레티컬레이트 진화

Reticulate evolution
망연자실한 진화를 묘사하는 계통발생적 네트워크: 리니지 B는 두 조상 A와 C 사이의 수평 이동에서 비롯된다.

레티컬레이트 진화, 즉 네트워크 진화는 두 개의 조상 선대의 부분적인 합병을 통해 혈통을 발생시키는 것으로, 분리수보다 계통생성 네트워크에 의해 더 잘 묘사되는 관계로 이어진다.[1] 레티컬레이션 패턴은 생물체의 특성을 비교하여 얻은 생물다양성 선형의 계통적 재구성에서 찾을 수 있다.[2] 레티컬레이션 프로세스는 잠재적으로 수렴과 분열을 동시에 일으킬 수 있다.[3] 망연자실한 진화는 두 진화적 라인 사이의 독립성의 결여를 나타낸다.[1] 레티컬레이션은 종의 생존, 건강, 분화율에 영향을 미친다.[2]

레티컬레이트 진화는 단지 짧은 시간 동안만 분리된 라인 사이에서 발생할 수 있다. 예를 들어, 종 콤플렉스의 잡종 분화를 통해서 말이다. 그럼에도 불구하고, 진핵 세포에 박테리아 기원의 유기체의 존재에 의해 예시된 것처럼, 그것은 더 큰 진화적 거리에 걸쳐 일어난다.[2]

레티컬레이션은 다양한 수준에서 발생한다:[4] 염색체 수준에서 감수 재조합은 진화를 레티컬레이션하게 하고, 종 수준에서, 레티컬레이션은 잡종 분화와 수평 유전자 전이를 통해 발생한다. 그리고 모집단 수준에서 성적 재결합은 레티컬링을 유발한다.[1]

형용사 레티컬라이트는 라틴어 레티쿨라투스(reticulatus)에서 유래한 말로, 레티쿨룸(reticulum)에서 '그물 모양의 무늬'를 가지고 있다(little net)'라는 뜻이다.[5]

기본 메커니즘 및 프로세스

19세기 이후, 다양한 분야의 과학자들은 어떻게 진화론이 발생하는지를 연구해왔다. 연구자들은 이러한 메커니즘과 과정을 확인하는 데 점점 더 성공하고 있다. 공생, 공생(내생), 횡적 유전자 전이, 잡종화, 전염성 유전 등에 의해 추진되는 것으로 밝혀졌다.[2]

공생

공생이란 서로 다른 두 생물 유기체들 사이의 밀접하고 장기적인 생물학적 상호작용이다.[6] 종종, 관련된 두 유기체는 다른 유기체와의 상호작용에 따라 새로운 특징을 발달시킨다. 이것은 새롭고 뚜렷한 유기체의 개발로 이어질 수 있다.[7][8] 공생에 따른 유전 물질의 변화는 세균선 전달이나 측면 전달을 통해 일어날 수 있다.[2][9][10] 그러므로 서로 다른 유기체들 사이의 상호작용은 한 가지 또는 두 가지 유기체의 진화를 촉진시킬 수 있다.[6]

공생생물

공생생(Endosymbiosis)은 다른 유기체 안에서 유기체가 사는 특별한 형태의 공생이다. 공생생성은 진핵생물의 기원과 진화에 매우 중요한 것으로 생각된다. 미토콘드리아와 같은 진핵 유기체는 다른 세포 안에 살고 있는 세포에 침투한 박테리아에서 비롯되었다고 이론화되었다.[11][12]

측유전자전달

횡방향 유전자 전이 또는 수평적 유전자 전달은 단세포 생물과 다세포 유기체 사이에서 부모-오프라잉 관계가 없는 유전 물질의 이동이다. 유전자의 수평적 전달은 새로운 유전자를 낳는데, 이것은 수신자에게 새로운 기능을 부여할 수 있고, 따라서 진화를 촉진시킬 수 있다.[13]

잡종화

신다르위니아 패러다임에서 한 종에 대한 가정된 정의 중 하나는 성적인 양립성을 바탕으로 종을 정의하는 마이어의 정의다.[14] 따라서 Mayr의 정의는 비옥한 자손을 생산할 수 있는 개인은 같은 종에 속해야 한다는 것을 암시한다. 그러나, 잡종화에서 두 유기체는 구별되는 종인 동시에 자손을 생산한다.[2] 잡종화 동안 이 두 가지 다른 종의 특성은 결합되어 잡종이라 불리는 새로운 유기체를 생산하여 진화를 주도한다.[15]

전염성 유전

바이러스와 같은 전염성 물질은 숙주 유기체의 세포를 감염시킬 수 있다. 바이러스는 그들 자신의 번식을 가능하게 하기 위해 다른 유기체의 세포를 감염시킨다. 여기서, 많은 바이러스들이 숙주 게놈에 그들의 유전 물질의 복사본을 삽입할 수 있고, 숙주 세포의 표현형을 바꿀 수도 있다.[16][17][18] 이 바이러스들이 그들의 유전 물질을 세균선 세포의 게놈에 삽입하면, 변형된 숙주 게놈은 유전적으로 구별되는 유기체를 생산하면서 자손에게 전달될 것이다. 따라서 전염성 유전은 진화에 중요한 역할을 하는데,[2] 예를 들어 여성 태반이 형성되는 데 중요한 역할을 한다.[19][20]

모델

레티컬트 진화는 박테리아와 꽃식물 같은 몇몇 유기체의 진화에 핵심적인 역할을 해왔다.[21][22] 그러나 대부분의 클래드 통계학 연구 방법은 레티컬레이션 진화의 중요성을 평가하지 않고 클래드생식을 엄격하게 분리한 모델에 기초해 왔다.[23] 염색체 수준, 유전체 수준 및 종 수준에서 망막화는 분기 트리에 의해 모델링되지 않는다.[1]

진화 및 분자 생물학자 포드 두리틀에 따르면: "분자 계통생성학자들은 그들의 방법이 부적절하거나 잘못된 유전자를 선택했기 때문이 아니라, 생명의 역사를 나무로 적절하게 표현할 수 없기 때문에 '진정한 나무'를 찾지 못했을 것이다."[24]

레티컬레이트 진화는 수정과 함께 수직 하강 패턴 앞에 종종 수평 교차 및 병합으로 급속한 진화적 변화를 일으키기 때문에 고전적 계통생성 트리 모델을 사용하여 성공적으로 표현될 수 없는 진화적 과정을 말한다.[25][26] 망연자실한 진화하에서 계통생성 관계를 재구성하는 것은 적응된 분석 방법이 필요하다.[27] 레티컬레이트 진화 역학은 현대 합성에 편찬된 신-다르위니난 이론과 모순되는데, 이 이론에 의해 생명의 진화는 자연 선택을 통해 발생하며 분기화 또는 래미즘화 패턴으로 표시된다. 자연 개체군에서 종들 간의 빈번한 잡종은 종들이 유전적으로 고립된 단순한 분지에 의해 공통의 조상으로부터 진화했다는 가정에 도전한다.[27][28] 레티컬레이트 진화에 대한 연구는 현대적 종합에서 크게 제외되었다고 한다.[4] "오늘날 진화는 공생, 공생, 횡유전자 전이, 잡종화, 또는 공생 메커니즘과 과정에 의해 유도된 진화적 변화의 토속적 개념"이라고 말한 나탈리 곤티에와 같은 많은 진화 생물학자들이 새로운 모델의 긴급한 필요성을 강조해왔다.유전자의 흐름과 전염성 유전과의 차이" 그녀는 진화의 메커니즘과 과정을 통합하는 확장된 진화적 합성을 요구한다.[26]

적용들

레티컬레이트 진화는 농업과 정원 가꾸기의 식물 잡종화에 광범위하게 적용되어 왔다. 최초의 상업용 하이브리드는 1920년대 초에 등장했다.[29] 이후 많은 원생성 핵융합 실험이 진행되었는데, 그 중 일부는 작물종 개량을 위한 것이었다.[30] 새롭고 개선된 종을 생산하기 위해 바람직한 농경 특성을 가진 야생 타입을 선택하고 융합한다. 새로 생성된 식물은 수율 향상, 균일성 향상, 색 개선, 질병 저항성 등의 특성을 위해 개선될 것이다.[31]

예

망상적 진화는 많은 유기체의 역사를 형성한 과정으로 간주된다.[32] 혈관종 가족 간의 변화 패턴이 광범위한 잡종화가 있었음을 강하게 시사하기 때문에 꽃이 피는 식물에서 망막증상이 일어난다는 증거가 있다.[33] 그랜트는[21] 계통발생적 나무 대신 계통발생적 네트워크가 상위 식물의 모든 주요 그룹에서 발생한다고 명시하고 있다. 혈관조영종 사이의 잡종에 의한 안정적인 분화사건은 망막진화의 발생을 지지하며, 식물 진화에서 망막진화의 주요 역할을 강조한다.[34]

유전적 전달은 미생물의 광범위한 분류학 수준에서 발생할 수 있으며 단백질 염기서열을 통해 관찰된 바와 [35][36]같이 새로운 미생물 개체군에 안정적으로 통합될 수 있다.[37] 박테리아에서의 레티컬레이션은 보통 단지 몇 개의 유전자 또는 이들 일부분의 전달만을 포함한다.[23] 횡방향 유전자 전이에 의해 추진되는 레티컬레이트 진화는 해양 생물에서도 관찰되었다.[38] 플랑크토닉 박테리아와 아르케아 사이의 광반응 유전자의 횡방향 유전적 전달은 일부 그룹에서 입증되었으며, 광체 영역에 거주하는 유기체의 환경 적응성의 관련 증가를 보여 준다.[39]

게다가, 잘 연구된 다윈에서 다윈은 망연자실한 진화의 징후를 관찰할 수 있다. 거스피자 속종의 진화 과정에 대한 광범위한 연구를 수행한 피터와 로즈마리 그랜트는 잡종 형태를 생산하면서 다윈 핀치의 일부 종 사이에 잡종화가 일어난다는 것을 발견했다. 이 사건은 중간 종의 기원을 설명할 수 있다.[40] 조나단 와이너는[41] 그랜트의 관찰에 대해 논평하면서, 망상적인 진화의 존재를 시사했다: "그랜트에게 있어, 지금은 생명의 나무 전체가 1년 전과 다르게 보인다. 그들이 연구하는 어린 나뭇가지와 새싹들의 집합은 어떤 계절에는, 다른 계절에는 별개로 함께 자라는 것처럼 보인다. 이 선들을 만들어낸 똑같은 힘이 그들을 핵융합 쪽으로 이동시킨 다음 다시 핵분열 쪽으로 이동시키고 있다."; 그리고 "교부인들은 한때 생명의 나무에서 대수롭지 않게 여겨졌던 패턴을 보고 있다. 그 패턴은 라틴어 망막에서 나오는 망막의 작은 변화로 알려져 있다. 핀치의 선은 선이나 가지가 전혀 많지 않다. 그들은 작은 네트워크와 섬세한 거미줄로 가득 찬 잔가지 같은 덤불에 더 가깝다."

참조

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외부 링크

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