معلومة

لماذا يصعب على الجراثيم قفز الأنواع؟


إذا لم تكن قد شاهدت فيديو CGP Grey's Americapox: The Missing Plague ، أقترح عليك مشاهدته. إنه فيديو ممتاز.

أحد التأكيدات التي قدمها هو أن "الأنواع التي تقفز من الجراثيم أمر نادر للغاية [...] كون المرء المريض الذي لا يعاني من طاعون جديد من حيوان إلى إنسان هو الفوز في يانصيب رهيب."

لماذا هذا صحيح؟ لماذا من النادر جدًا انتقال جرثومة من جسم بقرة إلى جسم إنسان؟ هل لأنه لا يستطيع قطع تلك المسافة بينما يظل على قيد الحياة؟ هل هذا لأن جهاز المناعة البشري سيقتله؟ سيكون موضع تقدير المزيد من التفاصيل.


السبب الرئيسي هو اختلاف الكيمياء الحيوية لنوعين غير مرتبطين. كلما كان النوعان أكثر ارتباطًا ، كانت الأشياء الأكثر تشابهًا مثل الهرمونات وجزيئات الإشارة ستكون عكسية ، وكلما زاد ارتباطها بعيدًا ، كلما كانت هذه الأشياء أكثر اختلافًا. حتى الجزيئات شديدة التقييد مثل الهيموغلوبين قد لا تزال تختار الطفرة التي تستمر ، وأشياء مثل جهاز المناعة تفضل في الواقع التحدث التطوري التباين. تختلف هذه الأشياء حتى داخل نفس النوع ، وغالبًا ما يُستشهد بهذا كسبب محتمل لوجود التكاثر الجنسي على الإطلاق ، لجعل كل فرد مختلفًا قليلاً ، لذلك هناك فرصة أقل للإصابة بالأمراض أو الطفيليات من الآخرين.

الحيوانات لديها العديد من الحواجز التي تحول دون الإصابة ، والحصول عليها جميعًا صعب ويميل إلى الحدوث فقط مع الكائنات الحية التي تتطور جنبًا إلى جنب مع هذا الحيوان ، وبالتالي تم اختيارها لتجاوز تلك المجموعة المحددة من الحواجز. تجاوزهم جميعًا إذا لم تكن تتطور جنبًا إلى جنب فمن غير المحتمل بشكل لا يصدق ، فبعض الأمراض تديره بسبب وجود المليارات منها ، وإذا قمت بتشغيل مليارات ومليارات من المفاتيح العشوائية من خلال قفل ، فقد يكون بعضها مناسبًا لمجرد الصدفة. وهذا أيضًا هو سبب احتمال انتقال المرض كلما كانت الأنواع وثيقة الصلة. يقفز فيروس SIV / HIV بسهولة بين القردة العليا لأنهم مرتبطون ارتباطًا وثيقًا (والإصرار على أكل بعضهم البعض) ، فإن فرص اصطياد الكلب بها غير مرجحة من الناحية الفلكية لأن فرص الفيروسات السطحية للبروتينات المطابقة لبروتينات الكلب هي في الأساس فقط. فرصة لأنه لم يكن هناك ضغط تطوري لتغييرها.


كيف تصل الفيروسات إلى البشر من الحيوانات؟

من الميكروبات إلى الهواء من حولنا ، هناك عالم كامل من الأشياء التي لا يستطيع البشر رؤيتها. ومع ذلك ، في بعض الحالات ، يمكن أن يكون هذا شيئًا رائعًا! كيف يمكنك الاستمتاع بالفواكه الطازجة والموسلي في الزبادي إذا كان بإمكانك رؤية بكتيريا الزبادي تزحف في جميع أنحاء وعاءك؟ ومع ذلك ، هناك نوع واحد من الكائنات الحية الرائعة التي حيرت وفاجأت البشر على الدوام من حيث وجودها ووظيفتها وفيروس مدشا!

معظم الفيروسات المسببة للأمراض شيوعًا (Photo Credit: GraphicsRF / Shutterstock)

تعد الفيروسات فئة الميكروبات التي لا تعيش ، حيث إنها تبدأ في العيش بمجرد أن تتكاثر داخل جسم المضيف. الفيروسات هي واحدة من تلك الطفيليات التي تصيب مجموعة متنوعة من الأنواع على هذا الكوكب. إنها قادرة على إصابة البشر والحيوانات والنباتات وحتى البكتيريا! تسبب الفيروسات بعضًا من أكثر الأمراض فتكًا ، كما أنها كانت أيضًا العوامل المسببة وراء العديد من الأوبئة. والسؤال هو & hellip كيف ينتقلون من الحيوانات إلى البشر ؟!


مفهوم الأنواع معيب. فلماذا هو مهم جدا بالنسبة لنا؟

تغمرنا وسائل الإعلام بأخبار الأحياء حول الأنواع الغازية والأنواع المستوطنة والأنواع المحلية والأنواع المهددة بالانقراض والأنواع المعاد إدخالها والأنواع الجديدة والأنواع المنقرضة.

يعد تحديد الأنواع ووصفها أمرًا صعبًا بالنسبة للكائنات الحية ناهيك عن البقايا الأحفورية. إذا شاهدت فيلمًا وثائقيًا عن الحياة البرية أو زرت متحفًا للتاريخ الطبيعي ، فقد يكون لديك انطباع بأن معرفتنا بالحياة على الأرض شاملة إلى حد ما ، ولكن بالنسبة لغالبية الأنواع الموصوفة ، لا نعرف سوى القليل من التفاصيل حول علم التشريح والبيولوجيا والسلوك.

خذ على سبيل المثال حوت أومورا. يبلغ طولها حوالي 10 أمتار ، وهي ليست حيوانات صغيرة تمامًا ولكن لم يتم رصدها إلا في العام الماضي لأي مدة من الوقت كحيوانات حية - في السابق كانت معروفة فقط من عدد قليل من الأفراد والعينات التي تم صيدها بواسطة سفن العلوم اليابانية. إذا كان من الممكن أن تمر أنواع الحيتان دون أن يلاحظها أحد تقريبًا ، فتخيل عدد الكائنات الحية الأصغر التي فقدناها.

يصف الزملاء والباحثون الزائرون في متحف التاريخ الطبيعي بجامعة أكسفورد ، حيث أعمل بانتظام ، أنواعًا جديدة من الحيوانات ، أو معلومات جديدة حول الأنواع التي تمت دراستها جزئيًا فقط أو معرفة بعض عينات المتحف. يتم فحص الفروق بين الأنواع بمقاييس أكثر دقة من أي وقت مضى. في القرن التاسع عشر ، تم وصف عينات الحشرات وتمييزها عن بعضها البعض من التشريح الإجمالي: اللون والشكل والحجم وهيكل أجزاء الجسم الرئيسية. اليوم ، يتم استخدام هذه التفاصيل بالإضافة إلى السلوك والتطور والتشريح الدقيق والمعلومات الجينية والاتجاه العام في التصنيف هو أن العديد من الأنواع أكثر تعقيدًا وتميزًا مما كان يعتقد سابقًا. هذا هو السبب في أن العديد من علماء الحشرات أصبحوا الآن مهووسين بالأعضاء التناسلية ، ويفحصون العينات تحت المجهر ويقيمون ما إذا كان ترتيب نتوءات القضيب والشعر هو سمة مميزة للأنواع الجديدة أم لا.

الجربتوليت Didymograptus murchisoni. من اللافت للنظر ، على الرغم من عدم وجود الكثير بالنسبة لهم ، فإن هذه الأحافير النصفية الأحفورية والجرابتوليت يمكن التعرف عليها على مستوى الأنواع والحفريات المهمة حقًا في تأريخ تسلسل الأحافير. الصورة: كيفن والش

يعد التحليل الجيني أداة جديدة نسبيًا في مجموعة أدوات عالم الأحياء. ومع ذلك ، فهي ليست قوية كما قد يوحي الخيال العلمي. لا يعمل تسلسل الحمض النووي من عينة المتحف تمامًا مثل قارئ الباركود عند الخروج من السوبر ماركت. يتطلب تفسير المعلومات الجينية الرجوع إلى بنك من التسلسلات الجينية النظيفة ، لكن غالبية الأنواع الموصوفة لم يتم ترتيبها على الإطلاق. قد تكون تلك التي كانت تحتوي فقط على مجموعة بيانات محدودة من التسلسلات الجزئية من حفنة من الأفراد المختلفين ، وعلى الرغم من أنه من السهل مقارنة التسلسلات حسابيًا ، مع استثناءات نادرة ، من الصعب الإشارة إلى الاختلافات في الحمض النووي ومعرفة معنى هذا الاختلاف. (وهذا هو السبب أيضًا في رفض العديد من عمليات إعادة التنظيم الرئيسية المقترحة من التحليل الجيني ، بما في ذلك مشط الهلام في وقت لاحق).

فلماذا يعتبر مفهوم الأنواع مهمًا جدًا؟ في المدرسة ، تم تعليم أن النوع عبارة عن مجموعة من الحيوانات الفردية التي يمكنها التزاوج وإنتاج النسل وهي أدنى وحدة ("الأصناف" و "السلالات الفرعية" أكثر صوفيًا) نستخدمها لتجميع الكائنات. من الناحية النظرية ، هذا هو الفرق بين الشحرور الشائع (توردوس ميرولا) و Redwings (توردوس الحرقفي) ، الأخطبوطات القاتمة (تيتريكوس الأخطبوط) والأخطبوطات الشائعة (الأخطبوط الشائع) والغربان الجيفة (كورفوس كورون) والغربان المقنعة (كورفوس كورنيكس). في أبسط صوره ، هذا المفهوم التقليدي للأنواع ، المفيد نظريًا لتقسيم الحياة إلى مجموعات ، معيب لعدد من الأسباب.

من الواضح أنه من المستحيل إجراء اختبار تجريبي على ما إذا كان كل كائن حي يمكنه أو لا يمكنه التزاوج مع بعضه البعض ، مما يثير مشكلات أخلاقية بالإضافة إلى مشكلات التكلفة. علاوة على ذلك ، هناك كائنات حية كان يعتقد أنها متميزة والتي تم تربيتها في الأسر أو العثور عليها في البرية. تعد Wholphins ، والضفادع الأوروبية الصالحة للأكل ، و ligers ، و pizzly bears من أفضل الأنواع الهجينة المعروفة مع آباء من أنواع مختلفة. يمكن التلاعب بالنباتات بانتظام للتكاثر عبر مجموعات الأنواع التقليدية ويمكن لمجموعة متنوعة من الكائنات الحية مشاركة المواد الجينية دون تكاثر على الإطلاق.

Kekaimalu في Sea Life Park Hawaii ، تم تربيته في الأسر من الجيل الثاني من wholphin ، هجينًا بين ذكر دولفين قاروري الأنف وأنثى كاملة (نسل حوت قاتل كاذب ودلفين قاروري الأنف). الصورة: مارك انترانت

يشار إلى التهجين ومجموعة من القضايا الأخرى التي تقوض مفهوم الأنواع على نطاق واسع باسم مشكلة الأنواع. من المثير للدهشة ، أنه بالنسبة للمصطلح العلمي الوصفي المستخدم على نطاق واسع في السياسة والتعليم والحفظ والصناعة ، فإن مصطلح الأنواع ليس مصطلحًا وصفيًا دقيقًا ودقيقًا. إنه تعميم. قائمة المحاذير والافتراضات. وبسبب مشكلة الأنواع ، فإن "الأنواع" في الواقع لا تعني شيئًا في حد ذاتها. في معظم علم الأحياء ، يتم استخدامه لتحديد مجموعة مفيدة بشكل عملي. نريد أن نعرف كيف تؤثر الأنواع المختلفة من الأشياء في نظام بيئي على بعضها البعض دون الحاجة إلى الرجوع بجدية إلى الكائنات الحية الفردية.

ولهذا السبب نجد أنواعًا أحفورية موصوفة في السجل الجيولوجي وكيف يمكن لبعض المجموعات أن يكون المقبض أو الثلم أو الطي في جزء من الهيكل العظمي أو الصدفة مؤشرًا كافيًا للخبراء لتحديد هذا "نوع من الأشياء" مختلف وهذا الاختلاف مهم بما فيه الكفاية. اختيار الكرز أمثلة على الأنواع الجديدة وخصائصها المميزة من مجلات علم الحفريات تشمل: نوع جديد من الكانيد مع شرفات موحدة على الضاحك الرابع (Weredelin وآخرون. نوع جديد من الإكثيوصور ذو عظم وعظم قصير نسبيًا (Lomax and Massare 2015). هذه الاختلافات الفريدة التي تحدد الأنواع تبدو تافهة وبالتأكيد ليست مؤشرات قوية لكيانات منفصلة بيولوجيًا عن الأنواع الأخرى من الكانيد والإيكثيوصورات. ومع ذلك ، فإن هذه القرائن التشريحية (وتفسيراتها) كافية للاختلاف للإشارة إلى نوع مختلف من الكائنات الحية الأحفورية.

إذن ، كيف تكون حلقة من الصواعد التي صنعها إنسان نياندرتال تتحدى هويتنا كنوع منفصل من وطي؟ هناك بعض الجدل حول العلاقات بين المجموعتين. تقليديا ، تم تصنيف إنسان نياندرتال كأنواع مختلفة: الإنسان البدائي الينا الإنسان العاقل أحد الاختلافات الرئيسية هو التنمية الثقافية والمجتمعية. تشير الأدلة المتزايدة إلى أن النوعين تزاوجان ، مما دفع البعض إلى اقتراح أننا مرتبطون ارتباطًا وثيقًا بما يكفي لنكون نوعين فرعيين من نفس النوع- الانسان العاقل- الإنسان العاقل العاقل و الإنسان العاقل البدائي. على الرغم من عدم وجود جلود عظمية متعرجة أو أسنان مختلفة قليلاً ، إلا أن بنية الصواعد مهمة لأنها دليل سلوكي إلى جانب الأدوات ومواقع دفن الإنسان البدائي الذي يشير ، ثقافيًا على الأقل ، إلى أننا قد لا نكون نوعًا مختلفًا تمامًا.


من أين يأتون باستمرار؟

يؤدي النشاط البشري إلى ظهور فيروسات ممرضة جديدة (مسببة للأمراض). بينما نتراجع عن حدود الأماكن البرية الأخيرة على الأرض - قطع الأدغال للمزارع والمزارع - تتفاعل فيروسات الحياة البرية مع المحاصيل وحيوانات المزرعة والبشر.

الأنواع التي تطورت بشكل منفصل تختلط الآن. تسمح الأسواق العالمية بالتجارة الحرة للحيوانات الحية (بما في ذلك البيض والسائل المنوي واللحوم) والخضروات والزهور والبصيلات والبذور - والفيروسات تأتي في الرحلة.

يقوم البشر أيضًا بتسخين المناخ. يسمح هذا لبعض الأنواع بتوسيع نطاقها الجغرافي إلى مناطق كانت في السابق شديدة البرودة بحيث لا يمكن العيش فيها. نتيجة لذلك ، تلتقي العديد من الفيروسات مع مضيفين جدد لأول مرة.


نتائج

تحديد المعدل الأمثل لـ HGT

لجميع الأمثلة الموضحة هنا ، نحتفظ بها ن = 500, س = 0.1 و ج = 0.01. من المفترض أن يكون معدل نشأة الجينات الجديدة بطيئًا. في كل هذه الأمثلة نصلح ش = 1/ن = 0.002 ، بحيث لا يوجد سوى جين جديد واحد في كل السكان لكل جيل. سيؤدي خفض هذا المعدل بشكل أكبر إلى إبطاء النطاق الزمني لعمليات المحاكاة دون داع ، ولكنه لن يغير من الناحية النوعية تنبؤات النموذج. المتغيرات الرئيسية التي يجب دراستها في المحاكاة هي معدل الحذف الجيني ، الخامس، ومعدل النقل الأفقي ح. بدأت عمليات المحاكاة مع مجموعة من الأفراد المتطابقين الذين لديهم جين واحد لكل منهم. لكل مجموعة من المعلمات ، تم تشغيل محاكاة لعدة أجيال حتى تم الوصول إلى حالة ثابتة. ثم تم تحديد الكميات المتوسطة على مدى 500000 جيل في حالة الثبات.

يوضح الشكل 1 متوسط ​​الملاءمة w ¯ كدالة لـ ح لثلاث قيم مختلفة لـ الخامس. لأكبر قيمة ، الخامس = 0.01 ، هناك قريب أمثل من ح = 0.6. متي الخامس يتم تقليله إلى 0.001 ، يتم تقليل الحد الأمثل إلى ح = 0.035. لأصغر معدل حذف ، الخامس = 0.0001 ، معدل التحويل الأفقي الأمثل هو ح = 0 (أو لا يمكن تمييزه عن الصفر في محاكاتنا). القضية الخامس = 0.01 يهدف إلى نمذجة الوضع في الخلايا المبكرة مع تكرار غير دقيق للغاية. لاحظ أن الخامس يكون لكل جين. يفقد الجينوم المكون من 100 جين جينًا واحدًا لكل جيل في المتوسط. مطلوب معدل مرتفع من HGT لموازنة هذه الخسارة ، أي ح هو من أجل 1 لكل فرد. معدل اكتساب الجينات بواسطة HGT أكبر بكثير من معدل اكتساب الجينات من جديد التطور ، وهو فقط ش = 0.002 لكل فرد في المحاكاة (ويفترض أنها أصغر في الواقع).

يعني اللياقة البدنية للسكان مقابل معدل HGT ، ح لثلاثة معدلات مختلفة من حذف الجينات ، الخامس.

يساعد الشكل 2 في شرح سبب وجود الحل الأمثل ح. يزيد متوسط ​​عدد الجينات لكل فرد ، n ¯ ، مع ح لأن اكتساب الجينات بواسطة HGT يوازن فقدان الجينات. متوسط ​​عدد أنواع الجينات لكل فرد ، n t y p e s ¯ ، يزداد أيضًا مع ح، ولكن ليس بالسرعة ن ¯. الفرق بين هذين المنحنيين هو عدد الجينات المكررة لكل فرد. يصبح هذا كبيرًا جدًا عندما ح عالية. يوضح الشكل 2 أيضًا حجم عموم الجينوم: n p a n ¯ هو متوسط ​​عدد أنواع الجينات في جميع السكان. من الواضح أن n p a n ¯ أكبر من n t y p e s ¯. يكون الجين المكتسب بواسطة HGT مفيدًا فقط إذا كان مختلفًا عن الجينات الموجودة بالفعل في الجينوم. من عمليات المحاكاة ، الاحتمال ص مفيد أن الجين المكتسب مفيد وجد أنه ينخفض ​​من حوالي 25٪ عندما ح = 0 إلى نسبة قليلة فقط بالنسبة للكبير ح. وهكذا ، إذا ح صغير ، تبقى الجينومات محدودة الحجم. يمكن الحفاظ على جينومات أكبر وأعلى لياقة إذا ح أكبر. ومع ذلك، إذا ح كبير جدًا ، يتسبب HGT في تراكم أعداد كبيرة من الجينات المكررة التي تقلل من اللياقة البدنية. عندما يكون تكرار الجينوم أكثر دقة (أصغر الخامس) ، الأمثل ح يتم تقليله ، ووجد أنه يساوي صفرًا في حالة الأحرف الصغيرة جدًا الخامس. في الحالة الأخيرة ، يمكن تكرار الجينومات الكبيرة عالية اللياقة بدقة والحفاظ عليها في المجتمع عن طريق الانتقاء ، حتى في حالة عدم وجود HGT. لو ح = 0 ، لا توجد جينات مكررة. يؤدي HGT إلى ضرر أكثر من نفعه في هذه الحالة لأنه ينشئ نسخًا مكررة.

تعني قيم خصائص السكان كدالة لـ ح في حالة ارتفاع معدل حذف الجينات ، الخامس = 0.01. n ¯ ، عدد الجينات لكل فرد n t y p e s ¯ ، عدد الأنواع المختلفة من الجينات لكل فرد n p a n ¯ ، عدد الأنواع المختلفة من الجينات في جميع السكان ص مفيد، احتمال أن يكون الجين المنقول أفقيًا مفيدًا للكائن الحي المستقبِل.

تطور معدل HGT

من النتائج المذكورة أعلاه ، نتوقع أن تتطور الخلايا نحو معدلات عالية أو منخفضة من HGT اعتمادًا على ما إذا كان معدل فقدان الجينات مرتفعًا أم منخفضًا. من أجل إظهار هذا ، سمحنا ح لتكون خاصية متغيرة للخلايا الفردية. تم إجراء عمليات محاكاة ورثت فيها كل خلية جديدة ح قيمة الأصل ، ولكن مع احتمال ضئيل ، النسل ح تم تحويره ليكون أعلى أو أدنى قليلاً من الوالد. متي الخامس = 0.01 ، متوسط ​​معدل HGT للسكان ، تطور نحو معدل وسيط ثابت حول h ¯ = 0.4. هذا أقل من قيمة ح = 0.6 الذي يحدث عنده ذروة اللياقة في الشكل 1. وبالمثل ، متى الخامس = 0.001 ، متوسط ​​معدل HGT تطور نحو h = 0.01 تقريبًا ، وهو أقل من قيمة 0.035 حيث تحدث ذروة اللياقة. لأصغر معدل حذف ، الخامس = 0.0001 ، حيث يكون المستوى الأمثل في الشكل 1 عند ح = 0 ، فقد وجد أن h ¯ تطورت نحو قيمة منخفضة جدًا تعتمد على تفاصيل الطريق ح تحور بين الوالدين والنسل.

حقيقة أن h ¯ لا تتطور بشكل مباشر إلى موضع ذروة اللياقة في الحالتين الأوليين تظهر أن التطور لا يحسن تلقائيًا متوسط ​​اللياقة البدنية للسكان. السبب الأكثر ترجيحًا الذي يجعل الديناميكيات تؤدي إلى أصغر من الأمثل ح هل هذا إذا كان منخفضًا ح تنشأ القيمة من الجينوم الذي يحتوي على لياقة أعلى من المتوسط ​​، وهذا منخفض ح القيمة مفيدة على المدى القصير لأنها تحافظ على سلامة هذا الجينوم. لذلك الجديد ح سوف ينتشر ، على الرغم من أن متوسط ​​اللياقة البدنية للسكان سينخفض ​​على المدى الطويل إذا كان لدى جميع الأفراد الجديد ح القيمة. من ناحية أخرى ، إذا كانت أعلى من المستوى الأمثل ح تنشأ القيمة على شخص أكثر لياقة من المتوسط ​​، فإن أحفاد هذا الفرد سيكتسبون أعدادًا كبيرة من الجينات المكررة ولن يحتفظوا بلياقة عالية. لذلك فإن ملف ح القيمة من غير المرجح أن تنتشر.

الأهم بالنسبة للحجة الحالية هو أن h ¯ تتطور بالفعل نحو قيم أصغر عندما الخامس أصغر. من المثير للاهتمام بشكل خاص أن نرى ما يحدث عندما يحدث كلاهما الخامس و ح يسمح لهم بالتنوع والتوريث من الأب إلى الأبناء. يعد حذف الجينات ضارًا في المتوسط ​​في هذا النموذج ، لذلك نتوقع متغيرات ذات قيم أقل لـ الخامس ليتم اختيارها. بدأنا مع الأفراد الخامس = 0.01 و ح = 0.6 ، تمثل الخلايا المبكرة مع النسخ المتماثل غير الدقيق و HGT المتكرر. يوضح الشكل 3 القيم المتوسطة v ¯ و h ¯ كدالة للوقت. يتم حساب متوسطها على الأفراد في السكان وأكثر من خمسة عمليات مستقلة للمحاكاة. تظهر أشرطة الخطأ الانحرافات المعيارية عبر عمليات المحاكاة. يوضح النموذج أن v تتطور نحو قيم منخفضة جدًا لأن النسخ المتماثل عالي الدقة مفيد. يُلاحظ أيضًا أن v ¯ تتطور نحو قيم منخفضة جدًا لأنها أقل ح عندما يفضل الخامس أقل. تعتمد قيم v ¯ و h ¯ على الطريقة الخامس و ح يتم تحورها بين الوالدين والنسل ، وكلاهما يميل إلى الصفر إذا كان الانتقاء فقط يعمل.

تباين متوسط ​​معدل الحذف ، الخامس ، ويعني معدل HGT ، ح ¯ ، كدالة للوقت في المحاكاة حيث تكون كلتا الكميتين قابلتين للوراثة. تظهر أشرطة الخطأ الانحرافات المعيارية على مدى خمسة أشواط.

ظهور الأنساب التطورية

كما نوقش في قسم الخلفية ، من المتوقع أن يكون التطور شبيهاً بالشجرة في غياب HGT ، لكنه سيصبح شبكة متشابكة إذا كان HGT متكررًا. إذا كانت هناك شجرة تطورية ، فيجب أن يكون من الممكن تجميع الجينومات وفقًا لتشابهها. يحدد الانقسام القاعدي في الشجرة أكبر مجموعتين من مجموعات الجينوم ، يشار إليها تخطيطيًا كنقاط سوداء وبيضاء في الشكل 4. يجب أن تكون الجينومات في نفس المجموعة أقرب إلى بعضها البعض في مساحة الجينوم مما هي عليه في الجينوم في المجموعة الأخرى. إذا كانت الشجرة محددة جيدًا ، فستكون هناك أيضًا مجموعات فرعية متداخلة بشكل هرمي داخل المجموعات الأكبر (كما في وسط الشكل 4). من ناحية أخرى ، إذا كان هناك معدل HGT مرتفع ، فلن تكون هناك طريقة واضحة لتقسيم الجينوم إلى مجموعات. ستكون هناك سحابة غير متبلورة من النقاط في مساحة الجينوم ، وعلى الرغم من أن بعض الجينومات ستكون أقرب قليلاً إلى بعضها البعض ، فإن أي محاولة نقوم بها لتقسيم السكان إلى مجموعات ستكون غير محددة وغير مرضية (كما هو الحال على اليمين) من الشكل 4).

تجميع الأفراد حسب تشابه الجينوم.

سنستخدم الآن عمليات محاكاة الشكل 3 لإظهار أن مجموعات الجينوم لم يتم تعريفها جيدًا في نموذجنا عندما ح عالية ، ولكن يتم تعريفها جيدًا على أنها ح ينخفض ​​أثناء تقدم المحاكاة. لذلك يوضح نموذجنا ظهور سلالات تطورية منفصلة بمرور الوقت ، أي. يمر عبر عتبة ووز الداروينية [7].

لكل مجموعة من الجينومات التي تم إنشاؤها بواسطة النموذج ، قمنا بحساب مصفوفة المسافة بين جميع أزواج الجينومات ، كما هو موضح في الطرق. تم استخدام هذه المصفوفة كمدخلات لطريقة UPGMA القياسية للتكتل الهرمي. تم استخدام أكبر مجموعتين فقط ، أي. المجموعتان اللتان تبقى في الخطوة قبل الأخيرة قبل الوصول إلى الجذر. باستخدام هاتين المجموعتين ، قمنا بالقياس د 1، متوسط ​​المسافة بين أزواج الأفراد في نفس المجموعة ، و د 2، متوسط ​​المسافة بين أزواج من الأفراد في مجموعات مختلفة. نسبة التجمع ، ص = د 2 1، كمقياس لمدى الفصل بين هذه المجموعات واسعة النطاق. كلما ارتفعت نسبة التجميع ، كلما كان الانقسام في قاعدة الشجرة التطورية أكثر وضوحًا.

تتوافق الصفوف 1-8 في الجدول 1 مع قيم v و h التي نشأت في فترات زمنية متباعدة بانتظام في الشكل 3. الصف 9 يتوافق مع الأصغر الخامس التي تم استخدامها في الشكل 1 جنبًا إلى جنب مع ح = 0. As ص يتقلب كثيرًا بين المجموعات السكانية لأي معلمات معينة ، فمن الضروري إنشاء العديد من المجموعات السكانية لكل مجموعة من المعلمات. تم إجراء المحاكاة باستخدام الخامس و ح ثابتة في كل من المجموعات الموضحة في الجدول. تمت طباعة بيانات الجينوم على فترات متباعدة جيدًا ، مما أدى إلى توليد 100 مجموعة مستقلة لكل مجموعة معلمة. ص تم احتسابه لكل مجموعة من السكان. يقصد ص القيم موضحة في الجدول 1. لأعلى معدل HGT (الصف 1) ، ص هو 1.54 فقط. تنتج خوارزمية التجميع دائمًا نتيجة حتى لو كانت مصفوفة بيانات الإدخال بعيدة جدًا عن الشجرة. هذا يعني ذاك ص لا بد أن تكون أكبر من 1. ومع ذلك ، فإن هذه القيمة المنخفضة لـ ص يشير إلى أن الانقسام الأساسي للشجرة غير محدد بشكل جيد (كما في يمين الشكل 4). يوضح الجدول 1 أن ح ينخفض ​​، ص يصبح أكبر من ذلك بكثير. وبالتالي ، يتم تحديد الانقسام القاعدي بوضوح شديد في هذه الحالات الأخيرة (الصفان 8 و 9): ظهرت سلالات منفصلة.


معركة المنبع

في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، كانت غراهام تدرس بروتينات البروتين الشحمية تحت إشراف رئيس مختبرها بيتر ديفيز عندما صُدمت من التشابه الغريب لجين البروتين الصهر مع أحد الجينات المضادة للتجمد التي تنتجها الرنجة. إن الجينات الداخلية للجينات - امتدادات من الحمض النووي غير المشفر ، والتي تتطور بشكل عام أسرع من المناطق المشفرة - أكثر من 95٪ متطابقة. وقالت: "الاستنتاج الوحيد الذي توصلنا إليه هو أن الجين تم نقله أفقياً".

لكن عندما حاول الفريق نشر النتائج التي توصلوا إليها ، واجهوا معوقات كبيرة. تتذكر قائلة: "لقد أرسلناها إلى مجلة تلو الأخرى ، وكان علينا حقًا الكفاح من أجل إدخالها". ربما كان توقيتهم مؤسفًا. في عام 2001 ، قدمت إحدى الأوراق البحثية الرئيسية التي تصف الجينوم البشري المتسلسل حديثًا ادعاءات استثنائية بشأن عمليات نقل الجينات الأفقية من البكتيريا بناءً على مقارنات مع بعض الجينوم الحيواني. تم دحض هذه الادعاءات بسرعة من خلال العمل الذي أظهر أن سلالات الأنواع بين البكتيريا والبشر على شجرة الحياة كانت تحتوي على الجينات في السابق ولكنها فقدت هذه الجينات.

قال جراهام: "ثم جئنا وحاولنا نشر هذا ، وكان ذلك في مناخ يقول فيه الناس ،" هذه الادعاءات كلام فارغ ". حتى بعد نشر الورقة في نهاية المطاف في عام 2008 من قبل بلوس واحد، كانت الاستنتاجات مشكوك فيها. "ربما قال حوالي نصف الأشخاص في مجالنا ،" أوه! هذا رائع حقًا! "وقال النصف الآخر ،" لا. قالت: "نحن لا نصدقك".

كان عدم التصديق في النتائج التي توصلوا إليها مفهومًا لأن العوائق التي تحول دون النقل الأفقي في حقيقيات النوى بدت مستحيلة. عمليات النقل الأفقية شائعة وسهلة في البكتيريا ، التي يوجد حمضها النووي داخل السيتوبلازم الخاص بها. إذا كان بإمكان جزء من الحمض النووي أن يشق طريقه عبر جدار خلية البكتيريا وغشاءها ، فليس هناك الكثير لمنع اندماجها في الجينوم. لكن حقيقيات النوى تحافظ على جينومها منعزلًا داخل حاجز ثانٍ ، وهو النواة ، وفي معظم الأوقات ، يتكثف حمضها النووي بإحكام في الكروموسومات مما يحد من فرص التضفير في الجينوم. علاوة على ذلك ، لكي يثبت النقل الأفقي وجوده في الأنواع حقيقية النواة ، لا يمكن أن يندمج في الحمض النووي لأي خلية تحتاجه لينتهي به الأمر في خلية جرثومية ، وينتقل إلى النسل ويستمر في عامة السكان. بدت سلسلة الأحداث هذه غير مرجحة إلى حد كبير لكثير من العلماء.

حتى لا ترتدع ، غراهام وزملاؤها تحقيقات أعمق. من خلال استنساخ قطع كبيرة من الجينوم المصهور في البكتيريا ، توصلوا إلى أن الصهر يحتوي على جين واحد فقط من الجينوم البروتيني. عندما نظروا إلى المناطق الجينومية المقابلة للأسماك الأخرى مع تسلسل الجينوم المنشور ، لم يعثروا على أي أثر لجين AFP ، ولا حتى الجين البائد ، على الرغم من وجود مجموعة الجينات التي تحيط بجين AFP المصهور. وأوضحت أن "هذا يشير إلى أن هذا الشيء الذي جاء فيه كان وصولًا جديدًا إلى الرائحة". "ومع ذلك ، لا يزال لدينا أشخاص يقولون ،" لا ، نحن لا نشتريه ".

أخيرًا ، في عام 2019 ، تم نشر تسلسل كامل لجينوم الرنجة. لقد سمحت للفريق بفحص التسلسلات المحيطة بجين AFP ، والتي يبدو أن بعضها عناصر قابلة للتحويل (TEs ، أو transposons) ، وهي قطع متحركة من الحمض النووي يمكنها نسخ ولصق نفسها في الجينوم. يحتوي جينوم الرنجة على العديد من نسخ TEs ، لكنها غائبة عن الأسماك الأخرى - مع استثناء واحد واضح. ثلاثة منهم يحيطون بجين AFP لرائحة قوس قزح ، بنفس الترتيب الذي شوهد حول جين الرنجة AFP.

يعتقد جراهام أن هذه التسلسلات هي "دليل قاطع" على أن جزءًا صغيرًا من كروموسوم الرنجة شق طريقه إلى الصهر. قالت: "إذا أراد أي شخص أن يعترض على هذا ، كما تعلم ، لا أرى كيف يمكنهم ذلك."

يوافق سيدريك فيسكوت ، عالم بيولوجيا الجينوم في جامعة كورنيل ، والذي لم يشارك في الدراسة. قال: "يبدو أنه لا لبس فيه عندما تنظر إلى البيانات". ما يثير فضوله حقًا ، مع ذلك ، هو مدى توافق هذا الاكتشاف مع العمل الذي يقوم به هو وآخرون على العناصر القابلة للنقل وظهور جينات جديدة.

على سبيل المثال ، في دراسة أجريت عام 2008 في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، حدد هو وزملاؤه نوعًا جديدًا من TE الموجود في مجموعة متباينة من الفقاريات ، بما في ذلك عدد قليل من أنواع الثدييات والزواحف والبرمائيات. كانت هذه TEs متطابقة بنسبة تزيد عن 96 ٪ في هذه الأنواع ، لكنها كانت غائبة بشكل غريب عن الجينومات الأخرى التي تم فحصها. نظرًا لأن العناصر ظهرت فجأة من العدم ، أطلق عليها Feschotte وزملاؤه عناصر Space Invader (SPIN) وخلصوا إلى أنه لا بد أنها انتقلت مؤخرًا أفقيًا بين السلالات المتنوعة. لم تكن هذه TEs مجرد ضوضاء وراثية في مضيفيها الجدد ، إما: فقد حصلت الفئران ، على سبيل المثال ، على جين وظيفي جديد بالكامل من خلال الاشتراك في إنزيم عنصر SPIN.

منذ ورقة SPIN لعام 2008 ، تم الإبلاغ عن الآلاف من عمليات نقل TE الأفقية بين الحيوانات. في حين أن هذه التحويلات الأفقية المفترضة قوبلت بالدهشة في البداية ، تمامًا مثل جين Graham's AFP ، فإن الدليل الآن لا يمكن إنكاره.

بالنسبة إلى السياق ، تجدر الإشارة إلى أنه قد يكون من الصعب اكتشاف عمليات النقل الأفقية: بمرور الوقت ، تتراكم المزيد من الطفرات في كل من السلالتين الأصلية والمتلقية ، مما يحجب أوجه التشابه في الجين المشترك. يعتمد إثبات أن الجين قد تم نقله أفقيًا أيضًا على إثبات أنه لم يكن موجودًا مرة واحدة في الأنواع الأخرى ذات الصلة ثم فقد من خلال التطور ، والذي قد يكون صعبًا عندما تنقرض بعض هذه الأنواع.

قال شاك: "ربما يكون معدل النقل الأفقي الفعلي أعلى بكثير مما ندركه".


اكتشف العلماء سبب صعوبة الذباب في سوات

على مدى العقدين الماضيين ، أجرى الصحفيون مقابلة مع مايكل ديكنسون مئات المرات حول بحثه عن الميكانيكا الحيوية لرحلة الحشرات. لطالما ألاحقه سؤال واحد من الصحافة: لماذا يصعب ضرب الذباب؟

يقول ديكنسون ، أستاذ الهندسة الحيوية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) ، "يمكنني الآن الإجابة أخيرًا".

باستخدام التصوير الرقمي عالي الدقة والسرعة لذباب الفاكهة (Drosophila melanogaster) في مواجهة منشة تلوح في الأفق ، حدد ديكنسون وطالب الدراسات العليا غوينيث كارد سر مناورة الذبابة المراوغة. قبل أن تقفز الذبابة بوقت طويل ، يحسب دماغها الصغير موقع التهديد الوشيك ، ويخرج بخطة هروب ، ويضع ساقيه في الوضع الأمثل للقفز بعيدًا عن الطريق في الاتجاه المعاكس. كل هذا الإجراء يحدث في غضون حوالي 100 مللي ثانية بعد أن يكتشف الذبابة المنشة أولاً.

يقول ديكنسون: "يوضح هذا مدى سرعة دماغ الذبابة في معالجة المعلومات الحسية في استجابة حركية مناسبة".

على سبيل المثال ، أظهرت مقاطع الفيديو أنه إذا كان المنشط النازل - في الواقع ، قرص أسود قطره 14 سم ، يسقط بزاوية 50 درجة باتجاه ذبابة واقفة في وسط منصة صغيرة - يأتي من أمام تطير ، تحرك الذبابة أرجلها الوسطى للأمام وتميل للخلف ، ثم ترفع ساقيها وتمددها لتندفع للخلف. عندما يأتي التهديد من الخلف ، فإن الذبابة (التي لديها مجال رؤية بزاوية 360 درجة تقريبًا ويمكنها الرؤية خلف نفسها) تحرك ساقيها الوسطى إلى الخلف قليلاً. مع وجود تهديد من الجانب ، تحافظ الذبابة على ساقيها الوسطى ثابتة ، لكنها تميل جسدها بالكامل في الاتجاه المعاكس قبل أن تقفز.

يقول ديكنسون: "وجدنا أيضًا أنه عندما تقوم الذبابة بحركات تخطيطية قبل الإقلاع ، فإنها تأخذ في الاعتبار وضع جسمها في الوقت الذي ترى فيه التهديد لأول مرة". "عندما يلاحظ لأول مرة تهديدًا يقترب ، قد يكون جسم الذبابة في أي وضع اعتمادًا على ما كانت تفعله في ذلك الوقت ، مثل الاستمالة أو التغذية أو المشي أو المغازلة. أظهرت تجاربنا أن الذبابة بطريقة ما" تعرف "ما إذا كانت يحتاج إلى إجراء تغييرات وضعية كبيرة أو صغيرة للوصول إلى وضعية الاختبار المبدئي الصحيحة. وهذا يعني أن الذبابة يجب أن تدمج المعلومات المرئية من عينها ، والتي تخبرها من أين يقترب التهديد ، مع المعلومات الحسية الميكانيكية من ساقيها ، والتي تخبرها كيف للتحرك للوصول إلى وضع الاختبار المبدئي المناسب ".

تقدم النتائج نظرة ثاقبة جديدة للجهاز العصبي للذباب ، وتشير إلى أنه يوجد داخل دماغ الذبابة خريطة يتم فيها تحويل موضع التهديد الذي يلوح في الأفق "إلى نمط مناسب لحركة الساق والجسم قبل الإقلاع" ، كما يقول ديكنسون . يقول: "هذا تحول حسي إلى حركي متطور إلى حد ما ، والبحث جار لإيجاد مكان في الدماغ حيث يحدث هذا".

يقترح بحث ديكنسون أيضًا طريقة مثالية لضرب الذبابة بالفعل. يقول: "من الأفضل عدم الضرب في موضع بداية الذبابة ، ولكن بدلاً من ذلك تهدف قليلاً إلى الأمام لتوقع المكان الذي ستقفز فيه الذبابة عندما ترى مضربك لأول مرة".

ستنشر الورقة البحثية ، "التخطيط الحركي البصري في استجابة الهروب من ذبابة الفاكهة" في 28 أغسطس في مجلة Current Biology.

تم تمويل البحث من قبل المعاهد الوطنية للصحة والمؤسسة الوطنية للعلوم.

مصدر القصة:

المواد المقدمة من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا. ملاحظة: يمكن تعديل المحتوى حسب النمط والطول.


يمكن للفيروسات البشرية أن تقفز إلى الحيوانات ، وبذر بذور الأوبئة في المستقبل

عندما قفز فيروس كورونا الجديد إلى البشر في أواخر عام 2019 و [مدشاد] يتكيف بشكل جيد مع الأنواع المضيفة الجديدة التي تسبب في حدوث جائحة و [مدشيت] كان يتفوق على الصعاب. على الرغم من أن العلماء يقدرون أن ما يقرب من 60 في المائة من مسببات الأمراض البشرية المعروفة وما يصل إلى 75 في المائة من تلك المرتبطة بالأمراض الناشئة تنشأ في الحيوانات ، إلا أن نجاح & ldquospillover & rdquo يظل نادرًا للغاية. وفقًا للعلماء ، يوجد في الطبيعة ما بين 260.000 إلى أكثر من 1.6 مليون فيروسات حيوانية. ومع ذلك ، مع وجود أكثر من 200 فيروس تم توثيقها لتؤثر على البشر ، فإن أقل بكثير من 0.1 في المائة من تلك الموجودة في الأنواع الأخرى تسببت في عدوى بشرية معروفة ، & rdquo a 2019 علم الأحياء بلوس الملاحظات الورقية.

For a virus to hop from animals to people and then survive, replicate and spread efficiently among its new hosts, a number of factors must align&mdashincluding ecological and viral characteristics. In recent decades, population growth, environmental disruption and the rise of industrial agriculture have altered the so-called human-animal interface. This change has led to the emergence of several zoonotic diseases, from Ebola to avian and swine influenzas and several coronaviruses.

Microbes do not make the cross-species leap in just one direction, however. Several cases of COVID-19 patients infecting pet dogs and cats have been reported. And in early April a tiger at the Bronx Zoo was confirmed to have the virus (seven of the zoo&rsquos other big cats have since tested positive as well). Evolutionary genetic analyses indicate that during the 2002&ndash2003 SARS outbreak, transmission between humans and small carnivores went both ways. Further, during the 2009 H1N1 influenza A pandemic, 21 countries reported infections among animals, most of which arose in the wake of the human outbreaks. In fact, since the 1980s, researchers have documented cases of humans infecting wildlife, companion animals and livestock with a wide range of pathogens, including viruses, fungi and bacteria.

While such &ldquoreverse zoonosis&rdquo sometimes has grave, even life-threatening consequences for animals, experts say that it may also have important implications for the likelihood of future outbreaks among people. A novel virus typically emerges via mutation or an exchange of genetic material among two or more viruses when they infect a host at the same time. Although both factors play a role in viral evolution and pandemic potential, it is the latter process&mdashknown as reassortment in segmented viruses (pathogens whose genome is split into several parts) such as influenza viruses and recombination in nonsegmented ones such as coronaviruses&mdashthat makes human-to-animal zoonosis so risky.

&ldquoAny time viruses have the potential to mix and mingle with others, it can cause serious issues&mdashespecially when they can jump between animals and people in either direction,&rdquo says Casey Barton Behravesh, director of the One Health Office at the U.S. Centers for Disease Control and Prevention&rsquos National Center for Emerging and Zoonotic Infectious Diseases.

Pigs happen to be excellent mixing vessels. The 2009 H1N1 flu virus that killed 151,700 to 575,400 people around the world in its first year of circulation spilled over from the animals. But that virus contained individual gene segments originating from four distinct sources: humans, birds, and North American and Eurasian pigs. Indeed, many of the viruses pigs harbor come from humans. In recent years, researchers have identified dozens of discrete instances all over the world in which pandemic and seasonal influenza viruses have leaped from humans to circulate among swine populations.

&ldquoWe've had two jumps of avian viruses that have gotten into pigs. And compared to that, we&rsquove probably had dozens, if not hundreds, of human viruses. So the [genetic diversity of influenza in swine] is overwhelmingly of human origin,&rdquo says Martha Nelson, a scientist at the National Institutes of Health&rsquos Fogarty International Center.

Since 2011 swine flu viruses containing human-origin genes have been associated with more than 450 zoonotic infections, mostly in agricultural fairs throughout the U.S. Although these particular strains showed only a mild capacity for interhuman transmission, the greater the genetic diversity of viruses found in a reservoir host, the more likely it is that a variant capable of spreading efficiently among people will emerge. &ldquoIt&rsquos a little like playing Russian roulette,&rdquo Nelson says. &ldquoWe know these [viruses can make the species jump to] infect people. But it&rsquos just a matter of time until one will be able to spread from human to human.&rdquo

Human-to-swine transmission of influenza has become a greater risk factor in the modern era because it presents constant opportunities for spillover in both directions. In industrial agriculture, pigs move within regions and between continents, encountering both swine and human viruses from all over the world. Often, they live in close contact with both humans and other pigs. These conditions provide viruses with plenty of chances to find the &ldquoright&rdquo mutation or new combination of genes not only to jump between species but to actively circulate. The viruses and their components bounce from humans to U.S. commercial swine to show pigs, Nelson says, until they eventually emerge as something novel in the people who spend their lives caring for the animals: farm and feedlot workers and youth livestock exhibitors.

The degree to which reverse zoonosis increases the risks of pandemics or major outbreaks more broadly remains less clear. Although the majority of emerging zoonotic diseases have originated in wildlife, not livestock or pets, Barton Behravesh notes that interactions between humans and other species are incredibly complex. &ldquoThere are all sorts of features that can lead to that perfect storm that can cause a disease to switch over between animals and people,&rdquo she says. &ldquoWe do know that very close contact with animals and their environment provides more opportunities for diseases to transmit between animals and people.&rdquo

So far reverse zoonosis does not appear to have shaped the trajectory of the COVID-19 pandemic. Like influenza viruses, coronaviruses are known to jump from one species to another with relative ease. SARS-CoV-2&mdashthe virus that causes COVID-19&mdashhas shown its ability to leap from humans to other animals, especially cats. Cases have been rare, however. And limited evidence suggests that cats might be able to transmit the virus to one another in close quarters, but there is currently no evidence that cats can infect humans, according to Gregg Dean, a professor and head of the department of microbiology, immunology, and pathology at Colorado State University.

Although individuals are understandably concerned about their pets&rsquo health, Dean says that it is unlikely that companion animals will become major vectors for transmission. Even if SARS-CoV-2 were able to jump from cats back to people, the particular circumstances of feline-feline and human-feline interactions greatly reduce the likelihood that these transmissions would become a problem. Outside of feral colonies or shelters, most domestic cats are rarely in the high-density environments that result in clusters of cases being dispersed into the community. And cats are easier to test and quarantine than humans. &ldquoOur domestic cats are probably at a greater risk of getting COVID-19 from us than we will be of getting it from them,&rdquo Dean says.

Nevertheless, reexamining our assumptions about the way diseases flow will be key to preventing future pandemics. And as a result, many experts are pushing for a One Health approach that considers human health in the greater context of the well-being of animals and the environment. &ldquoWe still think of humans as this clean, higher-level species and the animals being the ones with all the pathogens,&rdquo Nelson says. &ldquoBut if you think about human society and our densities and our contact structures, we are incubators for pathogens.&rdquo


'Playing hard to get' really works here's why

We tend to like people who like us -- a basic human trait that psychologists have termed "reciprocity of attraction." This principle generally works well to start relationships because it reduces the likelihood of rejection. Yet, making the chase harder also has its upsides. Which one then is the better strategy for finding a partner?

A team of researchers from the University of Rochester and the Israeli-based Interdisciplinary Center Herzliya examined the effects of playing hard to get, a mating strategy that is likely to instill a certain degree of uncertainty. In a new study, published in the Journal of Social and Personal Relationships, they show that making the chase harder increased a potential mate's desirability.

The duo of Gurit Birnbaum, a social psychologist and associate professor of psychology at the IDC Herzliya, and Harry Reis, a professor of psychology and Dean's Professor in Arts, Sciences & Engineering at the University of Rochester, discovered that immediately reciprocating another person's interest may not be the smartest strategy for attracting mates.

"People who are too easy to attract may be perceived as more desperate," says Birnbaum. "That makes them seem less valuable and appealing -- than those who do not make their romantic interest apparent right away."

While playing hard to get is a common strategy used to attract mates, past research has been unclear about whether, and if so, why this strategy works -- which this study sought to clear up. Of course, some are reluctant to employ this strategy, worrying that it'll backfire and drive prospective partners away out of fear of being rejected.

Indeed, in previous research the duo had shown that those who feel greater certainty that a prospective romantic partner reciprocates their interest will put more effort into seeing that person again, while rating the possible date as more sexually attractive than they would if they were less certain about the prospective date's romantic intentions.

However, in their latest undertaking the team tested tactics across three interrelated studies, which gave the impression that potential partners were hard to get, signaling their "mate value" by being, for example, selective in their partner choices. Participants interacted with what they believed to be another research participant of the opposite-sex, but who was in reality an insider -- a member of the research team. Next, participants rated the extent to which they felt the insider was hard to get, their perceptions of the insider's mate value (e.g., "I perceive the other participant as a valued mate"), and their desire to engage in various sexual activities with the insider.

في study 1, participants interacted with study insiders whose online profile indicated that they were either hard to get or easy to attract. The researchers discovered that participants who interacted with the more selective profile perceived the insider as more valued and therefore more desirable as a partner, compared to participants who interacted with less selective insiders (who seemed easier to attract).

في study 2, the researchers looked at the efforts invested in pursuing a potential partner and whether such efforts would inspire heightened sexual interest. Here participants were led to exert (or not) real efforts to attract the insider during face-to-face interactions. During the experiment, participants engaged in a conversation with another participant (who was in reality a study insider). The experimenter instructed participants and insiders to discuss their preferences in various life situations and presented a list of 10 questions (e.g., "To what extent do you prefer intimate recreation over mass entertainment?" "To what extent do you like to cuddle with your partner while sleeping?"). The insider expressed a different preference from the participants to seven out of the 10 questions.

Participants in the hard-to-get group were told to try and resolve their disagreements. Using a fixed script, the insiders gradually allowed themselves "to be convinced" by the participants and eventually expressed agreement with the participant's position. That way, the researchers tried to make participants feel that they had invested efforts and that their efforts were eventually successful.

In the no-effort group, participants were instructed only to express their preferences and explain their point of view without trying to resolve the differences. That way participants didn't feel that the discussion involved exerting efforts to convince the insider. The team found that not only selectiveness but also efforts invested in the pursuit of a mate rendered potential partners more valuable and sexually desirable than those were little effort was exerted.

في study 3, interactions unfolded spontaneously and were coded for efforts undertaken by participants to see the insider again. Here the researchers examined whether being hard to get would increase not only prospective partners' sexual desirability but also the efforts devoted to seeing them in the future. To do so, participants conversed with the insider via Instant Messenger in a chat. At the end, participants were asked to leave one final message for the insider.

Next, the research team coded these messages for efforts made to interact again with the insider by counting in each message participants' expressions of romantic interest and desire for future interaction -- for example, complimenting the insider, flirting with him/her, asking him/her for a date. The team found that interacting with prospective partners who were perceived as hard to get not only enhanced their mate value and desirability but was also translated into investment of concrete efforts to see them again.

  • A person who is perceived as hard to get is associated with a greater mate value
  • Study participants made greater efforts on/and found more sexually desirable those potential dates they perceived as hard to get
  • Study participants made greater efforts to see those again for whom they had made efforts in the first place

Says Reis, "We all want to date people with higher mate value. We're trying to make the best deal we can."

Of course, some may be reluctant to employ this scarcity strategy, worrying that it'll drive prospective partners away out of fear of being rejected.

Reis acknowledges the strategy doesn't work for everyone, all the time. "If playing hard to get makes you seem disinterested or arrogant," he says, "it will backfire."

So, how then do you reconcile these two approaches -- playing hard to get on one hand and removing uncertainty on the other?

Show initial interest in potential partners so as not to alienate them, advises Birnbaum. Yet, don't reveal too much about yourself. People are "less likely to desire what they already have," she explains. Instead, build a connection with a potential partner gradually, thereby creating "a sense of anticipation and a desire to learn more about the other person."

Playing hard to get may work as long as potential partners feel that their efforts are likely to be successful -- eventually.


Species Concept: 4 Important Species Concept (With Criticism)

The following points highlight the four important species concept. The important species concept are: 1. Typological or Essentialist Species Concept 2. Nominalistic Species Concept 3. Biological Species Concept 4. Evolutionary Species Concept.

1. Typological Species Concept:

According to this concept, there are a number of diversities on the surface of the earth that exist as a limited number of universals or types. These types do not bear any relationship to each other. The universals or types are called species. Variation is con­sidered as trifling and irrelevant phenomenon.

This concept, was in the philosophies of Plato and Aristotle and was the species concept of Linnaeus and his followers. Cain (1954, 1956) regarded the above concept as the morpho-species concept. Another group of scientists refer to this as essentialist spe­cies concept because the members of a taxon or the species can be recognised by their essential characters.

This is why essentialist ideology is also referred to as typology. Again morpho-species or morphological species concept states that one species can be segre­gated from another species by physical fea­tures and can be recognised by their mor­phological features. This is also called mor­phological species concept.

Simpson (1961), Mayr (1969) and recent scientists have not accepted the above con­cept totally though it has some positive points:

(i) Due to several phenomena such as sexual dimorphism, polymorphism, and age differences, the same species develop strikingly morphological differences.

(ii) This concept is not applicable in case of sibling species because sibling species are alike but belong to differ­ent species.

2. Nominalistic Species Concept:

Occan, the proponent of this concept and his followers (Buffon, Bessey, Lamarck, etc.) believed that only individuals exist but do not believe in the existence of species.

Spe­cies are man’s own creations and have no actual existence in nature. They are mental concept and nothing more. Therefore, such mental concept (i.e., species) of man has no value. This concept was popular in France in 18 th century and still now is used among some botanists.

Simpson (1961), Rollins (1965) and Mayr (1969) stated that no biologists can agree with the idea that man cannot produce species and it is the established fact that the species are the products of evolution.

3. Biological Species Concept:

Due to some incompleteness in the above mentioned concepts and continuous pressure from the naturalists, a new concept the bio­logical species concept emerged in the mid­dle of 18 century. The concept took a number of years to get its foot in the soil of biology.

K. Jordan (1905) first gave the definition of biological species concept. Later Mayr proposed the biological species concept in 1940, 1942, 1949. According to this concept, “a species is a group of interbreeding natu­ral population that is reproductively iso­lated from other such groups”. Mayr ex­plained that a species has three following properties.

1. Reproductive community:

The indi­viduals of a species seek each other as potential mates for the purpose of re­production and the members form a reproductive community.

The members of a species differ each other for many features but all members together form a unit, interact as a unit with other species in any environment.

The members freely interbreed consisting of an intercom­municating gene pool, whereas the individual is merely a temporary ves­sel holding a small portion of the contents of gene pool.

This definition of biological species con­cept has accepted by Dobzhansky (1951) and Hanson (1981) especially for two reasons— gene pool and reproductive isolation.

Dobzhansky, Ayala, Stebbins and Valentine (1977), have postulated more or less same definition. According to them, a species as a single or more Mendelian populations be­tween which the gene exchange is limited or prevented by reproductive isolating mechanisms.

Most modern taxonomists and evolution­ists consider the biological species concept as the widely accepted species concept because the maximum workers apply this concept during their work. This concept has no fixity, and always changeable and has the potenti­ality for modifications required by the evo­lution.

Paterson (1985) has proposed a definition which can overcome some defects present in the biological species concept. According to him, “a species is a population of biparental organisms, the members of which share a common fertilization system”. Mayr (1988) has remarked that Paterson’s species concept is not error-free and is based on the misinter­pretation of the biological species concept.

Though Mayr’s biological species concept is widely accepted to the zoologists but the- shortcomings of the concept are criticised by the evolutionists when applied to certain groups:

(i) Lack of information:

Due to lack of proper information systematists face some problems when applied to some cases.

(a) The morphological differences are observed due to sexual dimorphism, age differences and genetical polymor­phism and individual variation can be unmasked through the study of life history and through the popula­tion analysis. The taxonomists mostly work on preserved museum speci­mens. So reproductive isolation is not verified in the preserved specimens. Again biological species concept is not applicable in fossil specimens.

(b) The closely related two populations live in a continuous area but show preferences for different habitats. In this case, two populations fail to in­terbreed due to living in different habitats. So it is difficult to apply the biological species concept on these populations because these popula­tions are either distinct species or failure of interbreeding due to living in different habitat.

An example of drongo birds is recorded in central Africa. Species A, Dicrurus ludwigii are found in the evergreen rainy forest areas and species B, D. adsimilis are found in the open grassy land areas. They live in two eco­logical niches with a distance of 50 m apart and do not interbreed.

(ii) Apomictic or asexual groups:

Bio­logical species concept is not applicable in apomictic species (i.e., asexually reproduc­ing groups) that do not fulfil interbreeding criterion which is the most important char­acteristic feature in biological species con­cept. Apomictic groups show uniparental re­production by parthenogenesis, apomixes and budding, etc.

Uniparental reproduction is seen in lower invertebrates and lower ver­tebrates. The descendents of apomictic groups are termed agamospecies or binoms, paraspecies but Ghiselin (1987), Mayr (1988a) stated that these are not considered as ‘species’.

To solve this dilemma, Simpson (1961), Mayr (1963, 1969) and M.J.D. White (1978) discussed the problem on the basis of discus­sion of Dougherty (1955) and Stebbins (1966).

Attempts to define agamospecies or asexual species with or without using the word popu­lation have not been successful. There are well defined morphological discontinuity among the uniparentally reproductive organ­isms. These discontinuities are produced by natural selection among the various mutants which occur in asexual clones.

Sibling or Cryptic species:

Biological species concept is not applica­ble in sibling or cryptic species because members of sibling or cryptic species are all alike, not separated morphologically but reproductively isolated populations.

Incompleteness of speciation:

Evolution is a gradual and continuous process. To attain a new species, especially three attributes are necessary, such as repro­ductive isolation, ecological difference and morphological differentiation. There are many species which represents an incomplete stage during speciation. To apply the bio­logical species concept in these cases becomes difficult.

According to biological species concept, two good species fail to interbreed. If the reproduction isolation breaks down, the two good species interbreed and produce fertile hybrid.

4. Evolutionary Species Concept:

Not all taxonomists specially palaeontolo­gists are not satisfied with the biological species concept. They preferred a definition of species which are related to the evolution.

Simpson (1961) has proposed a definition with many modifications that is “an evolu­tionary species is a lineage (an ancestral- descendant sequence of populations) evolv­ing separately from others and with its own unitary evolutionary role and tendencies”.

Simpson has stated that the above defi­nition not only is consistent with biological or genetical concept of species but it helps to clarify and to remove some limitations of the biological species concept. Mayr (1982) has stated that the above definition is related to the phyletic lineage, not indicates a species concept.

The evolutionary concept is appli­cable only to the isolated population and incipient species but not applicable to a sin­gle species. Simpson tried to solve the spe­cies definition by adding the time dimension in this species definition. Reif (1984) and Mayr (1987) have stated that there are many demerits in evolutionary species concept.

Wiley (1978) has provided a revised defi­nition of evolutionary species concept. He stated that “an evolutionary species is a sin­gle lineage of ancestral-descendant popu­lations which maintains its identity from other such lineages and which has its own evolutionary tendencies and historical fate”.

Mayr and Ashlock (1991) stated that the concept has developed on the basis of a species taxon, not of the species category.

Christoffersen (1995) proposed the ontological species concept that is “a species is a sin­gle lineage of ancestral descendant sexual populations genetically integrated by his­torically contingent events of interbreed­ing”. This definition of Christoffersen has given stress on the interbreeding nature of a species.


شاهد الفيديو: شرح مورفولوجيا البكتيريا. Bacterial morphologies (كانون الثاني 2022).