Faydalı alışma hipotezi - Beneficial acclimation hypothesis

faydalı alışma hipotezi (BAH) fizyolojik hipotez o alıştırma belirli bir ortama (genellikle termal) bir organizma bu ortamdaki avantajları ile. İlk resmi olarak test eden Armand Marie Leroi, Albert Bennett ve Richard Lenski 1994'te, ancak tarihsel fizyolojik çalışmalarda, iklime alışmanın uyarlanabilir. Daha da rafine edilmiş Raymond B. Huey ve David Berrigan'ın altında güçlü çıkarım yaklaşım, hipotez olmuştur tahrif edilmiş genel bir kural olarak bir dizi çoklu hipotez deneyi.

Tarih ve tanım

Aklimasyon bir dizi fizyolojik Kronik laboratuvar kaynaklı çevresel koşullara bir bireyin yaşamı boyunca ortaya çıkan tepkiler ( iklimlendirme ). Bir bileşenidir adaptasyon. Fizyologlar geleneksel olarak iklime alıştırmanın faydalı olduğunu varsayarken (veya bunu açıkça tanımlamışlardır), adaptasyon programı tarafından Stephen Jay Gould ve Richard Lewontin testte daha fazla sağlamlık çağrısına yol açtı uyum uzmanı hipotezler.[1]

1994 yılında Proceedings of the National Academy of Sciences'ta Leroi ve diğerleri tarafından yayınlanan BAH'ın ilk tanımı şu şekildedir:

"Belirli bir ortama alışma, bir organizmaya o ortamda o belirli ortama alışma fırsatı bulamamış başka bir organizmaya göre performans avantajı sağlar."[2]

Bu tanım, Amerikan Zoolog 1999'da Raymond B. Huey, David Berrigan, George W. Gilchrist ve Jon C. Herron tarafından yazılan bir makalede daha fazla yeniden çalışılmıştır.[3] Platt'ın ardından güçlü çıkarım yaklaşımında, yararlı iklime alışmayı doğru bir şekilde değerlendirmek için birden fazla rakip hipoteze ihtiyaç vardı. Bunlar dahil:

1. Yararlı Alıştırma. Belirli bir ortama uyum sağlamak Fitness bu ortamda avantajlar.

2. Optimal Gelişim Sıcaklığı. Optimal bir sıcaklıkta yetiştirilen bireylerin tüm ortamlarda daha iyi rekabet edebilmesi için, gelişmesi gereken ideal bir sıcaklık vardır.

3. Daha soğuk (daha büyük) Daha İyi. İçinde ektotermler, daha soğuk ortamlarda yetiştirilen bireyler daha büyük bir vücut boyutuna ulaşma eğilimindedir. Dolayısıyla bu bireyler bir Fitness tüm ortamlarda avantaj.

4. Daha sıcak (daha küçük) Daha İyi. Tersi Soğuk Daha İyi. Daha küçük bireylerde Fitness avantaj.

5. Gelişimsel Tamponlama. Geliştirme sıcaklığı yetişkinleri etkilemez Fitness.

Deneysel testler

Faydalı adaptasyon hipotezinin testlerinin çoğu aşağıdaki özelliklere sahiptir: Krogh'un prensibi, model organizmalara odaklanmıştır Drosophila melanogaster ve Escherichia coli.[3] Daha spesifik olarak, deneysel testler kolaylıkla ölçülen sıcaklık adaptasyonuna odaklanmıştır (diğer sistemler çalışılmış olsa da; bkz. [3][4]). Yararlı alışma hipotezinin birkaç deneysel testinden çoğu, bunu evrensel bir kural olarak reddetmiştir (bkz. [3][5][6]).

Leroi tarafından yapılan ilk deneyler et al., bu sorunu ele alan ilk bilim adamları, Huey tarafından geliştirilen sonraki hipotezleri değil, yalnızca yararlı iklime uyum hipotezini test etti. et al.[2] Kolonileri E. coli yedi nesil boyunca iki farklı sıcaklık koşulunda iklimlendirildi: 32 ° C ve 41.5 ° C. Daha sonra bu sıcaklıklarda koloniler birbirleriyle yarıştı. Yararlı alışma hipotezine katılarak, 32 ° C'ye alışan kolonilerin 32 ° C'de daha iyi rekabet ettiğini buldu. Bununla birlikte, 41.5 ° C'de, 32 ° C'de alıştırılan koloniler de daha iyi rekabet etti. Bu, yazarların yararlı iklime alışmanın genelliğini reddetmesine yol açtı.[2]Huey et al. daha önce yapılmış dört çalışmayı inceleyerek, birbiriyle rekabet halindeki beş hipotezi uyguladı ve çalışmaların sonuçlarının hiçbirinin yararlı iklime alışma ile tamamen açıklanamayacağını buldu. Bunun yerine, gözlemlenen alışma modellerini açıklamak için bir hipotez kombinasyonu gerekliydi.[3]

İklimlendirme neden faydalı değil

İklime alışmanın bireylere fayda sağlayacağı sezgisel görünse de, hipotezin deneysel testlerinin çoğu genel uygulamasını reddetmiştir. O halde neden iklime alışma faydalı değil? H. Arthur Woods ve Jon F. Harrison 2002'de olası nedenleri inceledi Evrim kağıt.[5] Bunu önerdiler:

1. Zaman ölçeği adaptasyon çevresel değişimden çok daha uzundur.

2. Uyarlanabilir alışmanın zamanlaması için çevresel ipuçları güvenilmezdir.

3. Uyum sağlamamaktan daha pahalıya mal olabilir.

4. Göç komşu popülasyonlar tarafından batabilir genler adaptif alışma için.

Eleştiri

Yararlı alışma hipotezinin devam eden reddine yanıt olarak, deneysel testlere yönelik bir dizi yaygın eleştiri geliştirilmiştir:[3][5][6]

1. Çalışmaların çoğu aslında gelişimsel alıştırmayı incelemektedir. Yani, yetişkin bir bireye alışmak ve test etmek yerine, belirli sıcaklıklar tarafından tetiklenen gelişimsel değişimlerin farklı bir alışma mekanizmasıyla sonuçlandığını öne sürerler. Daha yakın zamanlarda, yetişkinlere alışma ve gelişimsel alışmanın farklı hipotezleri desteklemeye yol açtığı bulunmuştur.[4]

2. Çoğu çalışma stresli sıcaklıkları içermektedir. Bu sıcaklıklara alışma azalabilir Fitness bir bireyde.

3. Son olarak, bu çalışmalarda sadece dolaylı olarak uygunluk ile bağlantılı olabilecek çeşitli özellikler incelenmiştir. Örneğin, incelemek uzun ömür olarak Fitness ölçmek D. melanogaster çünkü alakasız olabilir doğurganlık Bu türde yaşla birlikte hızla azalır.

Şu anki durum

Çalışmaların çoğu, yararlı alışma hipotezinin her durumda doğru olmadığı ve alternatif hipotezlerin test edilmesi gerektiği sonucuna varmıştır. Buna ek olarak, hipotez üzerine yapılan son araştırmalar, yalnızca saha ortamlarında görülen ödünleşmeler gibi ek komplikasyonlar da sağlamıştır.[4] ve davranışla etkileşimler ve hayat hikayesi özellikler.[7][8] Gelişimsel çalışma ve fenotipik esneklik devam ediyor.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Gould, S.J ve Lewontin, R.C. (1979). The Spandrels of San Marco ve Panglossian Paradigma: Adaptasyonist Programın Bir Eleştirisi. Proc. Roy. Soc. London B 205. sayfa 581-598.
  2. ^ a b c Leroi, A.M., Bennett, A.F. ve Lenski, R. E. (1994), "Sıcaklık alışma ve rekabetçi uygunluk: Yararlı Uyum Hipotezinin deneysel bir testi", Proc. Natl. Acad. Sci., 91 (5): 1917–1921, doi:10.1073 / pnas.91.5.1917, PMC  43275, PMID  8127906CS1 Maint: yazar parametresini (bağlantı)
  3. ^ a b c d e f Huey, R. B., Berrigan, D., Gilchrist, G.W. ve Herron, J.C. (1999). Alışmanın Uyarlanabilir Öneminin Test Edilmesi: Güçlü Bir Çıkarım Yaklaşımı. Am. Zool. 39. s. 323-336
  4. ^ a b c Kristensen, T.N., Hoffmann, A.A., Overgaard, J., Sorensen, J.G., Hallas, R. ve Loeschke, V. (2008). Alanda Çıkarılan Drosophila'da Soğuk İklimlendirmenin Maliyetleri ve Faydaları. PNAS. 105 (1). sayfa 216-221.3.
  5. ^ a b c Woods, H.A. ve Harrison, J.F. (2002). Yararlı Uyum Hipotezinin Reddetmelerini Yorumlama: Fizyolojik Plastisite Ne Zaman Uyum Sağlar? Evrim. 56 (9). s. 1863-1866.
  6. ^ a b Wilson, R. S. ve Franklin, C. E. (2002). Yararlı Uyum Hipotezinin Test Edilmesi. AĞAÇ. 17 (2). sayfa 66-70.
  7. ^ Deere, J.A. ve Chown, S.L. (2006). Yararlı Uyum Hipotezinin ve Lokomotor Performansı İçin Alternatiflerinin Test Edilmesi. Am. Nat. 168 (5)
  8. ^ Marais, E. ve Chown, S.L. (2008). Yararlı Uyum ve Bogert Etkisi. Ecol. Lett. 11. sayfa 1027: 1036.