Ipoteza reginei roșii

Acest articol sau secțiune pe tema evoluției nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . Puteți îmbunătăți această intrare adăugând citate din surse de încredere în conformitate cu liniile directoare privind utilizarea surselor .

Evoluţie

Mecanisme și procese

Adaptare Deviere genetică Solduri punctuate Fluxul de gene Mutaţie Radiații adaptive Selecție artificială Selecția ecologică Selecție naturală Selecția sexuală Speciație

Istoria evoluției

Istoria gândirii evolutive Lamarckism Charles Darwin Originea speciei Neodarwinismul Saltationism Anti-evoluționism

Domenii ale biologiei evolutive

Biologie evolutivă a dezvoltării Cladistică Evoluția vieții Evoluția moleculară Vertebrate Evolution Evoluția dinozaurilor Evoluția insectelor Evoluția păsărilor Evoluția mamiferelor Evoluția cetaceelor Evoluția primatelor Evolutia umana Filogenetica Genetica populației Genetica ecologică Medicina evolutivă Genomica conservării

Portalul de biologie · V · D · M

Ipoteza Reginei Roșii , numită și Rasa Reginei Roșii , Efectul Reginei Roșii sau pur și simplu Regina Roșie este o ipoteză evolutivă care explică două fenomene: avantajul reproducerii sexuale la nivelul indivizilor ^[1] și dinamica evolutivă continuă care se desfășoară între concurență specie ( parazit - gazdă ; pradă - prădător ). ^[2]

Ipoteza Reginei Roșii a fost propusă pentru prima dată în 1973 de Leigh Van Valen pentru a explica „Legea dispariției” ^[2] , care arată cum evoluția este adesea necesară pentru a supraviețui în prezența altor organisme, de exemplu paraziți, care evoluează la rândul lor . Acest lucru poate fi explicat prin coevolutia speciilor: adaptarea, evolutia unei specii ar putea afecta selectia naturala a altei specii. ^[3]

Etimologie

Termenul este preluat din cursa Reginei Roșii din lucrarea lui Lewis Caroll intitulată Prin geamul și ceea ce Alice a găsit acolo , în care Regina Roșie spune:

Acest termen a fost ales de Van Valen, deoarece speciile trebuie să evolueze continuu („să fugă”) pentru a supraviețui.

Strategii evolutive

Cursa armamentară evolutivă

Propusă inițial de Leigh Van Valen (1973), metafora unei strategii evolutive a fost considerată adecvată pentru descrierea proceselor biologice cu dinamici similare unei curse înarmatoare evolutive . Van Valen a propus Ipoteza Reginei Roșii ca o tangentă explicativă la „Legea dispariției” sale, care apare din observarea probabilităților constante de dispariție în cadrul familiilor de organisme, de-a lungul timpului geologic. De fapt, Van Valen a descoperit că capacitatea unei familii de organisme de a supraviețui nu se îmbunătățește în timp și că probabilitatea de dispariție pentru o anumită familie este aleatorie. ^[2] Ipoteza Reginei Roșii, formulată de Van Valen, oferă un fundament conceptual discuțiilor despre strategiile evolutive, deși dovada directă a ipotezei rămâne evazivă, în special la nivelul macroevoluției . Acest concept rămâne similar cu cel al unui sistem care respectă un punct critic organizat. ^[5]

De exemplu, întrucât orice îmbunătățire a unei specii duce la un avantaj selectiv pentru acea specie, variația va duce în mod normal la creșteri continue ale aptitudinii la o specie sau alta. Cu toate acestea, spre deosebire de fenomenul coevolutiei , îmbunătățirea unei specii implică un avantaj competitiv față de cealaltă specie, pentru a cuceri un spațiu mai mare de resurse disponibile tuturor. Aceasta înseamnă că o creștere a fitnessului într-un sistem evolutiv duce la o scădere a fitnessului într-un alt sistem. Singurul mod în care o specie implicată în competiția pentru resurse pentru a-și menține capacitatea fizică față de cea a celorlalte specii concurente este de a-și îmbunătăți capacitatea specifică. ^[6]

Cel mai evident exemplu al acestui efect sunt strategiile evolutive referitoare la prădători și pradă, unde dezvoltarea unei ofensive mai bune (de exemplu, vulpile care aleargă mai repede decât părinții lor) este compensată de o mai bună apărare împotriva prăzii (de exemplu, iepurii care aleargă mai repede decât părinții lor). părinții lor). În acest caz, luăm în considerare îmbunătățirile relative (iepurii care aleargă mai repede decât vulpile sau invers), care devin, de asemenea, îmbunătățiri absolute de fitness. ^[6]

Avantajul reproducerii sexuale

Termenul de ipoteză a reginei roșii a fost, de asemenea, utilizat independent de alți biologi evoluționisti.

Graham Bell a propus în 1982 o ipoteză micro-evolutivă legată de Ipoteza Reginei Roșii care vizează explicarea avantajului reproducerii sexuale în general. La nivel micro-evolutiv, reproducerea sexuală face din toți descendenții un amestec al genelor părinților, ceea ce permite o reglare mai rapidă pentru a menține o nișă ecologică cucerită. ^[1]

J. Jaenike a propus o versiune a Ipotezei Reginei Roșii pentru a explica menținerea sexului pe baza selecției individuale. ^[7]

WD Hamilton a folosit ipoteza Red Queen pentru a explica rolul sexului în raport cu paraziții. Teoria speculează că coevolutia între gazdă și parazit poate duce la selecție negativă, deoarece paraziții sunt întotdeauna adaptați la cel mai comun genotip al gazdei. În consecință, un genotip rar al unei gazde, care este generat prin recombinare, are un avantaj, evitând infecția de către parazit până când devine și ea obișnuită. ^{[8] [9]}

Paradoxul sexului: „costul” genului masculin

Scriitorul științific Matt Ridley a popularizat termenul „Regină roșie” în legătură cu selecția sexuală în cartea sa Regina roșie . Ridley a participat la dezbaterea de biologie teoretică asupra beneficiului adaptiv al reproducerii sexuale. Conexiunea dintre Regina Roșie și această dezbatere rezultă din faptul că teoria acceptată în mod tradițional, vicarul ipotezei Bray , arată doar un beneficiu adaptativ la nivel de specie sau grup, dar nu la nivel genetic (deși trebuie adăugat, că adaptarea versatilă a „Vicarului lui Bray” este foarte utilă acelor specii care aparțin nivelurilor inferioare ale lanțului alimentar). ^[10] În schimb, teoria Reginei Roșii despre cursa armamentelor continuă a organismelor cu paraziții lor poate explica utilitatea reproducerii sexuale la nivel genetic prin admiterea că rolul sexului este de a păstra gene care sunt momentan dezavantajoase, dar care pot deveni avantajoasă împotriva unei viitoare populații probabile de paraziți. ^[2]

Sexul este o enigmă evolutivă. La majoritatea speciilor sexuale, masculii reprezintă jumătate din populație, dar nu nasc direct descendenți și, în general, contribuie puțin la supraviețuirea lor. Mai mult, bărbații și femeile trebuie să folosească resursele pentru a atrage și concura pentru partener. Selecția sexuală poate promova, de asemenea, trăsături care reduc capacitatea fizică a unui organism, cum ar fi penajul viu colorat la păsările paradisului, care crește probabilitatea unui individ de a fi observat atât de prădători, cât și de potențiali parteneri ( Principiul Handicapului ). În acest fel, reproducerea sexuală poate fi extrem de ineficientă și costisitoare. ^[11]

O posibilă explicație a faptului că aproape toate vertebratele sunt sexuale este că sexul crește șansele de adaptare, din două motive: În primul rând, dacă apare o mutație dezavantajoasă într-o linie asexuată, este imposibil ca acea mutație să fie eliminată din populație. fără, în același timp, să elimine orice alte mutații avantajoase din aceeași linie; în al doilea rând, sexul crește probabilitatea ca mutațiile favorabile să fie cuplate prin recombinare. ^[11]

Dovezile observațiilor

Dovezi pentru această explicație pentru evoluția sexului sunt date prin compararea ratei de evoluție moleculară a genelor pentru kinaze și imunoglobuline din sistemul imunitar și a genelor care codifică alte proteine. Genele care codifică proteinele pentru sistemul imunitar evoluează mai repede. ^{[12] [13]}

Alte dovezi ale ipotezei reginei roșii sunt oferite de observarea dinamicii pe termen lung și de co-evoluția unui parazit într-o populație „mixtă” (sexuală și asexuată) de melci ( Potamopyrgus antipodarum ). În acest sistem, se monitorizează numărul indivizilor sexuați, numărul indivizilor asexuali și ratele de infecție cu paraziți. S-a observat că clonele care erau abundente la începutul studiului au devenit mai sensibile la paraziți în timp. Pe măsură ce infecțiile parazitare au crescut, clonele abundente au scăzut drastic în număr, unele au dispărut complet. În același timp, populațiile de melci sexi au rămas mai stabile. ^{[14] [15]}

Cercetătorii au folosit viermele microscopic nematod Caenorhabditis elegans și bacteria patogenă Serratia marcescens pentru a genera un sistem de coevolutie gazdă-parazit într-un mediu controlat, rezultând mai mult de 70 de experimente de evoluție care confirmă ipoteza reginei roșii. Cercetătorii au manipulat genetic sistemul de împerechere al C. elegans , generând populații de indivizi care s-au reprodus sexual, prin auto-fertilizare sau un amestec al ambelor în aceeași populație. În consecință, au infectat populațiile cu parazitul S. marcescens . S-a constatat că populațiile auto-fertilizate de C. elegans au fost rapid conduse la dispariție de către paraziți, în timp ce populațiile reproduse sexual au rămas stabile în ciuda paraziților, rezultat în acord cu Ipoteza Reginei Roșii. ^{[16] [17]}

Aplicarea la conflictele umane: Dilemă de securitate

Același subiect în detaliu: descurajare .

Strategii evolutive similare pot fi aplicate și conflictelor umane și pot fi considerate o cauză importantă a conflictului. Potrivit lui Azar Gat, efectul Regina Roșie este stabilit atunci când două grupuri concurente se află într-o dilemă de securitate . Dilema securității (numită și capcana hobbesiană ) este rezultatul măsurilor defensive luate pentru a îmbunătăți securitatea cuiva și include deținerea capacităților inerente ofensive; aceasta implică o strategie militară ^[18] . Această strategie determină fiecare rival să consume din ce în ce mai multe resurse pentru a-l distanța pe celălalt și a obține un avantaj. Dacă se obține un avantaj, conflictul se încheie și grupul cu cele mai multe resurse câștigă. De cele mai multe ori rivalii continuă să concureze oricum, provocând astfel efectul Regina Roșie, deoarece nimeni nu este capabil să obțină un avantaj. Cu cât strategia este mai orientată spre viitor, cu atât devine mai puțin rațională. În consecință, apare dilema unui prizonier . Fiecare rival nu își poate opri strategia din cauza suspiciunii reciproce și a fricii că celălalt grup va câștiga un avantaj tactic semnificativ. Din această cauză, efectul Regina Roșie este o consecință obișnuită a concurenței dintre bărbați și a conflictelor militare, în special în cursa înarmărilor. ^[19]

Ipoteze concurente

• Ipoteza bufonului curții , în care macroevoluția este condusă în principal de evenimente abiotice. ^[20] Acest termen a fost inventat în 1999 de profesorul Anthony D. Barnosky. ^[7]
• Ipoteza impulsului de rotație , formulată de paleontologul Elisabeth Vrba , conform căreia rotația speciei, nu treptată, este cauzată de impulsuri de mare rezonanță asupra habitatului, biotice sau altele, precum schimbările climatice sau ale ecosistemului în general. ^[21]

Notă

Elemente conexe

• Teoria haosului
• Teoria echilibrului punctat

linkuri externe

• ( EN ) Ipoteza reginei roșii , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Portalul de biologie : Accesați intrările Wikipedia care se ocupă de biologie