WikiDer > Гипотеза благоприятной акклиматизации

Beneficial acclimation hypothesis

В гипотеза благоприятной акклиматизации (BAH) это физиологический гипотеза это акклиматизация к конкретной среде (обычно термической) обеспечивает организм с преимуществами в этой среде. Впервые формально протестирован Арман Мари Леруа, Альберт Беннетт и Ричард Ленски Однако в 1994 г. центральным положением историко-физиологической работы было предположение, что акклиматизация адаптивный. Далее уточняется Раймонд Б. Хьюи и Дэвид Берриган под сильный вывод подход, гипотеза была фальсифицированный как правило, с помощью серии экспериментов с множеством гипотез.

История и определение

Акклиматизация - это комплекс физиологический реакции, возникающие в течение жизни человека на хронические лабораторные условия окружающей среды (в отличие от акклиматизация). Это один из компонентов приспособление. Хотя физиологи традиционно предполагали, что акклиматизация полезна (или явно определяли ее как таковую), критика программа адаптации от Стивен Джей Гулд и Ричард Левонтин привели к призыву к повышению надежности при тестировании адаптационист гипотезы.[1]

Первоначальное определение BAH, опубликованное в 1994 г. в Proceedings of the National Academy of Sciences by Leroi et al., Таково:

«Акклиматизация к определенной среде дает организму преимущество в производительности в этой среде по сравнению с другим организмом, у которого не было возможности акклиматизироваться в этой конкретной среде».[2]

Это определение было далее переработано в статье в American Zoologist 1999, опубликованной Раймондом Б. Хьюи, Дэвидом Берриган, Джорджем У. Гилкристом и Джоном К. Херроном.[3] Они определили, что вслед за Платтом сильный вывод Для правильной оценки благоприятной акклиматизации потребовалось несколько конкурирующих гипотез. К ним относятся:

1. Полезная акклиматизация. Приспособление к определенной среде дает фитнес преимущества в этой среде.

2. Оптимальная температура развития. Это идеальная температура для развития, поэтому особи, выращенные при оптимальной температуре, лучше конкурируют во всех средах.

3. Чем холоднее (больше), тем лучше. В эктотермия, особи, выращенные в более холодных условиях, имеют тенденцию к увеличению размеров тела. Таким образом, у этих людей есть фитнес преимущество во всех средах.

4. Чем теплее (меньше), тем лучше. Обратное Чем холоднее, тем лучше. Меньшие люди имеют фитнес преимущество.

5. Буферизация развития. Температура развития не влияет на взрослых фитнес.

Экспериментальные испытания

Большинство тестов гипотезы полезной адаптации имеют следующие результаты: Принцип Крога, сосредоточенный на модельных организмах Drosophila melanogaster и кишечная палочка.[3] В частности, экспериментальные испытания были сосредоточены на легко измеряемой адаптации к температуре (хотя другие системы были изучены; см. [3][4]). Из нескольких экспериментальных проверок гипотезы благоприятной акклиматизации большинство отвергло ее как универсальное правило (см. Обзоры [3][5][6]).

Первые эксперименты Леруа и другие., первые ученые, обратившиеся к этой проблеме, проверили только гипотезу благоприятной акклиматизации, а не последующие гипотезы, разработанные Хьюи. и другие.[2] Колонии Кишечная палочка акклиматизировались в течение семи поколений в двух различных температурных условиях: 32 ° C и 41,5 ° C. Затем колонии соревновались друг с другом при этих температурах. Он обнаружил, что, соглашаясь с гипотезой благоприятной акклиматизации, колонии, акклиматизировавшиеся при 32 ° C, лучше конкурировали при 32 ° C. Однако при 41,5 ° C колонии, акклиматизированные при 32 ° C, также конкурировали лучше. Это привело к тому, что авторы отказались от универсальности благоприятной акклиматизации.[2]Хьюи и другие. изучили четыре ранее проведенных исследования, применяя пять конкурирующих гипотез, и обнаружили, что ни один из результатов исследований не может быть полностью объяснен благоприятной акклиматизацией. Вместо этого для объяснения наблюдаемых закономерностей акклиматизации требовалось сочетание гипотез.[3]

Почему акклиматизация не приносит пользы

Хотя кажется интуитивно понятным, что акклиматизация принесет пользу отдельным людям, большинство эмпирических тестов гипотезы отклонили ее общее применение. Почему же тогда акклиматизация не приносит пользы? Х. Артур Вудс и Джон Ф. Харрисон исследовали возможные причины в 2002 г. Эволюция бумага.[5] Они предположили, что:

1. Сроки приспособление намного дольше, чем изменение окружающей среды.

2. Экологические подсказки для определения времени адаптивной акклиматизации ненадежны.

3. Адаптация может стоить дороже, чем не адаптироваться.

4. Миграция соседними популяциями может затопиться гены для адаптивной акклиматизации.

Критика

В ответ на продолжающееся отрицание гипотезы благоприятной акклиматизации был разработан ряд общих критических замечаний в отношении экспериментальных тестов:[3][5][6]

1. Большинство исследований на самом деле изучали акклиматизацию в процессе развития. То есть, вместо того, чтобы акклиматизировать взрослого человека и проводить испытания, они предполагают, что переключатели развития, запускаемые определенными температурами, приводят к другому механизму акклиматизации. Совсем недавно было обнаружено, что акклиматизация взрослых и акклиматизация в процессе развития подтверждают различные гипотезы.[4]

2. Большинство исследований включали стрессовые температуры. Акклиматизация к тем температурам может уменьшиться фитнес у человека.

3. Наконец, в этих исследованиях изучаются различные черты, которые могут быть только косвенно связаны с приспособленностью. Например, исследуя долголетие как фитнес измерять в D. melanogaster может быть неактуальным, поскольку плодородие быстро уменьшается с возрастом у этого вида.

Текущее состояние

Большинство исследований пришли к выводу, что гипотеза благоприятной акклиматизации верна не во всех случаях и что следует проверить альтернативные гипотезы. В дополнение к этому, недавние исследования гипотезы выявили дополнительные сложности, такие как компромиссы, очевидные только в полевых условиях.[4] и взаимодействия с поведением и история жизни черты.[7][8] Изучение развития и фенотипическая пластичность продолжается.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Гулд, С.Дж., Левонтин, Р.С. (1979). Spandrels Сан-Марко и панглосская парадигма: критика адаптационистской программы. Proc. Рой. Soc. London B 205. pp. 581-598.
  2. ^ а б c Леруа А.М., Беннетт А.Ф. и Ленски Р.Э. (1994), "Температурная акклиматизация и соревновательная физическая подготовка: экспериментальная проверка гипотезы полезной акклиматизации", Proc. Natl. Акад. Sci., 91 (5): 1917–1921, Дои:10.1073 / пнас.91.5.1917, ЧВК 43275, PMID 8127906CS1 maint: использует параметр авторов (ссылка на сайт)
  3. ^ а б c d е ж Хьюи, Р. Б., Берриган, Д., Гилкрист, Г. В. и Херрон, Дж. К. (1999). Проверка адаптивного значения акклиматизации: подход с сильным выводом. Am. Zool. 39. С. 323-336.
  4. ^ а б c Кристенсен, Т.Н., Хоффманн, А.А., Овергаард, Дж., Соренсен, Дж. Г., Халлас, Р., и Лешке, В. (2008). Стоимость и преимущества холодовой акклиматизации у выпущенных в полевых условиях дрозофил. PNAS. 105 (1). С. 216-221. 3.
  5. ^ а б c Вудс, Х.А. и Харрисон, Дж. Ф. (2002). Интерпретация отклонений гипотезы полезной акклиматизации: когда физиологическая пластичность становится адаптивной? Эволюция. 56 (9). С. 1863-1866.
  6. ^ а б Уилсон, Р. С. и Франклин, К. Э. (2002). Проверка гипотезы благоприятной акклиматизации. ДЕРЕВО. 17 (2). С. 66-70.
  7. ^ Дир, Дж. А. и Чоун, С. (2006). Проверка гипотезы благоприятной акклиматизации и ее альтернатив для двигательной активности. Am. Nat. 168 (5)
  8. ^ Марэ, Э. и Чоун, С. (2008). Благоприятная акклиматизация и эффект Богерта. Ecol. Lett. 11. С. 1027: 1036.