Stín výběru - Selection shadow

Image
(a) Míra přežití populace klesá s tím, jak jednotlivci stárnou, ale míra reprodukce zůstává konstantní. (b) Reprodukční pravděpodobnost vrcholí v raném věku při sexuální zralosti a poté postupně klesá s tím, jak jednotlivci stárnou, přičemž zbývající podíl populace klesá s věkem, když vstupují do stínu výběru.

Výběr Stín je koncept zapojeni s evoluční teorií stárnutí oznamující, že selekční tlaky na individuálním poklesem jako individuální věkové kategorie a prochází pohlavní dospělosti , což má za následek „stín“ z doby, kdy selektivní fitness se neuvažuje. V průběhu generací to má za následek maladaptivní mutace, které se hromadí později v životě v důsledku toho, že stárnutí je neadaptivní vůči reprodukční kondici. Tento koncept poprvé vypracovali JBS Haldane a Peter Medawar ve čtyřicátých letech minulého století, přičemž Medawar vytvořil první grafický model .

Modelka

Model vyvinutý Medawarem uvádí, že vzhledem k nebezpečným podmínkám a tlakům z okolí, včetně predátorů a nemocí, většina jedinců ve volné přírodě umírá nedlouho po sexuální dospělosti. Proto je u jedinců malá pravděpodobnost, že přežijí do vyššího věku a budou trpět účinky souvisejícími se stárnutím . Ve spojení s tím se účinky přirozeného výběru snižují s rostoucím věkem, takže pozdější individuální výkon je selekčními silami ignorován. To má za následek, že prospěšné mutace nejsou vybrány, pokud mají pouze pozitivní výsledek později v životě, spolu s tím, že v pozdějším životě nebudou vybrány škodlivé mutace. Vzhledem k tomu, že fyzická kondice jedince není ovlivněna, jakmile je mimo reprodukční prim, jsou pozdější mutace a efekty považovány za „stín“ selekce.

Tento koncept by později byl adaptován do Medawarovy hypotézy akumulace mutací z roku 1952 , která byla sama rozšířena Georgem C. Williamsem v jeho hypotéze antagonistické pleiotropie z roku 1957 .

Klasickým požadavkem a omezením modelu je, že počet jedinců v populaci, kteří se dožívají dospělosti, musí být malý. Pokud to neplatí pro populaci, pak účinky stáří nebudou pod stínem výběru a místo toho ovlivní adaptaci a vývoj populace jako celku. Současně však byl tento požadavek zpochybněn rostoucími důkazy o stárnutí, které je u divokých populací běžnější, než se dříve očekávalo, zejména u ptáků a savců, zatímco účinky selekčního stínu zůstávají přítomny.

Medawar's Test Tube model

Image
Peter Brian Medawar, vědec/biolog za teorií zkumavek. Tato teorie byla vytvořena, aby demonstrovala, jak jsou starší zkumavky průběžně nahrazovány, když jsou rozbité, čímž se postupem času snižuje počet obyvatel starších zkumavek. Zkumavky byly symboly pro jednotlivé subjekty druhu.

Medawar vyvinul teoretický model k demonstraci svého myšlenkového procesu, který vysvětlil, že většina zvířat zemře dříve, než stárnutí bude hlavní příčinou smrti v tomto zvířeti. To by bylo způsobeno faktory životního prostředí, jako jsou velké bouře, sucha, požáry a predace. Medawar chtěl tuto možnost předvést pomocí zkumavek, aby se prosadil. Zkumavky by byly použity k reprezentaci populace druhů. Pokud by se jedna z těchto zkumavek teoreticky rozbila, znamenalo by to umírající jednotlivé zvíře. Náhodně by se pak v populaci rozbily zkumavky, aby byl jeho model realistický. Rozbité zkumavky by byly nahrazeny novou, která představuje nové zvíře rodící se do populace. Časem model ukázal, že zkumavky nad určitý věk v populaci klesají, jak byly vkládány nové zkumavky. Celkové výsledky v Medawarově myšlenkovém modelu prokázaly exponenciální pokles křivky přežití, což vedlo k tomu, že populace měla poločas rozpadu . Množství starších zvířat nebo zkumavek v populaci by pak bylo těžší udržet a nakonec uhynout. Medawar vytvořil tento model, aby nakonec vysvětlil, co by se reálně stalo v reálném životě.

Kritika

Někteří vědci však kritizovali myšlenku, že stárnutí je neadaptivní, místo toho přijali teorii „ smrti záměrně “. Tato teorie navazuje na práci Augusta Weismanna , který uvádí, že stárnutí se specificky vyvinulo jako adaptace , a nesouhlasí s Medawarovým modelem jako vnímaným nadměrným zjednodušením dopadu, který mají starší organismy na evoluci. Rovněž se tvrdí, že starší organismy mají vyšší reprodukční schopnost díky tomu, že jsou vhodnější pro dosažení svého věku, než aby jejich kapacita byla stejná jako v Medawarových výpočtech.

Reference