Аллометрическая инженерия - Allometric engineering

Исходная популяция представлена ​​белым цветом, а новые сконструированные популяции показаны серым. Аллометрические сдвиги увеличивают общую вариативность одного признака по сравнению с другим, нарушая их типичную корреляцию.

Аллометрическая инженерия это процесс экспериментального смещения масштабирование отношений для размера или формы тела в популяции организмов. В частности, процесс экспериментального нарушения герметичности ковариация очевиден среди составляющих признаков комплекса фенотип путем изменения отклонение одного черта относительно другого. Обычно размер тела - одна из двух черт. Измерения двух характеристик нанесены друг на друга, и соотношение масштабирования может быть представлено как: . Манипуляции подобного рода изменяют отношения масштабирования либо путем сдвига точки пересечения (б), склон (м) или и то, и другое для создания новых вариантов (см .: Аллометрия, Больше подробностей). Затем эти новые варианты можно протестировать на предмет различий в производительности или пригодности. Путем тщательного тестирования можно последовательно тестировать каждый компонент набора признаков, чтобы определить, какой вклад каждая часть вносит в функцию всего. сложный фенотип, и, в конечном итоге, приспособленность организма. Этот метод позволяет проводить сравнение внутри или между биологическими группами, различающимися по размеру, путем корректировки морфологии для соответствия друг другу и сравнения их характеристик.[1]

Примеры и применение

Гипотеза Лака

Аллометрическая инженерия использовалась для тестирования Дэвид Лэк гипотеза в ящерице Sceloporus occidentalis.[1] В этом исследовании две популяции были «спроектированы» так, чтобы соответствовать морфологии другой, путем изменения количества яичного желтка, устраняя влияние разницы в размерах между группами. После манипуляций они обнаружили, что скорость обратно пропорциональна размеру тела.

Природа против воспитания

Материнские инвестиции были «аллометрически сконструированы» путем хирургического удаления яичника у тараканов (Diploptera punctata ).[2] Это эффективно уменьшило количество потомства и увеличило выделение ресурсов каждому потомству. Они объединили эту манипуляцию с групповыми эффектами (более быстрое развитие в больших группах) и обнаружили, что материнские инвестиции могут преодолеть групповой эффект.

Половой отбор

Мужчина длиннохвостая вдова (Euplectes progne) имеет исключительно длинные рулевые перья длиной примерно полметра.[3] Рулевые перья самцов были обрезаны и склеены, а перья с искусственно увеличенной длиной хвоста обеспечили наибольшее количество спариваний, демонстрируя предпочтение самок.

Естественный отбор

Муха Зоносема Виттигера На крыльях есть полосатый узор, который, как было установлено, имитирует движения прыгающего паука. Грин и другие. сконструировал новые фенотипы, нарушив корреляцию между поведением и морфологией, путем вырезания и пересадки крыльев этой мухи с обычным комнатная муха.[4] Эта манипуляция продемонстрировала, что именно поведение в сочетании с рисунком полос удерживает прыгающих пауков от нападения, но не других хищников.

Методы

Текущее использование включает обрезку или обрезку, манипуляцию с желтком, гормональное лечение, материнское выделение, манипулирование температурой или изменение состояния питания.[5] У каждого метода, несомненно, есть свои достоинства и недостатки, которые следует учитывать перед планированием эксперимента, но эти методы открывают новые возможности для исследований в сравнительной и эволюционной биологии.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Синерво, Б .; Хьюи, Р. (1990). «Аллометрическая инженерия: экспериментальная проверка причин межпопуляционных различий в производительности» (PDF). Наука. 248 (4959): 1106–1109. Bibcode:1990Sci ... 248.1106S. Дои:10.1126 / science.248.4959.1106. PMID  17733374. S2CID  3068221.
  2. ^ Holbrook, G .; Шаль, К. (2004). «Материнские вложения влияют на фенотипическую пластичность потомства у живородящего таракана». PNAS. 101 (15): 5595–5597. Bibcode:2004ПНАС..101.5595Н. Дои:10.1073 / pnas.0400209101. ЧВК  397435. PMID  15064397.
  3. ^ Андерссон, Мальте (1982). «Самка выбирает у вдовы крайнюю длину хвоста». Природа. 299 (5886): 818–820. Bibcode:1982Натура. 299..818А. Дои:10.1038 / 299818a0. S2CID  4334275.
  4. ^ Greene, E .; Орсак Л. и Уитмен Д. (1987). «Тефритовая муха имитирует территориальные проявления своих прыгающих хищников-пауков». Наука. 236 (4799): 310–312. Bibcode:1987Наука ... 236..310Г. Дои:10.1126 / science.236.4799.310. PMID  17755555. S2CID  17023853. видеть: Тефритид муха.
  5. ^ Синерво, Б. (1993). «Влияние размера потомства на физиологию и историю жизни». Бионаука. 43 (4): 210–218. Дои:10.2307/1312121. JSTOR  1312121.

дальнейшее чтение