익셉테이션

Exaptation

세례와 관련 용어인 공동선택은 진화 중 특성의 기능 변화를 묘사한다.예를 들어, 특성은 하나의 특정 기능을 수행했기 때문에 진화할 수 있지만, 그 후에는 다른 기능을 수행하게 될 수도 있습니다.적출은 해부학과 행동 모두에서 공통적이다.

새의 깃털이 대표적인 예입니다.처음에는 온도 조절을 위해 진화했지만 나중에는 비행에 적합하게 조정되었다.깃털이 비행에 도움을 주기 위해 처음 사용되었을 때, 그것은 즉석 사용이었다.그 후 그들은 비행을 개선하기 위해 자연선택에 의해 형성되어 왔기 때문에, 현재 상태에서는 비행에 대한 적응으로 가장 잘 여겨진다.즉, 많은 구조들이 처음에는 흡착작용을 했습니다. 일단 새로운 기능을 위해 성형되면, 그 기능에 더 적응하게 됩니다.

세례에 대한 관심은 진화의 과정과 산물, 즉 복잡한 특성을 만드는 과정과 불완전하게 [1][2]개발될 수 있는 산물(기능, 해부학적 구조, 생화학 등)과 관련이 있다.'예수'라는 용어는 스티븐 제이 굴드와 엘리자베스 브르바가 '사전 적응'을 대체하기 위해 제안했는데, 그들은 '예수'라는 용어를 텔레폴로지적으로 많이 사용하는 [3]용어라고 여겼다.

이력 및 정의

찰스 다윈

특성의 기능이 진화 역사 동안 바뀔 수 있다는 생각은 찰스 다윈에서 비롯되었다.수년 동안 이 현상은 "사전 적응"이라고 이름 붙여졌지만, 이 용어가 생물학에서 자연 선택과 상충되는 것처럼 보이는 원격학을 암시하기 때문에, 그것은 탈수라는 용어로 대체되었다.

1982년 스티븐 제이 굴드와 엘리자베스 브르바가 "예수"라는 용어를 도입했을 때 몇몇[a] 학자들에 의해 그 생각이 탐구되었다.그러나 이 정의에는 적응의 역할에 대해 서로 다른 의미를 갖는 두 가지 범주가 있었다.

(1) 특정 기능(적응)의 자연선택에 의해 이전에 형성되었던 문자를 새로운 용도(적응)를 위해 결합한다. (2) 자연선택의 직접적인 작용(비적응)에 기인할 수 없는 문자는 현재 용도(적응)를 위해 결합된다. (Gould and Vrba, 1982, 표 1)

비록 굴드와 브르바는 협력 후에 형성된 특징의 예(예: 깃털)를 인용하지만, 그 정의는 협력 후 자연 선택에 의해 축출이 형성되었는지에 대해서는 침묵하고 있다.특성이 (특히 주로 또는 단독으로) 새로운 목적을 위해 사용될 경우 특성에 대한 선택 압력이 변경될 수 있으며, 잠재적으로 다른 진화 궤적을 시작할 수 있습니다.

이러한 모호성을 피하기 위해 Buss et al.(1998)는 "공동 적응"이라는 용어를 제안했는데, 이는 협력 후에 진화한 특성으로 제한된다.그러나 일반적으로 사용되는 '탈옥'과 '협동'이라는 용어는 이 점에서 모호하다.

사전 적응

경우에 따라 사전 적응의 "사전"은 적응 그 자체 이전에 비전기적인 이유로 적용되어 [6][7]캡타케이션과 구별되는 용어에 대한 의미를 창출하는 것으로 해석될 수 있다.예를 들어, 미래 환경(더우거나 건조한 환경 등)은 현재 공간적 또는 시간적 한계 [6]중 하나에서 모집단이 이미 접한 환경과 유사할 수 있다.이것은 실제 선견지명이 아니라 나중에 더 두드러지는 기후에 적응한 행운이다.수수께끼의 유전자 변이는 가장 강한 유해한 돌연변이를 제거하여 유용한 [7][8]적응 가능성을 남길 수 있지만, 이것은 선견지명이 아닌 현재 게놈에 영향을 미치는 선택을 나타낸다.

기능이 항상 형식 앞에 있는 것은 아닙니다. 개발된 구조물은 구조 또는 역사적 [9]이유로 인해 의도한[by whom?] 주요 기능을 변경하거나 변경할 수 있습니다.

예

다양한 색상의 새 깃털

세례에는 처음에는 열 조절을 위해 진화한 깃털을 전시하기 위해, 그리고 나중에 새들의 비행에 사용하기 위해 함께 선택하는 것이 포함된다.또 다른 예는 육생 척추동물의 폐로 진화했지만 인공호흡을 거쳐 파생어류에서 부력조절기관인 가스방광(gasbrad)이 된 기저어류 [10]폐다.세 번째는 파충류 턱에 있는 세 개의 뼈 중 두 개가 포유동물 귀의 말레우스와 인커스가 되어 [11]경첩이 하나뿐인 포유류 턱을 남기는 것이다.

지배적인 늑대가 굴종의 표시로 납늑대의 입을 핥는 행위도 이에 해당된다(마치 오랜 과정을 거쳐 길들여진 늑대인 개는 인간 주인의 얼굴을 핥는다).이 특성은 늑대들이 음식을 [12]역류하도록 격려하기 위해 어른들의 얼굴을 핥고 있는 것으로 설명될 수 있다.

절지동물은 실루리아 후기 약 4억 1,900만 년 전의 육지동물의 가장 초기 식별 가능한 화석을 제공하며, 약 4억 5천만 년 전의 육지동물은 절지동물에 [13]의해 만들어진 것으로 보인다.절지동물의 기존 관절 외골격은 물속 침수에 의존하지 [14]않는 지렛대, 기둥 및 기타 이동 수단을 제공하기 위해 상호작용할 수 있는 중력과 기계적 구성요소에 대한 지지를 제공했기 때문에 절지동물은 육지 개척에 잘 적응되었다.

신진대사는 세례의 중요한 부분으로 여겨질 수 있다.가장 오래된 생물학적 시스템 중 하나로서 그리고 지구상의 생명체의 중심으로서, 연구들은 신진대사가 새로운 [15]조건이나 환경을 감안할 때 적합하기 위해 적출법을 사용할 수 있다는 것을 보여주었다.연구에 따르면 대사가 성공적으로 이루어지기 위해 최대 44개의 탄소원이 존재하며 이러한 특정 대사 시스템에서 한 번의 적응은 여러 번의 적출에 [16]의한 것으로 나타났다.이러한 관점에서 볼 때, 일반적으로 적응의 시작에서 엑셉션은 중요하다.최근의 예는 리처드 렌스키의 대장균 장기 진화 실험에서 나왔는데, 이 실험에서 구연산염에 대한 호기성 성장은 31,000세대의 [17]진화 이후 12개 집단 중 하나에서 일어났다.Blount와 동료들의 게놈 분석 결과, 이 새로운 특성은 보통 산소 결핍 상태에서만 발현되는 구연산 운반체를 산소 상태로 발현시켜 유산소 사용을 [18]위해 이를 대체한 유전자 복제에 기인한 것으로 나타났다.

굴드와 브로시우스는 적출의 개념을 유전적인 수준으로 가져갔다.원래 단순한 정크 DNA로 생각되었던 레트로포손을 보고 그것이 [19][20][21]엑시테이션이라고 불리는 새로운 기능을 얻었을지도 모른다는 추론이 가능하다.과거에 비상 상황이 주어졌을 때, 한 종은 진화하고 생존하기 위해 유용한 목적으로 정크 DNA를 사용했을지도 모른다.이것은 약 2억 5천만 년 전 대규모 대멸종과 지구 대기 중의 산소 수준이 크게 상승했을 때 포유류의 조상들과 함께 일어났을 수도 있다.100개 이상의 위치가 포유류의 게놈 사이에서만 보존되는 것으로 밝혀졌으며 태반, 횡격막, 유선, 신피질, 청각 소골과 같은 특징의 생성에 필수적인 역할을 하는 것으로 생각된다.박멸의 결과, 또는 생존 가능성을 높이기 위해 사용될 수 있는 이전의 "쓸데없는" DNA를 DNA로 만든 결과, 포유류는 대멸종에서 더 잘 살아남고 새로운 환경에 적응하기 위한 행동뿐만 아니라 새로운 뇌 구조를 만들어 낼 수 있었다고 믿어진다.마찬가지로 바이러스와 그 컴포넌트는 호스트 기능을 위해 반복적으로 유출되어 왔습니다.유출된 바이러스의 기능은 일반적으로 다른 바이러스나 세포 경쟁사로부터의 방어 또는 세포 간의 핵산 이동 또는 저장 기능을 포함합니다.Koonin과 Krupovic은 바이러스 적출이 완전히 기능하는 바이러스의 모집에서부터 결함이 있고 부분적으로 저하된 바이러스의 개발, 개별 바이러스 [22]단백질의 이용까지 다양한 깊이에 이를 수 있다고 제안했다.

적응 및 추출 주기

Gould와[23] Vrba는 세례에 대해 쓴 최초의 논문 중 하나에서 세례의 발생이 새로운 역할에 완벽하게 적합하지 않을 수 있으며 따라서 더 나은 방식으로 사용을 촉진하기 위해 새로운 적응을 개발할 수 있다고 추측했다.즉, 특정 특성 개발의 시작은 적합 또는 특정 역할에 대한 1차 적응에서 시작하여 1차 적출(새로운 역할은 기존 특징을 사용하여 도출되지만 완벽하지 않을 수 있음)이 차례로 2차 적응의 발달로 이어진다(특징은 자연스럽게 개선됨).퍼포먼스 향상을 위한 레전스)의 추가 개발 등을 촉진합니다.

다시 한 번 말하지만, 깃털은 처음에 체온 조절에 적응되어 시간이 지나면서 곤충을 잡는 데 유용하게 되었고, 그래서 또 다른 이점을 위한 새로운 특징으로 작용했을 수도 있다는 점에서 중요한 예이다.예를 들어, 특정한 배치를 가진 큰 윤곽 깃털은 곤충을 더 잘 잡기 위한 적응으로 생겨났고, 이는 결국 큰 깃털이 그 목적에 더 도움이 되었기 때문에 결국 비행으로 이어졌다.

시사점

복잡한 특성의 진화

다윈의 진화론에 대한 도전 중 하나는 어떻게 복잡한 구조들이 점진적으로 [24]진화할 수 있는지를 설명하는 것이었는데, 그 이유는 초기 형태가 어떤 기능을 수행하기에 불충분했을 수 있기 때문이다.조지 잭슨 미바트(다윈 비평가)가 지적했듯이, 조류 날개의 5%는 제 기능을 하지 못할 것이다.초기 형태의 복잡한 특성들은 유용한 형태로 진화하기에 충분히 오래 살아남지 못했을 것이다.

다윈이 종의 [25]기원의 마지막 판에서 상세하게 설명했듯이, 많은 복잡한 특징들은 다른 기능을 했던 초기 특징들로부터 진화했다.공기를 가두면, 원시적인 날개는 새들이 너무 따뜻할 때 깃털을 들어올림으로써, 부분적으로 그들의 온도를 효율적으로 조절할 수 있게 해줬을 것이다.이러한 기능을 더 많이 가진 개별 동물들은 더 성공적으로 살아남고 번식할 것이고, 그 결과 그 특성의 증식과 격화를 야기할 것이다.

결국, 깃털은 일부 개체들이 활공할 수 있을 만큼 충분히 커졌다.이 개체들은 차례로 더 성공적으로 살아남고 번식할 것이고, 그 결과 이 특성이 확산될 것입니다. 왜냐하면 그것은 두 번째이자 더 유익한 기능인 이동의 기능을 수행했기 때문입니다.따라서 새 날개의 진화는 온도 조절에서 비행으로의 기능 전환으로 설명할 수 있다.

배심원단 고정 설계

다윈은 생물들의 특성이 어떻게 그들의 환경에 맞게 잘 설계되어 있는지를 설명했지만, 그는 또한 많은 특성들이 불완전하게 설계되어 있다는 것을 인정했다.그것들은 사용 가능한 재료, 즉 배심원이 [b]조작한 것으로 보인다.즉석술을 이해하는 것은 적응의 섬세함에 관한 가설을 제안할 수 있다.예를 들어, 열 조절을 위해 초기에 진화한 깃털은 비행과 관련이 없는 깃털의 특징을 설명하는 데 도움이 될 수 있다(Buss 등, 1998).그러나, 이것은 그들이 이중의 목적을 가지고 있다는 사실로 쉽게 설명된다.

신체적 고통과 사회적 배제로 인한 고통에 대한 화학적 경로 중 일부는 [26]겹친다.신체적 고통 시스템은 사회적 동물들이 집단 내 포함 위협에 반응하도록 동기를 부여하기 위해 함께 채택되었을 수 있다.

테크놀로지의 진화

Excaptation은 진화적 역학에서 영감을 얻어 혁신 및 관리 연구에서 점점 더 많은 관심을 받고 있으며, 새로운 [27]영역에서 기술과 제품의 우연한 확장을 촉진하는 메커니즘으로 제안되어 왔습니다.[1]

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ 참고 자료는 Jacob(1977년)[4]과 Mayr(1982년)[5]을 참조하십시오.
  2. ^ 제이콥(1977)[4]은 진화의 많은 부분을 "경색" 즉, 이용 가능한 특성으로 작업하는 것으로 본다."경향"에는 기능 이동이 포함되지만 이에 한정되지 않습니다.

레퍼런스

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원천