Bíráló 1: Jékely Gáspár
Ez egy érdekes elemzés, amely egy fizikai magyarázat a fenntartó bilaterális szimmetria az állati evolúció. A dolgozatot jól megírtnak tartom, az érvek meggyőzőek, és csak néhány megjegyzést fűzök a vita tisztázásához.
a szerzők tartózkodnak a mozgásról a mikroszkopikus világban., Úgy gondolom azonban, hogy itt kihagynak egy lehetőséget. Tudjuk, hogy a mikrovilágban sok szervezet nagyon hatékonyan tud navigálni. Ezt nem úgy érték el, hogy kétoldalúan szimmetrikusak, hanem spirális úszással és a spirális pályák beállításával. Ez nagyon gyakran előfordul a különböző fototaktikus protistákban (pl. Az egyik ok, amiért ez hatékony stratégia a kis szervezetek számára, de nem a nagyok számára, a különböző Reynolds-számok, amint azt a tanulmány tárgyalja., Ez arra utalhat, hogy a kétoldalúság csak akkor fejlődött ki, amikor a korai metazoaiak elérték a kellően nagy méretet. Ezt az érdekes fizikai küszöböt részletesebben meg lehet vitatni.
A szerzők válasza: először is köszönetet mondunk Dr. Jékelynek felbecsülhetetlen munkájáért. Az a gondolat, hogy a kétoldalúság akkor alakult ki, amikor a kéznél lévő állatok elérték egy bizonyos méretet (például Valentine Proc Natl Acad Sci USA 1994, 91: 6751-6757), jelenleg nem bizonyítható meggyőző bizonyítékokkal (lásd például Chen et al. Tudomány, 305: 218-222-bár ez ellentmondásos )., Az a tény, hogy több kis állatok, élő birodalmában alacsony Reynolds szám, a kétoldali szimmetria valószínűleg azt jelzi, hogy bilaterality is fejlődtek a mikroszkopikus világ, de valószínűleg nem rendelkezik a fajta előnye más szimmetria, mint a makró világ. Amíg nem zárható ki, hogy bizonyos tényezők is támogatja a bilaterális szimmetria a mikró világ, inkább kerülje a állna – egyébként izgalmas – evolúciós probléma. Lásd még: 1. válasz Dr. Aravindnak.,
a modell azt sugallja, hogy az első bilateriaiak nem ástak, hanem szabadon úsztak vagy másztak az üledéken. Érdekes lenne ezt megvitatni a legkorábbi putatív bilateriai nyommaradványok összefüggésében. Az értelmezés, hogy ezek a nyomok a burrowing állatok kissé ellentmond a hipotézis (például Jensen Integr. Comp. Biol., 43:219–228).,
A szerzők válasza: tekintettel arra, hogy az első bilateriaiak pontos eredete nem bizonyított, nem szeretnénk állást foglalni életmódjukban; mindazonáltal a nyommaradványok témája, még mindig nagyon ellentmondásos, nagyon érdekes. A következő bekezdéssel egészül ki a “látszólagos problémák a szimmetria és a mozgás asszociációjával” szakasz:
” egy másik lehetséges kérdés merülhet fel, ha a prekambrium legkorábbi nyomkövületeit vizsgáljuk., Ezek a nyomok az üledék felső rétegében vízszintes barázdákat tartanak fenn, és a kétéltű állatoknak is tulajdoníthatók . Ezt a nézetet azonban megtámadta a nyomgyártó óriás protiszták felfedezése, amelyeket az ősi nyomvonalak gyártóinak jelöltjeiként terjesztettek elő., Hipotézisünk szerint könnyű összeegyeztetni a fent említett prekambriai állatok feltételezett burrowing viselkedését és kétoldalúságát (ha valóban léteznek), figyelembe véve, hogy az üledék felső rétege valószínűleg laza szerkezetű, alacsony sűrűségű, ezért nem feltétlenül követeli meg, hogy a test hengeres legyen.”
ennek megfelelően az idézett hivatkozásokat is hozzáadták a papírhoz.
azt javaslom, hogy az 1. ábrán is szerepeljen. egy bilateriai hengeres testtel, de oldalsó függelékekkel., A laterálisan lapított, halszerű test nem általános az aktívan mozgó bilateriaiak számára. Például az errant annelid polychaetes teste nagyjából hengeres, de oldalirányú függelékeik vannak, amelyek biztosítják a szükséges húzást az aktív mozgás során.
A szerzők válasza: az ábrát 1. Ábraként adták hozzá.C.
A szerzők az “aerodinamikai” kifejezést használják, amikor elsősorban a vízben történő mozgásról írnak. A “húzás” vagy “ellenállás” használata szerencsésebb lehet.
A szerzők válasza: az “aerodinamikai” szót megfelelőbbekkel helyettesítették.,
a szóban forgó mondatok most olvashatók: “… ahol F a húzóerő, ρ a közeg sűrűsége, c a test alakjától függő dimenzió nélküli húzási együttható, A a test maximális szakaszának területe a mozgás irányában, v pedig a test sebessége .”
” a gömbszimmetrikus test nem képes a nyomófelületet előállítani, azonos alakú és minden irányba húzható.”
” mivel csak az elülső nézetből van áramvonalasítva, oldalsó (vagy függőleges, ha az állat dorsoventrally lapított) húzási együtthatója nagyon magas az elülső részhez képest.,”
” a bilaterális testhez képest a hengeres forma alacsonyabb ellenállást mutat az oldalirányú mozgásban, így a hengeres test oldalirányban “csúszik” a változásokban, mint mi, amikor jégen próbáljuk megváltoztatni az irányt.”
az a kijelentés, hogy “a két testtengellyel rendelkező kétoldalú szimmetria … lassú, laposféregszerű organizmusokban keletkezett” a Ref-vel együtt. úgy tűnik, hogy azt jelenti, hogy az első bilaterians filogenetikailag kapcsolatban acoel laposférgek. A legújabb gondos filogenetikai elemzések azt mutatják, hogy az acoels deuterosztómák (Nature 470, 255-258), tehát nem képviselik a legkorábbi fennmaradt bilateriai metazoánokat., Azt javaslom, hogy írjak “féregszerű organizmusokat”.
A szerzők válasza: “lapos, féregszerű organizmusokra” változott; ugyanakkor lehetőleg hű maradt az idézett hivatkozáshoz.
hivatkozás a medúza navigációra (pl. Garm et al. A Journal of Experimental Biology 210, 3616-3623) meggyőzőbbé tenné a Medusa típusú manőverezésről szóló vitát.
szerzők válasza: köszönöm, a hivatkozás szerepel.
recenzens 2: L., Aravind
Beklemishev óta általánosan elfogadott a zoológiai hallgatók körében, hogy az irányított mozgások előnyei a kétoldalú szimmetria eredetének és fenntartásának hajtóereje, amely a metazoánok közötti szimmetria domináns formája. Általában elképzelik, hogy ez a szimmetria a bentikus kontextusokban alakult ki – a szubsztrátumon kúszik, lehetővé téve a kedvelt dorso-ventrális differenciálódást, amely a hatékony irányított mozgás kiválasztásával párosulva kétoldalú formát eredményezett., Ezt azonban megkérdőjelezték a TGF-béta családtagok aszimmetrikus kifejeződésének, valamint a cnidarians-ban az irányelv tengelye mentén a rövid gasztrulációs ortológoknak a megfigyelései alapján. Ez azt jelenti, hogy még akkor is, ha az ősi metazoán kifelé sugárirányú szimmetrikus volt, előfordulhat, hogy a kétoldalúság előzetes adaptációja vagy előzetes elrendezése történt, amint azt a cnidarians helyzete javasolja. Ezt használta Finnerty érvelni szerepet a belső keringés a bél lumen, mint egy fő tényező az eredete kétoldalú szimmetria., A molekuláris bizonyítékok összességében kedvez egyetlen fő eredete a kétoldalúság az állatokban, de a későbbi erős karbantartás kevésbé magyarázható.
itt a szerzők egyszerű fizikai magyarázatot mutatnak arra vonatkozóan, hogy a bilateralitás miért stabilabb stratégia, mint bármely más szimmetria, ha az irányított mozgás megjelenik. Magyarázatuk központi eleme a manőverezhetőségben betöltött szerepe, amelyet nyilvánvalóan nem használtak fel a szerzők ebben a cikkben., A szerzők fizikai érvei arra utalnak, hogy a kétoldalúság nyilvánvalóan stabil stratégia nagy Reynolds-számnál, ahol az általuk a húzóerőkhöz használt egyenlet megfelelő.
azonban a fő kérdés, amely felmerül, hogy mekkora legyen a Reynolds szám, hogy ezt az érvet tartsa. Ezeket az értékeket nézve úgy tűnik, hogy egy egysejtű, szabadon úszó eukarióták újra = 10^-1 lehetnek. Itt valószínűleg a viszkózus erők dominálnak, lehetővé téve az ilyen formák aszimmetrikus morfológiáját, például a csillókat és a dinoflagellátumokat., A legkisebb gerincesről azt mondják, hogy Re ~ 1, és a kétoldali metazoánok, mint például a chaetognatha és rotifer újra a számok között vannak. Meg kell jegyezni, hogy erősen kétoldalú formájuk van. Továbbá, a becsült méretek a bazális bilateralians nem helyezzük őket sokkal magasabb, mint ez a tartomány szempontjából Re. Tehát a felmerülő legfontosabb kérdés az, hogy ezekben a méretekben az elhanyagolható viszkózus erőkön alapuló érv teljes mértékben érvényes-e. Jó lenne, ha a szerzők megvizsgálnák ezt a kérdést, és bemutatnák hipotézisük lehetséges tesztjeit.
szerzők válasza: köszönjük Dr., Aravind értékes munkájáért. Az a tény, hogy a kétoldalú szimmetria az alacsony Reynolds-számok környezetében is jelen van, nem feltétlenül ellentmond hipotézisünknek. A főtest szimmetriáinak nagyon eltérő mintázata az alacsony és a magas Re környezetek között valószínűleg a viszkózus és inerciális erőkhöz való különböző viszonyaikból fakad. De ez a különbség nem feltétlenül zárja ki a kétoldalú szimmetriát a kis léptékű világból – bár nyilvánvalóan nem élvezi az előnyöket más szimmetriákkal szemben, amelyeket a nagyvilágban tesz., Hipotézisünk azt sugallja, hogy a kétoldalú szimmetria előnyös a nagy Re-világban, de ez nem jelenti azt, hogy a kétoldalúságot az alacsony re-világ bizonyos tényezői nem tudták volna előnyben részesíteni. Ezeket a tényezőket azonban – tudásunk szerint – Beklemishev óta nem tisztázták. Kérjük, olvassa el az 1. számú választ is Dr. Jékelynek.,
Minor points
< <kétoldalú szimmetria két testtengellyel az állati evolúció korai szakaszában alakult ki, valószínűleg lassú, laposféregszerű organizmusokban, amelyek szubsztrátumon mozognak, valószínűleg a Prekambriumban a Cnidarian-Bilateriai felosztás előtt .>>
Ez a mondat potenciálisan zavaró, mert ellentmondást jelenthet benne. A szerzőknek tisztázniuk kell, hogy mit jelentenek a kétoldalú szimmetria eredete a Bilateria eredete előtt (azaz a laposféregszerű organizmusok)., Ezek a cnidarians helyzetét jelentik, vagy valamilyen ősi formát rekonstruálnak?
A szerzők válasza: Köszönöm, ez a rész remélhetőleg tisztázásra került, és most olvasható:
” a két testtengellyel rendelkező kétoldalú szimmetria az állati evolúció korai szakaszában keletkezett, valószínűleg lassú, lapos, féregszerű organizmusokban, amelyek egy szubsztrátumon mozognak . A genetikai elemzések arra a következtetésre jutottak , hogy a bilaterális szimmetriáért felelős gének valószínűleg a Cnidarian–bilaterian split előtt jelentek meg, a Prekambriumban .,”< < ” a szimmetria, amely csak egy irányba áramlik, míg a más irányokban nem aerodinamikus, a mozgás szempontjából kedvező.”>>
lehet az utolsó szó, amelyet manőverezhető mozgással kell helyettesíteni.
A szerzők válasza: a “manőverezhető” szó beillesztésre került a mondatba, köszönöm:
“egy szimmetria, amely csak egy irányba áramlik, míg más irányokban nem aerodinamikus, kedvező a manőverezhető mozgáshoz.,”
Reviewer 3: Eugene Koonin
a kézirat szerzői arra törekszenek, hogy magyarázatot adjanak az állatok kétoldalú szimmetriájának uralmára. Az a gondolat, hogy a kétoldalú szimmetria sokkal nagyobb képességet biztosít a mozgás irányának gyors megváltoztatására, mint bármely más testterv, ezért jelentős előnyt jelent a szabadon mozgó állatok számára. A szerzők azt állítják, hogy ez a kétoldalú szimmetria szinte mindenütt jelen van, de óvatosan jelzik, hogy más tényezők is fontosak lehetnek., Véleményem szerint ez egy érdekes és ésszerű hipotézis, bár úgy gondolom, hogy erősödne, ha a szerzők a mechanika specifikus egyenleteiben képeznék hipotézisüket.
A szerzők válasza: köszönjük Dr. Koonin-nak, hogy átvette a kézirat felülvizsgálatát. A hipotézis megfogalmazása közben folyamatosan arra törekedtünk, hogy a legegyszerűbb magyarázatot adjuk a problémára a legtisztább módon. Úgy gondoljuk, az alapvető állítások (pl., a test leküzdeni húzza; tolja magát egy új irányba kell gyakorolni egy erő, az ellenkező irányban), majd az egyenlet húzza néhány egyéb kisebb megfontolások szükséges és elégséges érv a magyarázat az elmélet, de ha szükséges egy részletes indokolás hálásak lennénk, több konkrét utasításokat. Kérjük, vegye figyelembe azt is, hogy ez a fő hipotézis, amely alapul szolgálhat az egyes forgatókönyvek pontosabb jövőbeli elemzéséhez.