Эволюция: Супер-Дюпер Большой материал

Естественный отбор не имеет ничего общего с процессом эволюции, что неизбежно приводит к нарастанию сложности с течением времени. Действительно, вдоль некоторых ветвей древа жизни, вероятно, было очень мало увеличения сложности в течение миллиардов лет. Но по другим ветвям этого великого древа жизни мы наблюдаем такие тенденции, как увеличение размера тела, увеличение количества различных типов клеток, увеличение количества кодирующих белок генов и увеличение общего размера генома.

Снова и снова, во время того, что биологи Джон Мейнард Смит и Эйрс Сатмари назвали главный переход в эволюции, мы видим такие тенденции.

Мой коллега Карл Бергстром и я подробно обсудим эти основные переходы в нашем учебнике Evolution (WW Norton, 2012), но в двух словах они включают:

  1. Происхождение самореплицирующихся молекул.
  2. Происхождение первых клеток.
  3. Возникновение более сложных (эукариотических) клеток, которые включают ядро ​​и набор органелл, размещенных внутри мембраны.
  4. Эволюция полового размножения (от бесполого размножения).
  5. Эволюция многоклеточных организмов у одноклеточных предков.
  6. Эволюция зародышевых клеток, специализированная линия клеток, которые стали гаметами.
  7. Эволюция групп, в том числе эволюция крайней социальной значимости, как это наблюдается у некоторых видов пчел, муравьев и ос, с их разделением труда и стерильными кастами.

Казалось бы, каждый из этих основных переходов уникален. И действительно, некоторые из них, такие как происхождение генетического кода и эволюция эукариотических клеток, были единственными в своем роде событиями. Другие переходы, такие как эволюция многоклеточности и эволюция групповой жизни, эволюционировали независимо много раз. Независимо от того, произошел ли крупный переход один или несколько раз, эволюционные биологи предполагают, что многие из основных переходов в эволюции предполагают сотрудничество между бывшими конкурентными субъектами. Есть два способа, которые это происходит во время крупных переходов:

Люди отказываются от способности воспроизводить самостоятельно, и они объединяются, чтобы сформировать более крупную группировку, которая разделяет воспроизведение. Например, на ранней стадии жизни, независимо, реплицируя молекулы, соединенные вместе внутри мембраны с образованием прото-клеток. Позже, вдоль многочисленных ветвей на древе жизни, одноклеточные организмы объединились, чтобы образовать многоклеточные существа. Одиночные особи начали жить вместе в колониальных группах, иногда даже отказываясь от возможности независимого тиражирования, как мы видим у многих видов социальных насекомых. В каждом из этих случаев ранее автономные конкурирующие подразделения сливались и делились своей репродуктивной судьбой. Поклонники «Звездного пути» – подумал Борг.

Как только люди объединяются в группы более высокого уровня, они могут воспользоваться преимуществами сотрудничества, связанными с экономией масштаба и эффективностью специализации . Экономия масштаба возникает, когда группы могут выполнять задачу более эффективно, чем отдельные люди. Эффективность специализации объясняется тем, что, когда группы коллективно участвуют в задаче, они могут извлечь выгоду из разделения труда, позволяя различным людям специализироваться на разных задачах. Например, мы видим преимущества как экономии масштаба, так и эффективности специализации, когда мы сопоставляем многоклеточные организмы с их одноклеточными аналогами.

Большие перемены – основные переходы в истории жизни на нашей планете – так или иначе связаны с развитием сотрудничества.

Дополнительное чтение: Мейнард Смит, Дж. И Э. Сатмари. 1997. Основные переходы в эволюции. Oxford University Press, Нью-Йорк.