Informace

24.3: Výběrové tlaky a ovladače - biologie


  1. Soutěž s gymnospermy. Gymnospermy byly velké, úspěšné organismy přizpůsobené řadě těžkých podmínek. Aby mohly krytosemenné rostliny konkurovat této skupině, budou muset pracovat chytřeji, nikoli tvrději.
  2. Ptáci a savci. Rozmanitost živočichů přítomných na Zemi při vývoji krytosemenných rostlin by vedla ke zvýšené predaci semen. Ovoce umožnilo dvojí ochranu semen a kooptací zvířat jako dispergačních činidel, ať už požitím nebo připojením. Některé plody vyvinuly produkci sladkých tkání a jasných barev, aby přilákaly zvířata, zatímco jiné vyvinuly chlupy nebo trny, aby se zachytily na jejich tělech.

Rozvoj multibuněčné společnosti

Tuto a mnoho dalších diskusí najdete v našem bezplatném podcastu Každý má pravdu. Přihlaste se k odběru a sdílejte!

Staňte se členem nebo se přihlaste a poslouchejte celou 2,5hodinovou konverzaci.

vášnivý Sloan Wilson je SUNY významným profesorem biologie a antropologie na Binghamtonské univerzitě. Je všeobecně známý svými zásadními příspěvky k evoluční vědě a vysvětlováním evoluce široké veřejnosti. Poslouchejte, jak David mluví s Kenem Wilberem o jeho nedávné knize, Tento pohled na život: Dokončení darwinovské revoluceV této fascinující diskusi o vědomé, kulturní a biologické evoluci a mdash a o tom, jak můžeme použít základní vzorce procházející všemi třemi, abychom vytvořili přizpůsobivější a udržitelnější budoucnost.

My jako lidské bytosti máme za sebou miliony let evoluce, což vše optimalizovalo naši schopnost pracovat, soutěžit a prospívat společně jako malé skupiny. Problém je v tom, že už neexistujeme pouze v malých skupinách, jako jsme to drtivou většinu času na této planetě měli. Existujeme ve vnořené hierarchii stále více přeplněných komunit, od měst, států a národů až po celé globální sítě kultury, financí a hodnot.

A naše ubohé opičí mozky kvůli tomu úplně šílí.

Většina z nás doslova není schopna obalit svou mysl tolika různými lidmi a perspektivami a protichůdnými pravdami, které tvoří hluk pozadí našich moderních životů. Objem několika miliard hlasů křičících naším elektronickým nervovým systémem přemůže a spustí primitivní agorafobii, což způsobí, že se stáhneme zpět a ustoupíme zpět do identit naší malé skupiny. Perspektivní rozmach internetu způsobuje, že naše výchozí evoluční programování pracuje proti nám, fragmentuje náš smysl pro sdílenou realitu tím, že nabízí platformu pro zastaralé a někdy nebezpečné myšlenky, které mohou podněcovat, předstírat legitimitu a nakazit naši kolektivní psychiku a mdash, což má za následek vzestup cynismu , konspirační teorie a internetoví trollové, stejně jako návrat etnocentrismu, nacionalismu a politického tribalismu.

Není těžké pochopit, jak jsme se sem dostali. V současné době postrádáme skutečnou politickou a kulturní špičku, protože zelená postmoderní nadmořská výška narazila na svá přirozená omezení a začala ustupovat směrem k etnocentrickému uzákonění vlastních hodnot. Desítky let kulturního neoliberalismu způsobily, že jsme na Západě do značné míry přehnaně zdůrazňovali jednotlivé hodnoty a selekční tlaky, na úkor skupinových hodnot a selekčních tlaků. A co víc, naše technologické, ekonomické a vládní systémy se staly příliš tajemnými, příliš odstraněnými od běžných občanů a voličů malých skupin a příliš závislými na prosazování shora dolů než na zapojení zdola nahoru. Je to dystopická džungle, není divu, že upadáme zpět do našich nejhlubších evolučních instinktů.

Ale tady & rsquos dobrá zpráva: stejné evoluční adaptace, které v současné době vypadají jako zkratování, mohou být také použity k tomu, abychom se dostali z této šlamastiky.

Chování, které popisujeme jako & ldquoevil & rsquo, lze poněkud snadno vysvětlit pomocí mainstreamové evoluční perspektivy, která zdůrazňuje jedince jako primární selektor evolučního procesu. Ale stejná evoluční perspektiva má mnohem obtížnější čas na vysvětlování věcí, jako je dobro, altruismus a empatie, což dává smysl pouze tehdy, když si uvědomíme, že skupina také vyvíjí své vlastní selekční tlaky & mdash a ve skutečnosti je jednou z nejvýznamnějších hybných sil evoluce je toto víření napětí mezi jednotlivci (např. sobectví) a skupinovým výběrem (např. nesobeckost) na každé úrovni.

Kromě těchto duálních tlaků na individuální a skupinový výběr Ken ještě rozlišuje mezi vnějšími a vnitřními tlaky, a to v rámci obou jedinců (např. & Ldquoconscious evolution & rdquo, or the primal inside drive of a individual, vs. vonkajšie genetické faktory organismu) a skupin (např. & ldquocultural evolution & rdquo, nebo tlaky v našich sdílených interiérech, vs. environmentální tlaky v našich společných exteriérech).

Když to vezmeme dohromady, vydává to mnohem komplexnější pohled na lidskou evoluci, ten, který skutečně nevynechává nic nebo se snaží minimalizovat a omezit jednu sadu evolučních tlaků na druhou. A je to pohled, který můžete posunout až dolů po evolučním žebříčku, pokud chcete, dokonce i k úplně prvním částicím po Velkém třesku. A co je nejdůležitější, je to pohled, který naznačuje evoluční plán, který nás může vyvést z této éry svárů a rozvratů směrem k mnohem rozumnější a udržitelnější budoucnosti & mdash, zvláště pokud se můžeme vrátit ke stejným strategiím malých skupin, které byly tak úspěšné pro naše vlastní druhy a rsquo stoupají na výsluní:

1. Buďte více ohleduplní ke svým vlastním hodnotám a cílům

2. Staňte se členem hodnotných skupin

3. Udělejte ze své skupiny silnou implementaci základních a příslušných zásad pomocného návrhu

4. Udělejte ze své skupiny zdravou buňku v mnohobuněčné společnosti

Často se říká, že lidstvo představuje proces evoluce, kdy si člověk uvědomuje sám sebe. Jsme vesmír, který se probouzí sám sebe vytvořit skutečně mnohobuněčnou společnost pro lidský superorganismus.

Jinými slovy, všechny tyto skutečně zlé problémy přicházejí přesně podle plánu a nabízejí přesně pákový efekt, který potřebujeme k tomu, abychom posunuli integrální předvoj vpřed a dostali do popředí nová řešení. Naše vlastní evoluční dědictví nám nabízí přesně sadu nástrojů, které potřebujeme k překonání těchto výzev a k rozšíření mnohem integrovanější společnosti, která dokáže úspěšně zvládnout antropocén.


Přidružená data

Rakovina se vyvíjí opakujícím se procesem klonální expanze, genetické diverzifikace a klonální selekce v rámci adaptivních krajin tkáňových ekosystémů. Dynamika je komplexní s vysoce variabilními vzory genetické rozmanitosti a výslednou klonální architekturou. Terapeutická intervence může zdecimovat klony rakoviny a narušit jejich stanoviště, ale nechtěně poskytuje silný selektivní tlak na expanzi rezistentních variant. Ze své podstaty darwinovský charakter rakoviny leží v srdci terapeutického selhání, ale možná je také klíčem k účinnější kontrole.

Rakovina je hlavní příčinou úmrtnosti na celém světě a navzdory mimořádnému množství úsilí a peněz vynaložených v posledních několika desetiletích zůstává úspěšná eradikace a kontrola pokročilé nemoci nepolapitelná 1. Souběžně se naše chápání biologie a genetiky rakoviny změnilo k nepoznání 2. Překlad genomiky rakoviny do terapie rakoviny musí vyhovět buněčné složitosti onemocnění a řešit jeho dynamický, evoluční charakter. Ten poskytuje překážky úspěchu i příležitostí.

V roce 1976 publikoval Peter Nowell 3 orientační pohled na rakovinu jako evoluční proces, vedený postupnými somatickými buněčnými mutacemi se sekvenční, subklonální selekcí. Implicitní paralelou byl darwinovský přirozený výběr s rakovinou ekvivalentní asexuálně se množícím, jednobuněčným, kvazi-druhům. Moderní éra biologie a genomiky rakoviny potvrdila základy rakoviny jako komplexní, darwinovský, adaptivní systém 4,5 (rámeček 1 a další odkazy v doplňkových informacích).

Rámeček 1

Rakovina jako komplexní systém

Rakovina existuje v mimořádné paletě taxonomicky, kvazi tříd, rodů, druhů, charakterizovaných odlišnými buňkami původu a mutačním spektrem. Každá rakovina je individuálně jedinečná.

Rakovina se vyvíjí v různých časových rámcích (

1 � let) a tempa a u každého pacienta se klonová struktura, genotyp a fenotyp v průběhu času mění. Současně je jakákoli rakovina ve skutečnosti množením různých (subklonálních) rakovin zabírajících překrývající se nebo odlišná tkáňová stanoviště.

Počet mutací nalezených u jakéhokoli rakoviny se může lišit od hrstky (10 �) do (obvykleji) stovek tisíc. Velkou většinu tvoří �stující ’, skromné, ale nedefinované číslo, které je funkčně relevantní 𠆍rivers ’. Mutační procesy jsou velmi rozmanité.

Rakovina získává prostřednictvím mutačních (a epigenetických) změn celou řadu kritických fenotypových vlastností, které posilují územní expanzi, prostřednictvím proliferativní samoobnovy, migrace a invazních vlastností, které jsou nedílnou součástí normálních vývojových, fyziologických a opravných procesů.

Pokročilá, rozšířená nebo velmi maligní nádorová onemocnění se zdají být téměř jedinečně kompetentní vyhnout se terapii.

Většinu, ne -li celou tuto složitost lze vysvětlit klasickými evolučními principy.

Evoluce klonů rakoviny probíhá v biotopech tkáňových ekosystémů, které se samy vyvinuly za miliardu let. Jejich komplexní anatomie a síťové signály se vyvinuly tak, aby optimalizovaly a integrovaly mnohobuněčné funkce a zároveň omezovaly odpadlíka klonální expanzi. Rovnováha je však choulostivá, protože odolnost mnohobuněčných a dlouhověkých zvířat, jako jsme my, závisí na velmi fenotypových vlastnostech, které, pokud nejsou přísně regulovány, způsobují nebo udržují malignitu, tj. Sebeobnova spojená se stabilizací telomer, která umožňuje rozsáhlé proliferace, angiogeneze, buněčná migrace a invaze 6.

Tkáně poskytují kontext pro vývoj rakovinotvorných buněk. Obvykle zdlouhavý čas potřebný pro klinický vznik rakoviny a z toho vyplývající mutační složitost často odráží sekvenční a náhodné ‘výzkumy ’ pro fenotypová řešení mikroenvironmentálních omezení. Evoluční vývoj rakoviny je častěji zastaven nebo přerušen, jak ukazují vysoké frekvence klinicky skrytých premaligních lézí 7 𠄹. Mechanismy potlačující rakovinu odsunují většinu rakovin do vysokého věku, kde mají malý vliv na reprodukční zdatnost jejich hostitelů.

Omezení zdrojů a další mikroenvironmentální omezení omezují velikost nádorů ve více fázích progrese. Dokonce i plně rozvinuté malignity často vykazují růst Gompertzian 10. Doba zdvojnásobení rakovinotvorných buněk (

1 𠄲 days) je řádově rychlejší než doba zdvojnásobení nádorů (

60 � dní) 10, což znamená, že drtivá většina rakovinných buněk zemře, než se rozdělí 11. Přirozený výběr v nádorech, stejně jako výběr mezi organismy, se tedy často uskutečňuje prostřednictvím silné soutěže o prostor a zdroje.

Onkologové dramaticky mění dynamiku klonů rakoviny zavedením nového účinného zdroje 𠆊rtificial ’ výběru – s léky nebo radioterapií. Platí ale podobné evoluční principy. Masivní buněčná smrt bude obvykle následovat poskytnutím selektivního tlaku pro proliferaci variantních buněk, které mohou jedním z několika mechanismů (viz níže) odolat terapeutickému zapomnění. Aby toho nebylo málo, mnoho protinádorových léčiv jsou přežívající genotoxické buňky, které regenerují rakovinu a mohly způsobit další mutační urážky, z nichž některé by mohly zlepšit jejich kondici a maligní potenciál.

Tyto obecné úvahy naznačují, že mnoho lze získat aplikací nástrojů a poznatků evoluční biologie a ekologie na dynamiku před a po léčbě rakoviny. Zde poskytujeme portrét rakoviny jako evolučního procesu a tvrdíme, že to může vysvětlit naše skromné ​​terapeutické návraty a navrhnout alternativní strategie pro efektivní kontrolu.


Testování přítomnosti chráněných mořských oblastí proti jejich schopnosti snižovat tlaky na biologickou rozmanitost

Prohlášení o vlivu článku: : Chráněné mořské oblasti se zřizují tam, kde je politická opozice nízká, což omezuje jejich schopnost zmírňovat příčiny ztráty biologické rozmanitosti.

Abstraktní

Chráněné mořské oblasti (MPA) jsou upřednostňovaným nástrojem prevence ztráty biologické rozmanitosti moří, což se odráží v cílech mezinárodních chráněných oblastí. Přestože se oblast pokrytá MPA rozšiřuje, existuje obava, že opozice uživatelů zdrojů je žene do míst s nízkým využitím, zatímco oblasti vysokého tlaku zůstávají nechráněné, což má vážné důsledky pro zachování biologické rozmanitosti. Testovali jsme prostorové vztahy mezi různými tlaky způsobenými lidmi na mořskou biodiverzitu a globálními MPA. Použili jsme globální, modelovaná tlaková data a světovou databázi chráněných území pro výpočet úrovní 15 různých tlaků vyvolaných člověkem uvnitř i vně světových MPA. Data jsme vybavili binomickými generalizovanými lineárními modely, abychom určili, zda každý tlak měl pozitivní nebo negativní vliv na pravděpodobnost ochrany oblasti a zda se tento účinek změnil s různými kategoriemi ochrany. Pelagický a drobný rybolov, lodní doprava a zavádění invazivních druhů lodí měly negativní vztah k ochraně a tento vztah přetrvával i v těch nejméně omezujících kategoriích ochrany (např. Chráněná území zařazená do kategorie VI podle Mezinárodní unie pro ochranu přírody (kategorie, která umožňuje udržitelné využívání). Naproti tomu tlaky z rozptýlených, difuzních zdrojů (např. Znečištění a okyselování oceánů) měly pozitivní vztah k ochraně. Naše výsledky ukázaly, že MPA jsou systematicky stanovovány v oblastech s nízkou politickou opozicí, což omezuje schopnost stávajících MPA řídit klíčové hybné síly ztráty biologické rozmanitosti. Navrhujeme, aby se úsilí o zachování zaměřilo spíše na výsledky biologické rozmanitosti a účinné snižování tlaků než na předepisování cílů podle oblastí a aby v oblastech, kde není ochrana možná, byly zapotřebí alternativní přístupy k ochraně.

Abstraktní

Vyhodnocení oblasti Marinas Protegidas contra Sus Capacidades de Reducir las Presiones sobre la Biodiversidad

Pokračovat

Většina námořních ochranných pásem (AMP) má své oblíbené preference v oblasti námořních přístavů, které se zaměřují na různé oblasti ochrany přírody. Mnoho oblastí, ve kterých se vyskytují MPA, se rozšiřují, rozšiřují a rozšiřují, opakují se a opětovně se opakují, ale často se vyskytují místní chyby, které způsobují, že jsou chráněny, para la conservación de la biodiversidad. Analogické relace espaciales entre differentent presiones inducidas por humanos sobre la biodiversidad marina y las áreas marinas protegidas del mundo. Používá se více základních režimů, které mají základnu datových oblastí s různými proteiny, které jsou vypočítány z 15 různých různých indukovaných lidských zdrojů a MPA. Všechny typy linií mají obecnou a obecnou charakteristiku a určují různé parametry, které mohou mít negativní dopady na různé oblasti, jako jsou ostatní proteiny a jejich vliv na výkon. Různé druhy a druhy embarcaciones, y la introducción de especies invaze do porte de los barcos tuvieron una relación negativa con la protección y esta relación persisteó incluso bajo las categoryorías más restrictivas de protection (es deciraj, class proteos de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza, una categoryoría que permite el uso sostenible). Naše kontrasty, las presiones chirurgidas de fuentes rozptýlení a difusivas (por ejemplo, la contaminación y la acidificación del océano) tuvieron relaciones pozitivas con la protección. Výsledkem je více hlavních MPA, které se mohou lišit od toho, jak velké množství MPA existuje, jak velké jsou limity MPA, které existují pro všechny druhy MPA. Naše doporučení se vztahují k výsledkům biologické rozmanitosti a snižují efektivitu základních požadavků na životní prostředí alternativní alternativy k ochraně spotřebitele.


Přirozený výběr a lokální přizpůsobení regulace krevního tlaku a jejich pohledy na přesnou medicínu při hypertenzi

Prevalence hypertenze (HTN) se v různých populacích podstatně liší. HTN je nejen běžná - postihuje nejméně jednu třetinu dospělé světové populace -, ale je také nejdůležitější hybnou silou kardiovaskulárních chorob. Přesto je až třetina pacientů s hypertenzí odolná vůči terapii, k níž přispívá sekundární hypertenze, ale častěji dosud neschopnost přesně předpovídat odpověď na specifická antihypertenziva. Informace o populaci a jednotlivých genomikách by mohly být užitečné při vedení výběru a předpovídání odpovědi na léčbu - přístup známý jako přesná medicína. Toho však nelze dosáhnout bez znalosti genetických variací, které ovlivňují krevní tlak (TK). Může být zapojena řada evolučních faktorů, včetně demografie populace a sil přirozeného výběru. Tento článek zkoumá několik myšlenek na to, jak přirozený výběr ovlivňuje regulaci TK v etnicky a geograficky různorodých populacích, což by mohlo vést k jejich náchylnosti k HTN. Zkoumáme, jak by takové evoluční faktory mohly ovlivnit implementaci přesné medicíny v HTN. Konečně, abychom zajistili úspěch přesné medicíny v HTN, vyzýváme k dalším iniciativám k pochopení genetické architektury v různých populacích a mezi nimi s původem z různých částí světa a k přesné klasifikaci přechodných fenotypů HTN.

Klíčová slova: Hypertenze Přírodní výběr Přesná medicína.


Přečtěte si to dále

Studie navrhuje život na Venuši nemožný kvůli nedostatku vody

Tereza Pultarova a SPACE.com

Proč jsou anti-trans zákony proti vědě

Klimatické soudy používají starou vědu

Zprávy Maxine Joselow a E & ampE

Vědci při hledání hovna starého 230 milionů let našli nového brouka

Podívejte se na nádhernou barvu vzácných ptáků z každého úhlu a ve třech rozměrech

Mobilní kliniky mohou pomoci snížit nerovnost v oblasti zdraví

David E. Velasquez, LaShyra & amplsquoLash & amprsquo Nolen a Alister Martin | Názor


Úvod

Odolnost proti insekticidům v populacích vektorů africké malárie má vážné důsledky pro prevenci malárie. Sítě s dlouhou životností ošetřené insekticidy (LLIN) dosáhly v Africe dosud podstatného snížení prevalence malárie [1], ale počet insekticidů, které jsou v současné době k dispozici pro použití v LLIN, je velmi omezený. Až donedávna byly pyrethroidy jedinou třídou schválenou pro použití u LLIN a nedávno spuštěné sítě nové generace stále používají pyrethroidy v kombinaci buď s regulátorem růstu hmyzu, s pyrrolem, nebo se synergistou, která inhibuje primární metabolický mechanismus rezistence vůči pyretroidům u komárů [ 2,3]. Pro vnitřní zbytkový postřik (IRS) je k dispozici širší řada možností, ale pyrethroidy jsou levnější než mnoho alternativ a stále se používají pro IRS v zemích subsaharské Afriky endemických v malárii [4,5].

Ačkoli existují důkazy o tom, že rezistence vůči pyretroidům v populacích vektorů africké malárie roste [6,7], široká škála dostupných terénních studií neposkytuje prostorově komplexní časové řady trendů rezistence [8]. Kvantifikace těchto trendů zlepší naše chápání historického šíření rezistence a pomůže při navrhování strategií řízení odolnosti vůči insekticidům [9]. Rovněž jsou nutné komplexní časoprostorové analýzy rezistence, aby se usnadnilo její začlenění do epidemiologických modelů malárie, které informují o rozhodování na národní a globální úrovni [9]. Snahy o odhad trendů v odolnosti vůči insekticidům brání omezení spojená s dostupnými pozorováními fenotypů rezistence v populacích polních komárů. Pozorování ze standardizovaných testů citlivosti, které indikují prevalenci fenotypové rezistence v polních populacích, pokrývají širokou geografickou oblast a pokrývají několik desetiletí [8,10]. Prostorové pokrytí těchto dat je však řídké a heterogenní a rezistence je zřídka v průběhu času konzistentně monitorována, což znamená, že je k dispozici velmi málo časových řad [9]. Tyto testy citlivosti mají navíc velkou chybu měření a pro robustní odhad fenotypů rezistence je nutná replikace.

Několik studií uvádí prostorové rozdíly v odolnosti v rámci země, ale tyto studie neanalyzovaly prostorové trendy za touto variací [11,12]. Časové řady údajů o rezistenci navíc ukázaly změny v čase v umístění sentinelových lokalit [13–20], avšak pouze jedna studie zkoumala časové trendy napříč Afrikou [7]. Tato studie generovala v průběhu času jediný trend pro celý kontinent, pro každý druh a insekticid, a nezkoumala rozdíly v trendech mezi lokalitami. Žádná předchozí studie neanalyzovala prostorové variace ve více zemích ani nezkoumala časoprostorové trendy v těchto regionech.

Naše schopnost porozumět a předvídat odolnost vůči insekticidům může být prospěšná z uvažování proměnných, které mohou ovlivnit výběr rezistence. Zdroje insekticidů v životním prostředí zahrnují aplikaci intervenčních vektorových zásahů pro veřejné zdraví na bázi insekticidů-jako jsou LLIN a IRS-a aplikaci insekticidních prostředků v zemědělství, které zahrnují stejné třídy insekticidů jako ty, které se používají při vektorové kontrole [21]. Pokrytí LLIN se v Africe od roku 2005 výrazně zvýšilo v reakci na globální iniciativu Roll Back Malaria [22, 23], zatímco pokrytí IRS bylo omezeno na mnohem menší oblasti [4]. Počáteční sítě ošetřené insekticidy (ITN) používaly permethrin nebo deltamethrin, zatímco α-cypermethrin je nyní nejčastěji používaným pyretroidem v LLIN. Za posledních 20 let byly pro IRS použity deltamethrin, λ-cyhalothrin a DDT, přičemž α-cypermethrin byl poprvé použit v hromadných kampaních v roce 2003. Od roku 2015 je deltamethrin jediným hlášeným pyretroidem, který byl údajně použit v hromadných kampaních IRS s DDT a dalšími nepyretroidními insekticidy [4]. Několik studií prokázalo lokální zvýšení odolnosti vůči insekticidům v populacích polních komárů po zavedení LLIN, IRS nebo obou [19,20,24–26], i když v jiných lokalitách nebyl po zavedení těchto intervencí nalezen důkaz vyšší odolnosti [24,27]. Byly také nalezeny souvislosti mezi používáním zemědělských pesticidů a odolností vůči insekticidům [21,28] a existují důkazy, že kontaminace vodních útvarů pesticidy je zdrojem selekčního tlaku na rezistenci působící na larvy komárů [29]. Vztahy mezi rezistencí a hybateli selekce se však budou geograficky lišit v závislosti na struktuře populace [30,31]. Genetické mechanismy rezistence se také liší napříč druhy komárů [25,30], a dokonce i blízce příbuzné druhy komárů mají různé ekologické mezery [32,33], stejně jako odlišné chování a preference při krmení krví, což znamená, že je pravděpodobné, že se setkají s rozdíly v expozice insekticidu [34].

Odolnost vůči pyretroidům se nerozšířila ven z jediného původu a je známo několik mechanismů rezistence. Mechanismy, které byly identifikovány, lze klasifikovat do mutací cílového místa, up-regulace detoxikačních enzymů a zesílení kutikulárních [35–38]. Každá třída je spojena s více genetickými variantami, které propůjčují rezistenci, a existují důkazy, že alespoň některé z nich se v Africe objevily nezávisle několikrát [39]. Jakmile vznikne nová varianta, zvýšení její frekvence je řízeno selekčními tlaky, které se liší místo od místa, například prostřednictvím prostorově proměnlivého pokrytí používání pyretroidů ve veřejném zdraví a zemědělství [4,22,40]. Šíření těchto genetických variant do nových lokalit je řízeno tokem genů, který se také liší podle místa [30,41–45]. Zde uvažujeme o druhovém komplexu a „šíření“ rezistence je dále ovlivněno introgreseí genů rezistence z jednoho druhu do druhého [46–51]. Geoprostorové vzorce ve fenotypu rezistence vůči pyretroidům, které zde studujeme, jsou proto výsledkem složité kombinace vícenásobného původu více genetických variant, které se poté rozšířily tokem genu a introgresí.

Existuje důkaz, že některé mechanismy pyretroidní rezistence se liší úrovní rezistence, kterou udělují například různým sloučeninám, různé rychlosti deplece byly nalezeny u 6 pyretroidních sloučenin, když byly metabolizovány 8 Anopheles enzymy cytochromu P450 za kontrolovaných podmínek [52]. Tyto rozdíly nebyly zkoumány u všech mechanismů rezistence a neexistuje žádný důkaz, že rozdíly pozorované u jednotlivých mechanismů rezistence testovaných v laboratoři se promítají do odlišných vzorců rezistence v této oblasti.

K vývoji prediktivních modelů odolnosti vůči insekticidům v polních populacích, které mohou představovat variabilní, nelineární interakce s environmentálními, biologickými a genetickými proměnnými, využíváme přístup modelování souborů. Tento přístup využívá mnohostranné přednosti různých metodik modelování, přičemž pomocí metod strojového učení získává prediktivní sílu ze sady kovariantů a poté umožňuje bayesovskému geostatistickému gaussovskému procesu modelovat autokorelovanou zbytkovou variaci [53]. Bayesovské geostatistické modely poskytují robustní model reziduální autokorelace, který lze aplikovat na časoprostorová data s heterogenní distribucí vzorkování [54]. Jejich aplikace na pozorování z testů citlivosti na insekticidy prováděných na řadě míst po celé Africe již dříve prokázala rozsáhlé asociace mezi odolností vůči různým typům pyrethroidů a také organochlorem DDT [55]. Modely vyvinuté v této studii využívají tyto asociace v odolnosti vůči různým insekticidům, aby zlepšily předpovědi rezistence pro jednotlivé typy insekticidů.

Pomocí databáze obsahující výsledky standardních testů citlivosti na insekticidy provedených na vzorcích komárů shromážděných po celé Africe [8] jsme extrahovali výsledky 6 423 testů provedených na vzorcích z A. Gambie komplex druhů, které patří mezi nejdůležitější vektory africké malárie. Tento soubor dat jsme použili v našem modelovém souboru ke kvantifikaci variací v prevalenci rezistence na pyrethroidy a DDT v období 2005–2017 vytvořením řady prediktivních map. Naše modely jsou informovány sadou potenciálních vysvětlujících proměnných popisujících pokrytí intervenčních vektorových zásahů na bázi insekticidů, zemědělství a jiných typů krajinného pokryvu, klima, procesy určující osud pesticidů v životním prostředí a distribuci sourozeneckých druhů, které tvoří the A. Gambie komplex. Naše výsledky ukazují dramatické změny ve fenotypech odolnosti vůči insekticidům v populacích vektorů malárie v Africe po dobu 13 let a identifikují proměnné, které byly důležité při utváření těchto předpovědí.


Může nový objev herbicidů umožnit managementu plevele překonat evoluci odporu?

Zatímco herbicidy jsou nejúčinnějším a široce přijímaným přístupem k péči o plevele, vývoj odolnosti vůči více herbicidům při poškození druhů plevelů ohrožuje výnos a ziskovost mnoha plodin. Plevele akumulují mnohočetné mechanismy rezistence prostřednictvím sekvenční selekce a/nebo toku genů, přičemž dlouhodobý a mezinárodní transport plevelů odolných vůči herbicidům se ukazuje jako vážný problém. Mechanismy metabolické rezistence mohou poskytnout rezistenci na více místech působení a dokonce i na dosud neobjevené herbicidy. Když bude zavedeno nové místo působení herbicidu k potlačení klíčního hnacího plevele, bude to pravděpodobně jedna z mála účinných dostupných možností herbicidu pro tento plevel v konkrétní plodině v důsledku nepřetržitého používání herbicidů v průběhu let a výsledné akumulace odporové mechanismy, čímž je vystaveno ještě vyššímu riziku, že se rychle ztratí na odpor kvůli vysokému selekčnímu tlaku, který zažije. Počet dostupných účinných herbicidů pro určité hnací plevele v průběhu času klesá, protože rychlost vývoje rezistence je rychlejší než rychlost objevování nových herbicidů. K rychlé identifikaci nově vznikající rezistence vůči jakémukoli novému místu působení by mělo být zavedeno účinné monitorování pohybu druhů a diagnostika odolnosti. I když je v boji proti naléhavému problému rezistence v plevele naléhavě zapotřebí inovace v objevování herbicidů, rychlost selekce odolnosti vůči herbicidům v plevelech musí být zpomalena změnami ve vzorcích používání herbicidů. © 2021 Společnost chemického průmyslu. © 2021 Společnost chemického průmyslu.


Poděkování

Děkujeme mnoha kolegům, jejichž práce a postřehy přispěly k pochopení a zájmu o sexuální výběr. Zvláště děkujeme S. Dhole, R. Prumovi a S. Snowovi za rané diskuse, které pomohly formovat naše uvažování o definování sexuálního výběru, a M. Jennionsovi a H. Klugovi za komentáře k dřívější verzi článku.

Dostupnost dat

Tento článek neobsahuje žádná další data.

Příspěvky autorů

Oba autoři se rovným dílem podíleli na myšlenkách a argumentech obsažených v recenzi i na psaní závěrečné práce.


Nonrandom páření a rozdíly v životním prostředí

Struktura populace může být změněna jak náhodným párováním (preference určitých jedinců pro kamarády), tak i prostředím.

Učební cíle

Vysvětlete, jak mohou rozptyly prostředí a nerandomatické párování měnit genové frekvence v populaci

Klíčové informace

Klíčové body

  • Nonrandom mating can occur when individuals prefer mates with particular superior physical characteristics or by the preference of individuals to mate with individuals similar to themselves.
  • Nonrandom mating can also occur when mates are chosen based on physical accessibility that is, the availability of some mates over others.
  • Phenotypes of individuals can also be influenced by the environment in which they live, such as temperature, terrain, or other factors.
  • A cline occurs when populations of a given species vary gradually across an ecological gradient.

Klíčové výrazy

  • cline: a gradation in a character or phenotype within a species or other group
  • sexuální výběr: a mode of natural selection in which some individuals out-reproduce others of a population because they are better at securing mates
  • asortativní páření: between males and females of a species, the mutual attraction or selection, for reproductive purposes, of individuals with similar characteristics

Nonrandom Mating

If individuals nonrandomly mate with other individuals in the population, i.e. they choose their mate, choices can drive evolution within a population. There are many reasons nonrandom mating occurs. One reason is simple mate choice or sexual selection for example, female peahens may prefer peacocks with bigger, brighter tails. Traits that lead to more matings for an individual lead to more offspring and through natural selection, eventually lead to a higher frequency of that trait in the population. One common form of mate choice, called positive assortative mating, is an individual’s preference to mate with partners that are phenotypically similar to themselves.

Assortative mating in the American Robin: The American Robin may practice assortative mating on plumage color, a melanin based trait, and mate with other robins who have the most similar shade of color. However, there may also be some sexual selection for more vibrant plumage which indicates health and reproductive performance.

Another cause of nonrandom mating is physical location. To platí zejména ve velkých populacích rozložených na velké geografické vzdálenosti, kde ne všichni jednotlivci budou mít k sobě stejný přístup. Some might be miles apart through woods or over rough terrain, while others might live immediately nearby.

Environmental Variance

Genes are not the only players involved in determining population variation. Phenotypes are also influenced by other factors, such as the environment. A beachgoer is likely to have darker skin than a city dweller, for example, due to regular exposure to the sun, an environmental factor. Some major characteristics, such as gender, are determined by the environment for some species. For example, some turtles and other reptiles have temperature-dependent sex determination (TSD). TSD means that individuals develop into males if their eggs are incubated within a certain temperature range, or females at a different temperature range.

Temperature-dependent sex determination: The sex of the American alligator (Alligator mississippiensis) is determined by the temperature at which the eggs are incubated. Eggs incubated at 30 degrees C produce females, and eggs incubated at 33 degrees C produce males.

Geographic separation between populations can lead to differences in the phenotypic variation between those populations. Such geographical variation is seen between most populations and can be significant. One type of geographic variation, called a cline, can be seen as populations of a given species vary gradually across an ecological gradient.

Geographic variation in moose: This graph shows geographical variation in moose body mass increase positively with latitude. Bergmann’s Rule is an ecologic principle which states that as latitude increases the body mass of a particular species increases. The data are taken from a Swedish study investigating the size of moose as latitude increases as shows the positive relationship between the two, supporting Bergmann’s Rule.

Species of warm-blooded animals, for example, tend to have larger bodies in the cooler climates closer to the earth’s poles, allowing them to better conserve heat. This is considered a latitudinal cline. Alternativně kvetoucí rostliny mají tendenci kvést v různých časech v závislosti na tom, kde se nacházejí podél svahu hory, známého jako výškový klín.

If there is gene flow between the populations, the individuals will likely show gradual differences in phenotype along the cline. Omezený tok genů na druhé straně může vést k náhlým rozdílům, dokonce ke spekulacím.


Podívejte se na video: . МЭК 61850. Пример информационной модели ИЭУ. Цифровой обмен. (Listopad 2021).