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¿Libros y artículos recomendados sobre el origen y la evolución de la reproducción sexual?

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Me interesa conocer el origen y la evolución de la vida en la Tierra. En particular, un tema que me desconcierta mucho como profano es la evolución de la reproducción sexual, ya que las mutaciones del ADN tienen que ser tales que afecten tanto a mujeres como a hombres de manera coordinada para que sus órganos reproductivos coincidan entre sí en orden. para viabilizar la reproducción sexual. ¿Me recomendarían amablemente libros de alta calidad y artículos revisados ​​por pares sobre el tema que, con suerte, puedan aclarar estas preguntas? Gracias por adelantado.


Sexo perdido

El sexo es la reina de los problemas de la biología evolutiva. Generaciones de investigadores han investigado una de las últimas paradojas evolutivas que quedan: por qué existe el sexo. Dado que la reproducción sexual es costosa desde un punto de vista evolutivo, uno podría preguntarse por qué no todos los animales y plantas se reproducen asexualmente. Docenas de hipótesis contemporáneas intentan explicar la prevalencia del sexo y sus ventajas y predecir la extinción temprana de linajes completamente asexuales.

El tema principal de este libro es: ¿cuál es el destino de los grupos de animales y plantas en los que se pierde el sexo? Los capítulos iniciales discuten la teoría detrás de la vida asexual: cuáles son las principales desventajas que tienen que enfrentar los grupos asexuales, cuáles son las consecuencias genéticas y ecológicas y qué predice esta teoría para aspectos más aplicados de la vida asexual, por ejemplo, en plagas agrícolas, enfermedades así como en cultivos culturales como la uva. Los estudios de casos en muchos animales (centrados en invertebrados y vertebrados) y plantas revelan adaptaciones paralelas, pero también singularmente novedosas, a la ausencia de meiosis y singamia. Y por último, pero no menos importante, ¿están los asexuales realmente condenados a la extinción temprana o existen asexuales antiguos genuinos?

Este libro reúne las contribuciones de los grupos de investigación más importantes que se ocupan de la evolución asexual en eucariotas. Es un hito en la investigación sobre partenogénesis y será útil tanto para estudiantes de pregrado como para graduados e investigadores de alto nivel en todos los campos de la biología evolutiva, ya que la paradoja del sexo sigue siendo la reina de los problemas.

Un tema importante en el campo de la biología sexual es la divergencia entre botánicos y zoólogos en el lenguaje y, posiblemente, en la comprensión conceptual. (.) Los editores y autores deben ser aplaudidos por sus considerables esfuerzos para salvar esta división. . Lost Sex es digno de elogio por su concepción y ejecución. El volumen atraerá tanto a lectores generales como a especialistas. Debería servir como un recurso inigualable para futuros estudios sobre organismos asexuales. CIENCIA, vol 328, abril de 2010

“Lost Sex es una maravillosa obra de referencia. Su público objetivo incluye estudiantes e investigadores de biología de cualquier nivel. Dada su estructura especializada en libros de texto, solo se puede recomendar a personas no profesionales con un mínimo de conocimientos básicos de lectura ". (Alejandra Manjarrez, Lab Times, número 1, febrero de 2011)


Teorías evolutivas sobre géneroy reproducción sexual

El origen y mantenimiento del sexo y la recombinación no se explica fácilmente por selección natural. La biología evolutiva no puede revelar por qué los animales abandonarían la reproducción asexual en favor de una reproducción sexual más costosa e ineficaz. Exactamente, ¿cómo llegamos a dos géneros separados, cada uno con su propia fisiología? Si, como han argumentado los evolucionistas, hay una respuesta materialista para todo, entonces debería responderse la pregunta: ¿Por qué el sexo? ¿Es el sexo producto de un accidente histórico o producto de un Creador inteligente? El artículo actual revisa algunas de las teorías actuales sobre por qué existe la reproducción sexual en la actualidad. Sin embargo, como estas teorías intentan valientemente explicar por qué existe el sexo ahora, no explican el origen del sexo. Sugerimos que no existe una explicación naturalista que pueda explicar el origen y mantenimiento del sexo.

Introducción

Los textos de iología ilustran la evolución de las amebas. en organismos intermedios, que luego dan lugar a anfibios, reptiles, mamíferos y, eventualmente, humanos. Sin embargo, nunca sabemos exactamente cuándo o cómo se originaron los sexos independientes masculinos y femeninos. En algún lugar de este camino evolutivo, se requirieron machos y hembras para asegurar la procreación necesaria para promover la existencia de una especie en particular. Pero, ¿cómo explican los evolucionistas esto? Cuando se les presiona para responder preguntas como, "¿De dónde vienen realmente los hombres y las mujeres?", "¿Cuál es el origen evolutivo del sexo?", Los evolucionistas se quedan en silencio. ¿Cómo podría la naturaleza desarrollar un miembro femenino de una especie que produce óvulos y está equipado internamente para nutrir un embrión en crecimiento, mientras que al mismo tiempo evoluciona un miembro masculino que produce espermatozoides móviles? Y, además, ¿cómo es que estos gametos (óvulos y espermatozoides) convenientemente "evolucionaron" para que cada uno de ellos contenga mitad el número normal de cromosomas de células somáticas (corporales)? [Las células somáticas se reproducen mediante el proceso de mitosis, que mantiene el número de cromosomas estándar de la especie y los gametos se producen a través del proceso de mitosis, que reduce a la mitad ese número. Tendremos más que decir sobre ambos procesos más adelante.]

La evolución del sexo (y la capacidad reproductiva que lo acompaña) no es un tema de discusión favorito en la mayoría de los círculos evolutivos, porque no importa cuántas teorías evoquen los evolucionistas (y hay varias), aún deben superar el enorme obstáculo de explicar el origen. de la primera hembra completamente funcional y el primer macho completamente funcional necesarios para comenzar el proceso. En su libro, La obra maestra de la naturaleza: la evolución de la genética y la sexualidad, Graham Bell describió el dilema de la siguiente manera:

& lsquoSex es la reina de los problemas en biología evolutiva. Quizás ningún otro fenómeno natural haya despertado tanto interés, ciertamente ninguno ha sembrado tanta confusión. Las ideas de Darwin y Mendel, que han iluminado tantos misterios, hasta ahora no han logrado arrojar más que una luz tenue y vacilante sobre el misterio central de la sexualidad, enfatizando su oscuridad por su mismo aislamiento. & Rsquo [1]

El mismo año en que Bell publicó su libro, el conocido evolucionista Philip Kitcher señaló: "A pesar de algunas sugerencias ingeniosas de los darwinistas ortodoxos, no existe una historia darwiniana convincente sobre el surgimiento de la reproducción sexual". [2] Desde entonces, los evolucionistas han admitido libremente que el origen El género y la reproducción sexual sigue siendo uno de los problemas más difíciles de la biología (véase, por ejemplo, Maynard-Smith, 1986, p. 35). En su libro de 2001, El gen cooperativo, El evolucionista Mark Ridley escribió (bajo el título del capítulo de & ldquoThe Ultimate Existenciantial Absurdity & rdquo):

En un artículo en Biociencia en & ldquo¿Cómo surgió el sexo ?, & rdquo Julie Schecter comentó:

Este "misterio" del sexo merece una seria consideración a la luz de su "escasa difusión" en la actualidad.

& ldquoTravesuras intelectuales y confusión & rdquo& mdashor Intelligent Design?

Los evolucionistas admiten libremente que el origen del proceso sexual sigue siendo uno de los problemas más difíciles de la biología. [5] Lynn Marguilis y Dorion Sagan han propuesto una solución simple al sugerir que la herencia y el sexo mendeliano fueron un accidente histórico & mdashi.e. una especie de "vestigio quoaccidental" de la era de los organismos unicelulares. Afirman que el mantenimiento del sexo es, por tanto, una cuestión "no científica" que "conduce a confusión y daño intelectual". [6] Esto implica, sin embargo, que el sexo es inútil y que se ha conservado a lo largo de los años simplemente por accidente. Sin embargo, incluso los evolucionistas se dan cuenta de la ubicuidad y complejidad de la reproducción sexual. Niles Eldridge, un evolucionista acérrimo del Museo Americano de Historia Natural, ha declarado: & ldquoSexo ocurre en todos los grupos principales de la vida & rdquo [7].

Pero por qué ¿Es este el caso? Los evolucionistas prácticamente se han visto obligados a admitir que debe haber una "buena ventaja" en un sistema tan fisiológica y energéticamente complejo como el sexo, como admitió Mark Ridley cuando escribió: ". [Es] muy probable que el sexo tenga alguna ventaja, y que la ventaja es grande. El sexo no habría evolucionado ni se habría conservado, a menos que hubiera algunos Advantage & rdquo [8] (énfasis añadido). Sin embargo, encontrar y explicar esa ventaja parece haber eludido a nuestros colegas evolutivos. Sir John Maddox, quien se desempeñó durante más de veinticinco años como editor distinguido de Naturaleza, la prestigiosa revista publicada por la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia (y que fue nombrado caballero por la reina Isabel II en 1994 por & ldquomúltiples contribuciones a la ciencia & rdquo), escribió un libro asombroso titulado Lo que queda por descubrir en el que abordó el tema del origen del sexo, y afirmó sin rodeos:

El hecho de que las ventajas del sexo "no son obvias" es bien conocido (aunque quizás no se discuta a menudo) dentro del mundo académico. J.F. Crow lamentó:

¿Qué es eso & ldquopurpose & rdquo? ¿Y cómo puede explicarlo la evolución (a través de la selección natural)? Resulta que la mentalidad común de "la supervivencia de los más aptos" no puede comenzar a explicar el alto costo de desarrollar primero, y luego mantener, el aparato sexual. La reproducción sexual requiere que los organismos primero produzcan y luego mantengan gametos (células reproductoras, es decir, espermatozoides y óvulos).

Además, varios tipos de factores de incompatibilidad (como el factor Rh en sangre entre la madre y el niño) transmiten más & ldquocosts & rdquo (algunos de los cuales pueden poner en peligro la vida) que son automáticamente inherentes a este medio de reproducción & ldquo-caro & rdquo. En los organismos sexuales, también pueden surgir problemas con respecto al rechazo de tejido entre la madre y el embrión recién formado. El sistema inmunológico humano está atento a la identificación de tejidos extraños (como un embrión que lleva la mitad de la información genética masculina), sin embargo, los evolucionistas sostienen que el sistema reproductivo humano ha "evolucionado de forma selectiva" este método de reproducción "elaborado, ubicuo y caro".

Es nuestro argumento, basado en la evidencia, que la complejidad, la complejidad y el contenido informativo asociado con la reproducción sexual exigen la conclusión de que el sexo no es ni un "accidente histórico" que resulta en un bagaje evolutivo, ni un producto de la evolución orgánica en sí, sino que es el producto de un Creador inteligente.

De la reproducción asexual a la sexual& mdashEl origen del sexo

Muchos organismos unicelulares se reproducen asexualmente. Si todos descendemos de estas criaturas unicelulares, como han sugerido Margulis y Sagan, ¿por qué se dejó de lado el método simple pero eficiente de reproducción asexual en favor de la reproducción sexual? Dobzhansky y sus coautores comentaron sobre esta dificultad irónica en su libro, Evolución:

La reproducción asexual es la formación de nuevos individuos a partir de células de un solo padre, sin formación de gametos ni fertilización por otro miembro de la especie. Por tanto, la reproducción asexual no requiere un padre productor de óvulos y un padre productor de esperma. Un padre soltero es todo lo que se requiere. La esporulación (la formación de esporas) es un método de reproducción asexual entre protozoos y ciertas plantas. Una espora es una célula reproductiva que produce un nuevo organismo sin fertilización. En ciertas formas inferiores de animales (p. Ej., Hidra) y en levaduras, la gemación es una forma común de reproducción asexual a medida que una pequeña protuberancia en la superficie de la célula madre aumenta de tamaño hasta que se forma una pared para separar al nuevo individuo (el brote ) del padre. La regeneración es otra forma de reproducción asexual que permite a los organismos (por ejemplo, estrellas de mar y salamandras) reemplazar las partes lesionadas o perdidas.

Mientras luchaban por explicar la existencia de la reproducción sexual en la naturaleza, los evolucionistas han sugerido cuatro teorías diferentes (y a veces contradictorias), conocidas en la literatura como: (1) el principio de la lotería (2) la hipótesis del banco enredado (3) el rojo La hipótesis de la reina y (4) la hipótesis de la reparación del ADN. Nos gustaría discutir cada uno brevemente.

El principio de la lotería

El principio de la lotería fue sugerido por primera vez por el biólogo estadounidense George C. Williams en su monografía, Sexo y evolución. [12] La idea de Williams era que la reproducción sexual introducía la variedad genética para permitir que los genes sobrevivieran en entornos cambiantes o nuevos. Usó la analogía de la lotería para transmitir el concepto de que la cría asexualmente Sería como comprar una gran cantidad de boletos para una lotería nacional pero dándoles a todos el mismo número. Sexual la reproducción, en cambio, sería como comprar un número reducido de entradas, pero dándole a cada una de ellas un número diferente.

La idea esencial detrás del Principio de la Lotería es que dado que el sexo introduce variabilidad, los organismos tendrían más posibilidades de producir descendencia que sobrevivirá si reproducen una variedad de tipos en lugar de simplemente más de los mismos. Los que defienden el principio de la lotería señalan que, en su opinión, la reproducción asexual está mal equipada para adaptarse a las condiciones ambientales que cambian rápidamente debido al hecho de que la descendencia son duplicados exactos (es decir, clones) de sus padres, y por lo tanto, poseen inherentemente menos variación genética que, en última instancia, podría conducir a una adaptabilidad radicalmente mejorada y una probabilidad mucho mayor de supervivencia). Como escribió Carl Zimmer bajo el título de & ldquoEvolution from Within & rdquo en su volumen, Parásito rex: & ldquoUna línea de clones podría funcionar bastante bien en un bosque, pero ¿qué pasaría si ese bosque se transformara en unos pocos siglos en una pradera? El sexo trajo las variaciones que podrían permitir que los organismos sobrevivieran al cambio. & Rdquo [13] Matt Ridley agregó:

Sería "dos veces más bueno" o "dos veces más adecuado", por supuesto, porque tenía el doble de la dotación genética (habiendo recibido la mitad de cada uno de los dos padres). Como Reichenbach y Anderson resumieron el tema:

Es esa "diversidad de especies", según el principio, lo que ayuda a un organismo a mantener su ventaja competitiva en la naturaleza y la lucha por "la supervivencia de los más aptos". Pero el principio de la lotería ha atravesado tiempos difíciles últimamente. Sugiere que el sexo se vería favorecido por un variable medio ambiente, sin embargo, una inspección de cerca de la distribución global del sexo revela que donde los entornos son estable (como en los trópicos), sexual la reproducción es la más común. Por el contrario, en áreas donde el medio ambiente es inestable (como en altitudes elevadas o en cuerpos pequeños o en agua), asexual la reproducción abunda.

La hipótesis del banco enredado

La hipótesis del banco enredado sugiere que el sexo evolucionó para preparar a la descendencia para el complicado mundo que los rodea. La fraseología & ldquotangled bank & rdquo proviene del último párrafo de Darwin & rsquos Origen de las especies, en el que se refirió a una amplia variedad de criaturas que compiten por la luz y la comida en un "banco encuadrado". . Como lo describió Zimmer:

La hipótesis del banco enredado, sin embargo, también ha atravesado tiempos difíciles. En su libro, Evolución y comportamiento humano, John Cartwright concluyó:

De hecho, la evidencia sugiere & ldquot que las especies pasan vastos períodos de tiempo sin cambiar mucho. & Rdquo Considere la siguiente admisión a la luz de ese punto. Según Margulis y Sagan, las bacterias "evolucionaron" de tal manera que, en última instancia, son las responsables de la reproducción sexual. Sin embargo, si ese es el caso, ¿por qué, entonces, las bacterias mismas han permanecido prácticamente sin cambios, desde un punto de vista evolutivo, durante miles de millones de años de historia de la Tierra? En su libro, Evolución de los organismos vivos, el eminente zoólogo francés, Pierre-Paul Grass, planteó este mismo punto.

Además, cabe señalar que hoy en día todavía vemos organismos que se reproducen asexualmente, así como organismos que se reproducen sexualmente, lo que plantea la pregunta obvia: ¿Por qué algunos organismos continúan reproduciéndose asexualmente, mientras que otros han "evolucionado" la capacidad de reproducirse sexualmente? ¿No han quitado los organismos asexuales alguna vez una variedad genética para permitir que los genes sobrevivan en entornos cambiantes o novedosos (el Principio de la Lotería)? ¿No han querido alguna vez preparar a sus descendientes para el complicado mundo que los rodea (la hipótesis del banco enredado)?

La hipótesis de la reina roja

La hipótesis de la Reina Roja fue sugerida por primera vez por Leigh Van Valen en un artículo titulado & ldquoA New Evolutionary Law & rdquo in Teoría evolutiva. [19] Su investigación sugirió que la probabilidad de que los organismos se extingan no tiene relación con el tiempo que ya pueden haber sobrevivido. En otras palabras, como lo expresó Cartwright: "Es un pensamiento aleccionador que la lucha por la existencia nunca se vuelve más fácil, por muy bien adaptado que esté un animal, todavía tiene las mismas posibilidades de extinción que una especie recién formada". [20] Biólogos llegó a referirse al concepto como la Hipótesis de la Reina Roja, que lleva el nombre del personaje de Lewis Carroll & rsquos Através del espejo que llevó a Alice a una larga carrera que en realidad no llegó a ninguna parte. Como la reina le dijo a la pobre Alicia: "Ahora, aquí, ya ves, se necesita todo lo que puedas correr para mantenerte en el mismo lugar". Piensa en ello como una "carrera armamentista genética" en la que un animal debe correr constantemente el desafío genético. de poder perseguir a sus presas, eludir a los depredadores y resistir la infección de organismos que causan enfermedades. En el mundo de la Reina Roja, los organismos tienen que correr rápido, ¡solo para quedarse quietos! Es decir, constantemente tienen que & ldquorun para tratar de mejorar & rdquo (y el desarrollo del sexo sería una forma de lograrlo). Sin embargo, hacerlo no proporciona una garantía automática de ganar la lucha conocida como "la supervivencia del más apto". evolucionistas de todo el mundo al intentar explicar la razón del "por qué" del sexo.

La hipótesis de la reparación del ADN

Piensa sobre esto. ¿Por qué los bebés nacen jóvenes? Pregunta estúpida y mdash con una respuesta evidente, ¿verdad? Los evolucionistas sugieren lo contrario. El punto de la pregunta es este. Nuestras células somáticas (corporales) envejecen. Sin embargo, a las células de un recién nacido se les ha retrasado el reloj y se han vuelto a poner en orden. Las células somáticas mueren, pero la línea germinal parece ser prácticamente inmortal. ¿Por qué es este el caso? ¿Cómo pueden las "personas antiguas" producir bebés "jóvenes"? En un artículo histórico publicado en 1989, Bernstein, Hopf y Michod sugirieron que habían descubierto la respuesta:

El ADN se puede dañar de al menos dos formas. Primero, la radiación ionizante o los químicos mutagénicos pueden alterar el código genético. O, en segundo lugar, una mutación puede ocurrir a través de errores durante el proceso de replicación en sí. La mayoría de las mutaciones son perjudiciales (ver Cartwright [22]). En un organismo asexual, por definición, cualquier mutación que ocurra en una generación se transmitirá automáticamente a la siguiente. En su libro, La reina roja [23] Matt Ridley lo comparó con lo que ocurre cuando fotocopias un documento, luego fotocopias la fotocopia y luego fotocopias esa fotocopia, etc. Con el tiempo, la calidad se deteriora gravemente. Los organismos asexuales, a medida que continúan acumulando mutaciones, se enfrentan a la desagradable perspectiva de volverse a la vez incapaces de reproducirse e inviables, ninguno de los cuales sería de ninguna ayuda para la evolución. [Comúnmente conocido como hipótesis de Muller & rsquos Ratchet, el mecanismo opera como un trinquete hacia abajo en poblaciones asexuales con cualquier mutación deletérea que ocurra en un organismo de transmisión vertical.]

Pero la reproducción sexual permite que la mayoría de las plantas y animales creen descendencia con buenas copias de dos genes a través del cruzamiento y, por lo tanto, ayudaría a eliminar este trinquete descendente, ya que las mutaciones, aunque aún podrían transmitirse de una generación a la siguiente, no necesariamente lo serían. expresado en la próxima generación (debe aparecer una mutación en los genes de ambos padres antes de que se exprese en la descendencia). Como lo expresó Cartwright:

Pero, como Cartwright llegó a admitir: "Esta teoría no está exenta de problemas y críticas". [25] Uno de esos problemas, expresado por Mark Ridley (no es pariente de Matt), es: "No sabemos con certeza que el sexo existe". para purgar genes malos. & rdquo [26] ¡No, ciertamente no lo hacemos! Y, de hecho, está empezando a acumularse evidencia de que tal vez la Hipótesis de Reparación del ADN esté en sí misma en necesidad de una & ldquoreparación & rdquo. Como señaló Maddox:

No debemos pasar por alto un hecho importante a lo largo de todo esto: estas teorías intentan valientemente explicar por qué el sexo existe ahora, pero no explican el origen del sexo. ¿Cómo, exactamente, logró la naturaleza la "invención" del maravilloso proceso que conocemos como sexo? Al abordar este mismo problema, Maddox preguntó con curiosidad:

¡Exactamente nuestro punto! Una cosa es desarrollar una teoría o hipótesis para explicar algo que ya existe, pero es completamente diferente desarrollar una teoría o hipótesis para explicar por qué ese algo (en este caso, sexo) existe. Como Mark Ridley admitió a regañadientes: & ldquoSex no se usa simplemente por falta de una alternativa. Nada, en un sentido evolutivo, efectivo organismos para reproducirse sexualmente y rdquo [29] [emp. adicional].

Quizás Cartwright resumió bien el tema cuando dijo: "Quizás no haya una única explicación para el mantenimiento del sexo frente a un costo severo". [30] Dado que está hablando de una explicación estrictamente naturalista, estaríamos totalmente de acuerdo. Pero sugeriríamos que no existe una explicación naturalista para el origen o el mantenimiento del sexo.

POR QUÉ SEXO?

Entonces, ¿por qué existe el sexo? En su libro de 2001, Evolución: el triunfo de una idea, Carl Zimmer admitió:

Desde un punto de vista evolutivo, el sexo definitivamente es "una forma ineficiente de reproducirse". Piense en todo el proceso sexual que conlleva, incluida la complejidad involucrada en la reproducción de la información contenida en el ADN. Es la complejidad de este proceso, y la manera en que se copia de generación en generación, lo que prácticamente llevó a Mark Ridley a la distracción en El gen cooperativo.

Una vez más, desde un punto de vista evolutivo, el sexo se consideraría & ldquoabsurd & rdquo. Pero desde un punto de vista diseño mirador, es nada menos que increíble!

Sin embargo, hay una pregunta aún más importante que por qué el sexo existe. Cómo ¿El sexo llegó a existir? La evolución depende del cambio (la palabra inglesa & ldquoevolution & rdquo deriva del latín evolucionar, que significa & ldquoto desenrollar, cambiar & rdquo). Obviamente, si todo siguiera igual, no habría evolución. Los evolucionistas creen que las fuerzas impulsoras detrás de la evolución son la selección natural y las mutaciones genéticas que ocurren durante largos períodos de tiempo geológico (ver Peter Ward [33]). Las mutaciones son principalmente el resultado de errores que ocurren durante la replicación del ADN. Hay tres tipos diferentes de mutaciones: beneficiosas, perjudiciales y neutrales (véase Mayr [34]). Las mutaciones neutrales (que ciertamente ocurren) son, como su nombre lo indica, "quoneutrales". No "impulsan" la evolución hacia adelante de manera significativa. Las mutaciones deletéreas & ldquow serán seleccionadas y serán eliminadas a su debido tiempo & rdquo [35] Eso, entonces, deja mutaciones beneficiosas, que, según los evolucionistas, se incorporan a la especie por selección natural, resultando eventualmente en organismos nuevos y diferentes.

Pero, ¿qué tiene que ver todo esto con el origen del sexo? Los evolucionistas se adhieren a la opinión de que los primeros organismos en la Tierra fueron asexual, y, por lo tanto, creen que, durante miles de millones de años de la historia de la Tierra, los organismos asexuales experimentaron numerosas mutaciones beneficiosas que los hicieron evolucionar a sexual organismos. Pero el cambio de un procariota asexual unicelular (como una bacteria) en un eucariota sexual multicelular no sería un proceso "equomágico" llevado a cabo por unas pocas mutaciones beneficiosas bien elegidas (como si la naturaleza tuviera el poder de & ldquoelija & rdquo cualquier cosa!). De hecho, sería todo lo contrario. ¿Porque? Ernst Mayr, quien indudablemente se ubica como el taxonomista evolutivo más eminente del mundo, comentó en su libro: Qué es la evolución: & ldquoCualquier mutación que induzca cambios en el fenotipo [la estructura física externa de un organismo-BT / BH] será favorecida o discriminada por la selección natural. [L] a ocurrencia de nuevas mutaciones beneficiosas es bastante rara& rdquo [36] [énfasis. adicional]. Las mutaciones beneficiosas (es decir, aquellas que proporcionan información adicional e instrucciones para el organismo) son de hecho `` bastante raras ''. Además, como se sabe que los evolucionistas admiten con bastante franqueza, las mutaciones que afectan el fenotipo casi siempre son dañino (ver Crow [37] Cartwright [38]). El famoso genetista de la Universidad de Stanford, Luigi Cavalli-Sforza (quien es el jefe del Proyecto Internacional del Genoma Humano), abordó este hecho cuando escribió:

Al abordar la completa ineficacia de las mutaciones como un supuesto mecanismo evolutivo, el Dr. Grass observó:

Grass no es el único evolucionista prominente que adopta tal punto de vista con respecto a las mutaciones como una fuerza impulsora ineficaz de la evolución. En un discurso presentado en Hobart College hace varios años, el fallecido paleontólogo de Harvard Stephen Jay Gould habló de una manera un tanto militante sobre el tema cuando dijo:

Todo esto plantea la pregunta: si las mutaciones son no la causa del cambio evolutivo, entonces, ¿cuál es?

Sin embargo, hay más en el problema del origen del sexo que "sólo" el hecho de mutaciones beneficiosas raras y sus primos mucho más frecuentes, las mutaciones dañinas y deletéreas. Existe el problema adicional relacionado con los dos tipos diferentes de división celular que mencionamos anteriormente: mitosis y meiosis. Durante la mitosis, todos de los cromosomas se copian y pasan de la célula madre a las células hijas. La meiosis (del griego que significa dividir), por otro lado, ocurre solo en las células sexuales (es decir, óvulos y espermatozoides) durante este tipo de replicación. sólo la mitad del material cromosómico se copia y se transmite. [Para obtener una descripción excelente y actualizada del complicado proceso de dos partes mediante el cual se produce la meiosis, consulte Mayr [42]] Una vez que se ha producido la meiosis,

Son precisamente esos hechos los que supuestamente la meiosis ha "evolucionado" la capacidad de reducir a la mitad el número de cromosomas (pero solo para los gametos), y que en realidad puede proporcionar "material nuevo ilimitado", lo que hace que el proceso meiótico sea tan increíble. Y la naturaleza crítica de la meiosis para la vida tal como la conocemos ha sido reconocida (aunque quizás a regañadientes) incluso por los evolucionistas. Margulis y Sagan, por ejemplo, escribieron:

Estos dos evolucionistas han admitido que la meiosis es fundamental para la reproducción sexual. Sin embargo, en su volumen, Verdades inclinadas, afirmaron inequívocamente que el sexo meiótico evolucionó "hace 520 millones de años". [45] ¿Cómo, por favor dígame, podrían las bacterias que se supone que son responsables de la evolución del sexo se han "quostabilizado hace mil millones de años" (como Grass observó que lo hicieron)? , y luego 500 millones de años después esa estabilización, mutar lo suficiente como para "evolucionar" el laborioso proceso de la meiosis? ¿En algún momento los autores deben ser cuestionados sobre el fundamento de su pensamiento? Lea atentamente el siguiente escenario, como se establece en el libro de Jennifer Ackerman & rsquos 2001, Oportunidad en la Casa del Destino, y mientras lo hace, concéntrese en los elementos que hemos colocado en negrita que pretenden llamar la atención del lector y rsquos sobre la naturaleza & ldquo-so & rdquo del relato que se ofrece.

Las primeras células sexuales mayo ha sido. Por casualidad, algunos podría haber sido. Quizás Algunos fueron. Tiempo extraordinario, los. No es de extrañar que, en sus momentos más sinceros, los evolucionistas admitan, como finalmente lo hizo Ackerman, que "cuando se trata de sexo, habitamos un misterio". [47]

Sin embargo, observe la admisión de Margulis y Sagan de que la "quomeiosis parece estar relacionada con la diferenciación compleja de células y tejidos".¡ahora! Pero, ¿cómo se inició un proceso tan increíblemente complejo como la meiosis? ¿Qué (o, mejor aún, OMS) & ldquointricadamente conectado con la diferenciación compleja de células y tejidos & rdquo? Con el debido respeto, no hay un evolucionista en el planeta que haya podido dar una explicación adecuada (mucho menos creíble) sobre cómo las células somáticas se reproducen por mitosis (manteniendo así el número de cromosomas estándar de la especie en cada célula), mientras que los gametos son producidos por meiosis y mdash, donde el número de cromosomas se reduce a la mitad de modo que, en la unión de los gametos masculino y femenino durante la reproducción, se restablece el número estándar.

Conclusión

Lewis Thomas, el médico de gran prestigio que se desempeñó durante muchos años como presidente y canciller del prestigioso Sloan-Kettering Cancer Center en Manhattan, no pudo contener ni su entusiasmo ni sus elogios por el sistema que conocemos como "reproducción homosexual". su libro, La medusa y el caracol, escribió sobre el "quomiracle" de cómo se forma un espermatozoide con un óvulo para producir la célula que conocemos como cigoto, que, nueve meses después, se convertirá en un ser humano recién nacido. Él concluyó:

El dinero del Dr. Thomas está perfectamente seguro. Nadie ha sido capaz de explicar & mdashdesde un punto de vista evolutivo & mdash el origen del sexo, el origen del proceso meiótico increíblemente complejo que hace posible el sexo, o el intrincado desarrollo del embrión (que es en sí mismo una maravilla del diseño). En el momento de la concepción, los cromosomas heredados de los espermatozoides se emparejan con los cromosomas heredados del óvulo para dar al nuevo organismo su complemento cromosómico completo. Los teóricos evolucionistas nos piden que creamos que ocurrencias aleatorias y fortuitas provocaron este proceso maravillosamente interdependiente de, primero, dividir la información genética en mitades iguales y, segundo, recombinarla a través de la reproducción sexual. No solo se requiere un proceso intrincado para producir un espermatozoide o un óvulo en primer lugar a través de la meiosis, sino que también se requiere otro mecanismo igualmente complejo para reunir la información genética durante la fertilización con el fin de producir el cigoto, que se convertirá en el embrión, que se convertirá en el feto, que eventualmente se convertirá en el recién nacido. La idea de que todo esto "acaba de evolucionar" es indigna de consideración o aceptación, especialmente a la luz de las pruebas que tenemos a mano.

La forma sumamente compleja e intrincada en la que el cuerpo humano reproduce la descendencia no es una cuestión de mera casualidad o un "papel equitativo de los dados". Más bien, es el producto de un Creador inteligente. Albert Einstein lo dijo bien cuando afirmó: "Dios no juega a los dados con el universo". [49]


La teoría moderna de la evolución biológica: una síntesis ampliada

En 1858, dos naturalistas, Charles Darwin y Alfred Russel Wallace, propusieron de forma independiente la selección natural como el mecanismo básico responsable del origen de nuevas variantes fenotípicas y, en última instancia, nuevas especies. A large body of evidence for this hypothesis was published in Darwin's Origin of Species one year later, the appearance of which provoked other leading scientists like August Weismann to adopt and amplify Darwin's perspective. Weismann's neo-Darwinian theory of evolution was further elaborated, most notably in a series of books by Theodosius Dobzhansky, Ernst Mayr, Julian Huxley and others. In this article we first summarize the history of life on Earth and provide recent evidence demonstrating that Darwin's dilemma (the apparent missing Precambrian record of life) has been resolved. Next, the historical development and structure of the "modern synthesis" is described within the context of the following topics: paleobiology and rates of evolution, mass extinctions and species selection, macroevolution and punctuated equilibrium, sexual reproduction and recombination, sexual selection and altruism, endosymbiosis and eukaryotic cell evolution, evolutionary developmental biology, phenotypic plasticity, epigenetic inheritance and molecular evolution, experimental bacterial evolution, and computer simulations (in silico evolution of digital organisms). In addition, we discuss the expansion of the modern synthesis, embracing all branches of scientific disciplines. It is concluded that the basic tenets of the synthetic theory have survived, but in modified form. These sub-theories require continued elaboration, particularly in light of molecular biology, to answer open-ended questions concerning the mechanisms of evolution in all five kingdoms of life.


The Origin of Mind:

Darwin considered an understanding of the evolution of the human mind and brain to be of major importance to the evolutionary sciences. This ground-breaking book sets out a comprehensive, integrated theory of why and how the human mind has developed to function as it does. Geary proposes that human motivational, affective, behavioral, and cognitive systems have evolved to process social and ecological information (e.g., facial expressions) that covaried with survival or reproductive options during human evolution.

Further, he argues that the ultimate focus of all of these systems is to support our attempts to gain access to and control of resources—more specifically, the social (e.g., mates), biological (e.g., food), and physical (e.g., territory) resources that supported successful survival and reproduction over time. In this view, Darwin's conceptualization of natural selection as a "struggle for existence" becomes, for us, a struggle with other human beings for control of the available resources.

This struggle provides a means of integrating modular brain and cognitive systems such as language with those brain and cognitive systems that support general intelligence. To support his arguments, Geary draws upon an impressive array of recent findings in cognitive science and neuroscience, as well as primatology, anthropology, and sociology.

The book also explores a number of issues that are of interest in modern society, including how general intelligence relates to academic achievement, occupational status, and income. Readers will find this book a thought-provoking read and an impetus for new theories of mind.

  1. Introduction and Overview
  2. Natural and Sexual Selection
  3. Hominid Evolution and the Motivation to Control
  4. Evolution and Development of Brain and Cognition
  5. Modular Domains of the Human Mind
  6. Heuristics and Controlled Problem Solving
  7. Evolution of Control-Related Mental Models
  8. Evolution of General Intelligence
  9. General Intelligence in Modern Society

David C. Geary received his Ph.D. in developmental psychology in 1986 from the University of California at Riverside and from there held faculty positions at the University of Texas at El Paso and the University of Missouri, first at the Rolla campus and then in Columbia. Dr. Geary is Department Chair and Professor of Psychological Sciences, and from 2000 to 2003 was the University of Missouri's Middlebush Professor of Psychological Sciences.

He has published more than 110 articles and chapters across a wide range of topics, including cognitive and developmental psychology, education, evolutionary biology, and medicine. His first two books, Children's mathematical development (1994) and Male, female: The evolution of human sex differences (1998), were also published by the American Psychological Association.

He has given invited addresses in a variety of departments (anthropology, biology, behavior genetics, computer science, education, government, mathematics, neuroscience, physics, and psychology) and Universities throughout the United States, as well as in Belgium, Canada, Germany, and Italy. In addition to these activities, he was one of the primary contributors to the Mathematics Framework for California Public Schools: Kindergarten through grade twelve. Among many distinctions is the Chancellor's Award for Outstanding Research and Creative Activity in the Social and Behavioral Sciences (1996).

This book is extraordinarily well-organized, and the prose is clear and readable. Muy recomendable.
—CHOICE Magazine

A coherent and satisfying framework for the sciences of mind…invaluable both as a reference work and as a road map for the sprawling territory covered by modern psychology and neighboring sciences.
—Steven Pinker, Johnstone Professor of Psychology, Harvard University, author of How the Mind Works y La pizarra en blanco


Características clave

  • Forms a valuable source of recent references on the current research in crustacean reproductive physiology
  • Covers various mating and breeding systems, providing illustrative examples for sexual selection, parental care of developing eggs and embryos, and the evolution of other reproductive behaviors
  • Features contributions written in the form of review articles, enabling readers to not only gain information in the respective subject, but also help them stimulate ideas in their chosen field of research
  • Includes a glossary created by the author to define technical terms
  • Demonstrates the ability of crustacean species to serve as useful model systems for other organisms, to investigate issues related to sexual conflict, mate choice, and sperm competition
  • Discusses techniques in endocrine research to help researchers in aquaculture develop protocols in the control of reproduction

At once a spirited defense of Darwinian explanations of biology and an elegant primer on evolution for the general reader, What Evolution Is poses the questions at the heart of evolutionary theory and considers how our improved understanding of evolution has affected the viewpoints and values of modern . More »


On these grounds I drop my anchor

De Darwin En el origen de las especies went through six editions between 1859 and 1872, over the course of which he refined some points, answered critics, and cited new discoveries supporting his arguments (e.g., Kottler 1978, Sulloway 1979, Rhodes 1987). Natural selection had its ups and downs, and for many decades after the Origen's publication, the idea was more down than up—Darwin was far more successful in convincing readers of the reality of transmutation than of his proposed mechanism driving the process. The essence of Darwin's vision for common descent by natural selection, gradually and over immense time periods resulting in marvelous adaptations and the ever-branching “tree of life,” remains very much intact today by the end of his century, however, many subscribed instead to neo-Lamarckian processes, concepts of evolution as an unfolding plan of organic progression, and “hopeful monsters” and other models of saltational evolution ( Bowler 1983).

Darwin's belief in the primacy of natural selection wavered little in his later years, and he pointed out that he never argued that it was the sole agent of transmutation, despite claims to the contrary. He asserts in the Origen's final edition that while “it has been stated that I attribute the modification of species exclusively to natural selection, I may be permitted to remark that in the first edition of this work, and subsequently, I placed in a most conspicuous position—namely, at the close of the Introduction—the following words: ‘I am convinced that natural selection has been the main but not the exclusive means of modification.’ This has been of no avail,” he lamented “Great is the power of steady misrepresentation.”

Although there was debate over the process of evolution, evolution itself quickly became the cornerstone of biology that it is today. Darwin was steadfast in his belief in the scientific process that led him to his insights, a commitment to natural law reflected in the epigraphs (Bacon and Whewell) he selected for the Origen. Ultimately, it was the astonishing range of observations and phenomena explicable once a process of transmutation is posited that convinced most of his readers of evolutionary change, just as it had convinced him years earlier. “I fully admit there are very many difficulties,” he wrote to Asa Gray shortly after the Origen was published, “but I cannot possibly believe that a false theory would explain so many classes of facts as I think it certainly does explain. On these grounds I drop my anchor, and believe that the difficulties will slowly disappear” (Burkhardt et al., vol. 7, p. 369).

The light shed by evolutionary theory today on even more “classes of facts” than Darwin could have imagined is an excellent starting point in educating students and the general public about this remarkable science. In doing so, we might profitably take a page from Darwin's playbook and teach Darwin with Darwin himself ( Costa 2003). The most readily appreciated argument in support of the reality of species change is the very one that convinced the young Darwin: the expansive explanatory power of the concept, tying together seemingly disparate fields. Most of Darwin's contemporaries saw how compellingly his theory unified biogeography, paleontology, embryology, instinct, and other fields. Modern students are in a position to appreciate a far more expansive unification, encompassing new disciplines unknown to Darwin—the fruits of more than a century of research since the Origen's final edition.

Drawing on Darwin's own intellectual odyssey and the way in which he argued for his theory, we can at once highlight the creative process of scientific discovery, illuminate the rich interplay of induction and deduction in formulating hypotheses, and show how predictions can be framed and tested on the basis of those hypotheses. My approach in the classroom is to draw on the rich literature of Darwin and Darwiniana, from diaries and notebooks to letters, books, and articles, a stunning corpus that, together with more contemporary scholarly works, traces the arc of Darwin's life and thought for my students, much as I have tried to do here. This narrative also reveals the woefully misguided dismissal of Darwin's ideas as “only a theory,” or merely an offhand notion that Darwin cooked up in a day, for the pernicious misconceptions that they are. That such views remain pervasive in our culture is symptomatic of a persistent misunderstanding of the nature of science, a misunderstanding that threatens to undermine American scientific leadership and global competitiveness if left unaddressed ( NAS 2008).

The happy occasion of the dual Darwin anniversary of 2009 presents an opportunity to do more than celebrate the achievements of Darwin, Wallace, and their successors, and the exciting state of evolutionary biology today. It is also an occasion to reflect on how we can best teach our subject. For starters, I would look to Darwin. Let us also drop our anchor on his philosophical grounds, and follow his lead from there.

Expresiones de gratitud

I thank the innumerable Darwin scholars whose labors of love have bestowed upon the world so much exciting Darwin literature, and Leslie Costa and three anonymous reviewers for helpful comments and criticisms on the manuscript.


The Biology of Reproduction

This book has been cited by the following publications. This list is generated based on data provided by CrossRef.
  • Publisher: Cambridge University Press
  • Online publication date: September 2019
  • Print publication year: 2019
  • Online ISBN: 9781108758970
  • DOI: https://doi.org/10.1017/9781108758970
  • Subjects: Plant Sciences, Life Sciences, Zoology

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Book description

Reproduction is a fundamental feature of life, it is the way life persists across the ages. This book offers new, wider vistas on this fundamental biological phenomenon, exploring how it works through the whole tree of life. It explores facets such as asexual reproduction, parthenogenesis, sex determination and reproductive investment, with a taxonomic coverage extended over all the main groups - animals, plants including 'algae', fungi, protists and bacteria. It collates into one volume perspectives from varied disciplines - including zoology, botany, microbiology, genetics, cell biology, developmental biology, evolutionary biology, animal and plant physiology, and ethology - integrating information into a common language. Crucially, the book aims to identify the commonalties among reproductive phenomena, while demonstrating the diversity even amongst closely related taxa. Its integrated approach makes this a valuable reference book for students and researchers, as well as an effective entry point for deeper study on specific topics.

Reseñas

'Fusco’s and Minelli’s The Biology of Reproduction is impressive in scope. Rather than adopting a more restricted perspective on reproduction - be it on reproduction in mammals, animals, or plants - this book provides a comprehensive overview of the various similarities and variations of this central biological phenomenon across the whole tree of life. In an easily accessible style and exemplified through a wide range of illustrations, it offers the reader a great stepping stone to more in-depth comparative studies. Its greatest strengths are twofold. First, through its impressive taxonomic coverage it directly counteracts longstanding biases in our understanding of reproduction imposed through the selective use of a few model organisms. Second, the authors nicely link empirical findings with conceptual discussions on biological individuality and the boundaries between reproduction and development. Thus, this book is of use not only for biology students and professors but also for philosophers of biology. Highly recommended.'

Jan Baedke - Ruhr-Universität Bochum, Germany

'Crucially, The Biology of Reproduction successfully identifies the commonalties among reproductive phenomena, while demonstrating the diversity even amongst closely related taxa. Its integrated approach makes The Biology of Reproduction a valuable reference book for students and researchers, as well as an effective entry point for deeper study on specific topics.'

James A. Cox Source: Midwest Book Review

‘[Giuseppe Fusco and Alessandro Minelli] have created an excellent new resource on a subject that is almost impossible to define, bringing together diagrams, photographs, and illustrations from many sources. This is truly a reference work, yet it prominently features accessibility … Readers will no doubt find the coverage of this interplay interesting.’

‘Overall, The Biology of Reproduction offers readers a very comprehensive review of reproductive biology that cuts across all clades. This will be especially valuable for biologists who do most of their work within a relatively small subset of organisms, and for whom many novel reproductive strategies may be unknown … the book will be valuable to anyone seeking a detailed reference for comparative reproductive biology, where it makes sense to prioritize breadth ahead of depth. Moreover, it would also be a suitable choice as a textbook for a course on reproductive biology or the evolution of reproductive systems (at either the undergraduate or postgraduate level), since the text is organized well and easy to read.’

P. William Hughes Source: Evolution

‘… places reproduction at the forefront and beautifully summarizes the vast array of reproductive strategies from a diverse range of organisms, including bacteria, plants and animals. This book is unparalleled in scope and in addition to covering the natural history of reproduction and highlighting fascinating life-history strategies … covers the fundamental aspects of reproduction including key definitions, genetics and cytogenetics, and sex determination … well-written and organized with excellent taxonomic and subject indexes … this book is beautifully illustrated with informative and well-thought-out diagrams. The Biology of Reproduction is, therefore, suitable as an introductory or a more advanced text … is also a valuable primer for students and researchers interested in comparative and evolutionary reproductive biology … provides a comprehensive introduction to the diverse range of reproductive strategies found in nature and in doing so clarifies key terminology and concepts in a text which will be equally valuable to the student and expert alike.’

Elizabeth J. Duncan Source: Invertebrate Reproduction & Development

‘Fusco and Minelli’s The Biology of Reproduction is a much-needed and welcome addition. It allows readers to place whatever model system and aspect of reproductive biology they seek into a broader context, across levels of biological organization but also in relation to the breathtaking diversity that exists among living systems in when, where, and by what means the continuity of life is made possible.’


The modern theory of biological evolution: an expanded synthesis

In 1858, two naturalists, Charles Darwin and Alfred Russel Wallace, independently proposed natural selection as the basic mechanism responsible for the origin of new phenotypic variants and, ultimately, new species. A large body of evidence for this hypothesis was published in Darwin’s Origen de las especies one year later, the appearance of which provoked other leading scientists like August Weismann to adopt and amplify Darwin’s perspective. Weismann’s neo-Darwinian theory of evolution was further elaborated, most notably in a series of books by Theodosius Dobzhansky, Ernst Mayr, Julian Huxley and others. In this article we first summarize the history of life on Earth and provide recent evidence demonstrating that Darwin’s dilemma (the apparent missing Precambrian record of life) has been resolved. Next, the historical development and structure of the “modern synthesis” is described within the context of the following topics: paleobiology and rates of evolution, mass extinctions and species selection, macroevolution and punctuated equilibrium, sexual reproduction and recombination, sexual selection and altruism, endosymbiosis and eukaryotic cell evolution, evolutionary developmental biology, phenotypic plasticity, epigenetic inheritance and molecular evolution, experimental bacterial evolution, and computer simulations (in silico evolution of digital organisms). In addition, we discuss the expansion of the modern synthesis, embracing all branches of scientific disciplines. It is concluded that the basic tenets of the synthetic theory have survived, but in modified form. These sub-theories require continued elaboration, particularly in light of molecular biology, to answer open-ended questions concerning the mechanisms of evolution in all five kingdoms of life.

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The Costs Of Sex: Facing Real-world Complexities

Understanding the maintenance of sexual reproduction constitutes a difficult problem for evolutionary biologists because of the immediate costs that sex seems to incur. Typically, general benefits to sex and recombination are investigated that might outweigh these costs. However, several factors can strongly influence the complex balance between costs and benefits of sex these include constraints on the evolution of asexuality, ecological differentiation, and certain life-history traits. We review these factors and their empirical support for the first time in a unified framework and find that they can reduce the costs of sex, circumvent them, or make them inapplicable. These factors can even tip the scales to a net benefit for sex. The reviewed factors affect species and species groups differently, and we conclude consequently that understanding the maintenance of sex could turn out to be more species-specific than commonly assumed. Interestingly, our study suggests that, in some species, no general benefits to sex and recombination might be needed to understand the maintenance of sex, as in our case study of dandelions.

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