에게 거슬러 올라가지만 여전히 관찰이나 실험에 의해 약하게 지지를 받고 있었다고 지적했다.그는 침팬지와 인간이 DNA 수준에서 거의 99% 동일하다고 인정했지만 "인간과 침팬지는 단백질의 최소 55%에서 아미노산 배열이 다르며 이는 인간과 쥐의 95%에 이르는 수치"라고 지적했다.따라서 우리는 수염과 꼬리가 부족한 중요한 이유로 단백질 순서 진화를 배제할 수 없다."[1]그는 또 인간의 단백질 코딩 유전자의 절반 가까이가 초파리에 동질감을 갖고 있지 않기 때문에 캐럴의 논문과 정반대의 주장을 펴면서 "형질의 진화는 새로운 유전자를 만들기 위해 오래된 유전자를 가르치는 아주 큰 문제"[1]라고 주장할 수 있다고 지적했다.

바이오사이언스 리뷰는 이 책이 새로운 저스트 소스토리(Just So Stories)의 역할을 하고 있다는 점에 주목하면서 루드야드 키플링의 자녀 이야기에서 관심을 끌었던 '스팟, 줄무늬, 요철'을 설명했다.이 리뷰는 캐롤이 인류 진화에 대처하고 찰스 다윈이 [진화적] 생명의 웅장함이라고 부르는 것의 핵심 개념을 다룬 것에 대해 찬사를 보내 "키플링이 리벳이 될 것"[11]이라고 시사했다.

《가디언》지에 저술한 과학 작가 피터 포브스는 이 책을 '필수 책'이자 그 저자는 '우수한 과학자'이자 '우리의 위대한 과학 작가'라고 칭했다.[13]PC Pro 잡지에 기고한 저널리스트 딕 파운틴은 Endless Forms Most Beautiful은 리처드 도킨스의 블라인드 워치메이커 이후 가장 중요한 인기 과학 서적이었고, 실제로 후속편이라고 주장했다."[2]

고생물학자인 더글러스 H. 어윈은 인공생명을 위한 책을 검토하면서 초파리에서 인간에 이르는 생명체는 많은 생물학자들이 예상했던 것보다 훨씬 적은 유전자를 가지고 있다고 말했다. – 인간은 약 2만 개밖에 되지 않는다."어떻게 인간은 세포 유형의 다양성과 뉴런의 복잡성에서 근본적으로 파리나 더 나쁜 벌레(신선충)와 같은 수의 유전자를 요구할 수 있었을까?"[14] 어윈이 묻는다.그는 캐럴의 "미숙하고 열정적인" 스타일을 칭찬하고, "미묘하고 매력적인" 방식으로 글을 쓰며, 독자를 Hox와 PAX-6의 복잡성으로 끌어들이고, 또한 생명의 폭발을 축하하며, "이러한 제한된 숫자의 유전자"에서 오는 동물들의 "아이스토닉한 형태학적 다양성"에 대한 자신의 질문에 대답했다.다른 많은 것들도.[14]

참고 항목

참조

  1. ^ a b c d e f g h Coyne, J. A. (2005). "Switching on evolution". Nature. 435 (7045): 1029–1030. doi:10.1038/4351029a.
  2. ^ a b Pountain, Dick (November 2016). "Nature's 3D printer exposes Pokemon Go as a hollow replica". PC Pro (265): 26.
  3. ^ "Our Scientists". HHMI. Howard Hughes Medical Institute. Retrieved 15 September 2017.
  4. ^ "LCMB Investigators". Laboratory of Cell and Molecular Biology at UW-Madison. Retrieved 14 September 2017.
  5. ^ Wade, Nicholas (5 July 1994). "How Nature Makes a Butterfly's Wing". The New York Times. p. C9.
  6. ^ "Shaw Scientist Award Recipients". Greater Milwaukee Foundation.
  7. ^ "SSE 2010 Stephen Jay Gould Prize".
  8. ^ Darwin, Charles (1859). "XIV". On The Origin of Species. p. 503. ISBN 0-8014-1319-2. Retrieved 27 February 2011.
  9. ^ Gilbert, S. F.; Opitz, J. M.; Raff, R. A. (1996). "Resynthesizing evolutionary and developmental biology". Developmental Biology. 173 (2): 357–372. doi:10.1006/dbio.1996.0032. PMID 8605997.
  10. ^ a b c d e Carrol, Sean B. "Endless Forms Most Beautiful". Sean B. Carroll. Retrieved 28 October 2016.
  11. ^ a b Mabee, Paula M. (2005). "The New "Just So" Stories". BioScience. 55 (10): 898–899. doi:10.1641/0006-3568(2005)055[0898:tnjss]2.0.co;2.
  12. ^ Wolpert, Lewis (September 2005). "Clever Tinkering". American Scientist. 93 (5): 1. doi:10.1511/2005.55.467.
  13. ^ Forbes, Peter (23 March 2016). "The Serengeti Rules by Sean B Carroll review – a visionary book about how life works". The Guardian. Retrieved 15 April 2016.
  14. ^ a b Erwin, Douglas J. (2007). "Book Review: Endless Forms Most Beautiful". Artificial Life. 13 (1): 87–89. doi:10.1162/artl.2007.13.1.87. S2CID 11493585.

외부 링크