Reticulate Evolution: Symbiogenesis, Lateral Gene Transfer, Hybridization and Infectious Heredity

این جلد که برای افراد غیر متخصص نوشته شده است، مکانیسم‌هایی را معرفی می‌کند که زیربنای تکامل مشبک هستند. فصل‌ها یا با واژه‌نامه‌هایی همراه هستند که اصطلاحات جدید را توضیح می‌دهند یا جدول‌های زمانی که دانشمندان پیشگام و اکتشافات اصلی آنها را در زمینه‌های تاریخی خود قرار می‌دهند. نویسندگان مشارکت کننده تاریخچه و زمینه اصلی کشف همزیستی، همزیستی، انتقال ژن جانبی، هیبریداسیون یا واگرایی با جریان ژن و وراثت عفونی را تشریح می کنند. با استفاده از بینش‌های کلیدی در زمینه‌های (فیلو) ژنتیک مولکولی، میکروبیولوژی، ویروس‌شناسی، بوم‌شناسی، سیستماتیک، ایمونولوژی، اپیدمیولوژی و علوم محاسباتی، آنها نشان می‌دهند که چگونه تکامل مشبک بر بقا، تناسب اندام و گونه‌زایی موفق تأثیر می‌گذارد.

Reticulate. تکامل چالشی را برای چارچوب استاندارد نئوداروین ایجاد می‌کند، که زندگی را نتیجه الگوهای دوشاخه و شاخه‌ای تعریف می‌کند که توسط مکانیسم عمودی انتخاب طبیعی به وجود آمده است. تکامل مشبک الگویی را در درخت زندگی ارائه می دهد که با ادغام افقی و تلاقی دودمان ناشی از همزیستی، همزیستی، انتقال ژن جانبی، هیبریداسیون یا واگرایی با جریان ژن و وراثت عفونی مشخص می شود و «درخت زندگی» را بیشتر شبیه می کند. یک "وب زندگی". در سطح معرفت‌شناختی، ابزارهای مختلفی که می‌توان از طریق آنها مواد وراثتی را به‌صورت افقی منتقل کرد، مفاهیم کلاسیک ما از واحدها و سطوح تکامل، تناسب، شیوه‌های انتقال، خطی بودن، جوامع و فردیت بیولوژیکی را به چالش می‌کشد.

مطالعات موردی. ارائه شده به بررسی موضوعات از جمله منشاء سلول یوکاریوتی و اندامک های آن از طریق همزیستی. منشأ جلبک ها از طریق همزیستی اولیه و ثانویه و دینوفاژل ها از طریق همزیستی سوم. ابر ارگانیسم و ​​هولوبیونت به عنوان واحدهای تکامل. چگونه اندوسیمبیوز باعث ایجاد گونه زایی در اشکال حیات چند سلولی می شود. پلاسمیدهای قابل انتقال و غیرقابل انتقال و نحوه تعامل آنها با میزبان خود وسیله ای که ارگانیسم های پرو و ​​یوکاریوتی ژن ها را به صورت جانبی منتقل می کنند (تبدیل، انتقال و کونژوگاسیون باکتریایی و همچنین ترانسپوزون ها و سایر عناصر ژنتیکی متحرک). هیبریداسیون و واگرایی با جریان ژن در افراد در حال تولید مثل جنسی. مطالعات میکروبیوم و ویریوم (انسانی) فعلی که بر دانش ما در مورد تکامل سلامت ارگانیسم و ​​ایمنی اکتسابی تأثیر می گذارد. و چگونه می توان همزیستی و همزیستی را در تکامل محاسباتی مدل کرد.

Written for non-experts, this volume introduces the mechanisms that underlie reticulate evolution. Chapters are either accompanied with glossaries that explain new terminology or timelines that position pioneering scholars and their major discoveries in their historical contexts. The contributing authors outline the history and original context of discovery of symbiosis, symbiogenesis, lateral gene transfer, hybridization or divergence with gene flow and infectious heredity. By applying key insights from the areas of molecular (phylo)genetics, microbiology, virology, ecology, systematics, immunology, epidemiology and computational science, they demonstrate how reticulate evolution impacts successful survival, fitness and speciation.

Reticulate evolution brings forth a challenge to the standard Neo-Darwinian framework, which defines life as the outcome of bifurcation and ramification patterns brought forth by the vertical mechanism of natural selection. Reticulate evolution puts forward a pattern in the tree of life that is characterized by horizontal mergings and lineage crossings induced by symbiosis, symbiogenesis, lateral gene transfer, hybridization or divergence with gene flow and infective heredity, making the “tree of life” look more like a “web of life.” On an epistemological level, the various means by which hereditary material can be transferred horizontally challenges our classic notions of units and levels of evolution, fitness, modes of transmission, linearity, communities and biological individuality.

The case studies presented examine topics including the origin of the eukaryotic cell and its organelles through symbiogenesis; the origin of algae through primary and secondary symbiosis and dinoflagellates through tertiary symbiosis; the superorganism and holobiont as units of evolution; how endosymbiosis induces speciation in multicellular life forms; transferrable and non-transferrable plasmids and how they symbiotically interact with their host; the means by which pro- and eukaryotic organisms transfer genes laterally (bacterial transformation, transduction and conjugation as well as transposons and other mobile genetic elements); hybridization and divergence with gene flow in sexually-reproducing individuals; current (human) microbiome and viriome studies that impact our knowledge concerning the evolution of organismal health and acquired immunity; and how symbiosis and symbiogenesis can be modelled in computational evolution.