Referent 1: Gáspár Jékely
Aceasta este o analiză interesantă oferind o explicație fizică pentru menținerea simetrie bilaterală în evoluția animală. Găsesc lucrarea bine scrisă, argumentele convingătoare și am doar câteva comentarii pentru a clarifica discuția.
autorii se abțin să discute locomoția în lumea microscopică., Cu toate acestea, cred că ratează o oportunitate aici. Știm că în lumea micro multe organisme pot naviga foarte eficient. Ei au realizat acest lucru nu prin simetrie bilaterală, ci prin utilizarea înotului elicoidal și ajustarea traiectoriilor elicoidale. Acest lucru se întâmplă foarte des în diverse fototactili protist (de exemplu, Chlamydomonas, dinoflagelate) și în aproape-să sferice ciliat larve de bilaterians (de exemplu, anelide, hemichordates). Un motiv pentru care aceasta este o strategie eficientă pentru organismele mici, dar nu pentru cele mari, este, după cum sa discutat în lucrare, diferitele numere Reynolds., Acest lucru ar putea implica faptul că bilateralitatea a evoluat doar odată ce metazoanii timpurii au atins o dimensiune suficient de mare. Acest prag fizic interesant ar putea fi discutat mai detaliat.răspunsul autorilor: în primul rând îi mulțumim Dr. Jékely pentru munca sa neprețuită. Ideea că bilaterality evoluat atunci când animalele de la mână au ajuns la o anumită dimensiune (de exemplu, Valentine Proc Natl Acad Sci SUA, 1994, p. 91: 6751-6757) nu poate fi dovedit prin dovezi convingătoare în prezent (a se vedea, de exemplu, Chen et al. Știință, 305: 218-222-deși acest lucru este controversat )., Faptul că mai multe animale mici, care trăiesc în domeniul de joasă numere Reynolds, au simetrie bilaterală, probabil indică faptul că bilaterality ar putea să fi evoluat în lumea microscopică, dar cel mai probabil acesta nu oferă la fel de avantaj fata de alte simetrii acolo cum se întâmplă în lumea macroscopică. Până când nu se poate exclude faptul că anumiți factori ar putea favoriza simetria bilaterală în lumea micro, am evita mai degrabă să luăm poziție în această problemă evolutivă – altfel interesantă–. Vă rugăm să consultați și răspunsul Nr. 1 către Dr. Aravind.,
modelul implică faptul că primii bilaterali nu au fost vizuini, ci fie înotau liber, fie se târau pe sediment. Ar fi interesant să vedem o discuție despre acest lucru în contextul celor mai vechi fosile bilateriene. Interpretarea că acestea sunt urme de animale burrowing poate fi ușor în contradicție cu ipoteza (de exemplu, Jensen Integr. Comp. Biol., 43:219–228).,răspunsul autorilor: având în vedere că originea exactă a primilor bilaterali este nedovedită, nu am dori să luăm parte la stilul lor de viață; cu toate acestea, subiectul fosilelor de urme, încă extrem de controversat, este foarte interesant. Următorul paragraf a fost adăugat la secțiunea” probleme aparente cu asocierea simetriei și locomoției”:
„o altă întrebare potențială poate apărea dacă se examinează cele mai vechi fosile de urme din Precambrian., Aceste urme sunt reținute în stratul superior al sedimentului și sunt, de asemenea, atribuite animalelor bilaterale . Cu toate acestea , această viziune a fost contestată de descoperirea protiștilor giganți ai producătorului de urme, prezentați ca candidați pentru producătorii acelor trasee antice., Acum, conform ipotezei noastre, se pare ușor să se împace prezumtiv vizuini comportamentul și bilaterality în precambrian animalele menționate mai sus (dacă au existat într-adevăr) având în vedere că stratul superior de sedimente este probabil să aibă o structură vrac cu densitate scăzută, prin urmare, nu necesită neapărat corpul vizuini în ea să fie cilindrică.în consecință, referințele citate au fost adăugate și în lucrare.vă sugerez să includeți și în Figura 1. un bilateral cu un corp cilindric, dar cu anexe laterale., Un corp lateral aplatizat, asemănător peștilor, nu este general pentru bilateranii în mișcare activă. De exemplu, rătăcitor inelat polychaetes au un corp care este aproximativ cilindrică, dar au laterală anexe, care pot asigura necesarul de drag timpul activ locomoție.
răspunsul autorilor: cifra a fost adăugată ca figura 1.Autorii folosesc termenul „aerodinamic” atunci când scriu despre locomoție în principal în apă. Folosind „drag” sau „rezistență” poate fi mai norocos.răspunsul autorilor: cuvântul „aerodinamic” a fost înlocuit cu altele mai potrivite.,propozițiile în cauză citesc acum: „… unde F este forța de tracțiune, ρ este densitatea mediului, c este coeficientul de tracțiune fără dimensiuni, dependent de forma corpului, A este aria secțiunii maxime a corpului în direcția mișcării și v este viteza corpului .”
” un corp sferic simetric nu poate genera suprafața de împingere, fiind de formă egală și trageți în toate direcțiile.”
” deoarece este raționalizat numai din vedere frontală, coeficientul său de tracțiune lateral (sau vertical dacă animalul este aplatizat dorsoventral) este foarte mare în comparație cu cel frontal.,”în comparație cu un corp bilateral, forma cilindrică are o rezistență mai mică în mișcarea laterală, astfel încât corpul cilindric „alunecă” lateral în schimbări, așa cum facem atunci când încercăm să schimbăm direcția pe gheață.”
afirmația că „simetria bilaterală cu două axe ale corpului a apărut … în organisme lente, asemănătoare viermilor” împreună cu Ref. pare să sugereze că primii bilaterieni au fost filogenetic legate de acoel flatworms. Cele mai recente atent filogenetic analize arată că acoels sunt deuterostomes (Natura 470, 255-258), astfel încât acestea nu reprezintă cele mai vechi existente bilaterian metazoans., Vă sugerez să scrieți „organisme asemănătoare viermilor”.răspunsul autorilor: a fost schimbat în „organisme plate, asemănătoare viermilor”; rămânând, în același timp, de preferință fidel referinței citate.
o referire la navigarea meduze (de exemplu, Garm și colab. Jurnalul de Biologie Experimentală 210, 3616-3623) ar face discuția despre manevra de tip medusa mai convingătoare.răspunsul autorilor: mulțumesc, referința a fost inclusă.
referent 2: L., De la Beklemishev a fost general acceptat în rândul studenților de Zoologie că avantajele mișcărilor direcționate sunt forța motrice pentru originea și menținerea simetriei bilaterale, forma dominantă de simetrie între metazoane. Este de obicei imaginat că o astfel de simetrie a apărut în contexte bentonice – târâtor pe un substrat permite diferențierea dorso-ventrală favorizată, care împreună cu selecția pentru o mișcare direcționată eficientă au dus la o formă bilaterală., Cu toate acestea, acest lucru a fost interogat pe baza observațiilor asimetrice expresia TGF-beta membrii familiei și Scurt gastrulation orthologs de-a lungul directiva axa în celenteratele. Acest lucru implică faptul că chiar dacă ancestrale metazoan fost exterior radial simetrice, nu ar fi fost un pre-adaptare sau pre-dispoziție pentru bilaterality cum a sugerat de către situația în celenteratele. Acest lucru a fost folosit de Finnerty pentru a argumenta un rol pentru circulația internă în lumenul intestinal ca un factor major în originea simetriei bilaterale., Dovezile moleculare pe ansamblu favorizează o singură origine majoră pentru bilateralitate la animale, dar este de întreținere puternică ulterioară rămâne mai puțin explicată.
aici autorii prezintă o explicație fizică simplă cu privire la motivul pentru care bilateralitatea este o strategie mai stabilă decât orice altă simetrie odată ce apare locomoția direcționată. Elementul Central al explicației lor este rolul său în manevrabilitate, care aparent nu a fost folosit așa cum au făcut autorii din acest articol., Argumentele fizice ale autorilor indică faptul că bilateralitatea este o strategie aparent stabilă la numărul mare Reynolds, unde ecuația folosită de ei pentru forțele de tracțiune este adecvată.cu toate acestea, principala întrebare care apare cât de mare ar trebui să fie numărul Reynolds pentru ca acest argument să fie ținut. Privind în sus aceste valori se pare că un eucariote unicelulare liber-înot ar putea avea Re = 10^-1. Aici forțele vâscoase sunt probabil dominante, permițând morfologia asimetrică a unor astfel de forme, de exemplu ciliați și dinoflagelați., Se spune că cel mai mic vertebrat are re ~ 1, iar metazoanele bilaterale precum chaetognatha și rotifer au Re între aceste cifre. Trebuie remarcat faptul că acestea au forme puternic bilaterale. Mai mult, dimensiunile estimate pentru bilateralienii bazali nu le plasează mult mai mari decât acest interval în ceea ce privește Re. Deci, întrebarea cheie care apare este dacă la aceste dimensiuni argumentul bazat pe forțe vâscoase neglijabile este în întregime valabil. Ar fi bine ca autorii să ia în considerare această problemă și să prezinte teste potențiale pentru ipoteza lor.
răspunsul autorilor: mulțumim Dr., Aravind pentru munca sa valoroasă. Faptul că simetria bilaterală este prezentă și în mediul cu numere reduse Reynolds nu contrazice neapărat ipoteza noastră. Modelul foarte diferit de simetrii principale ale corpului între medii re joase și înalte, probabil, iese din relațiile lor diferite la forțele vâscoase și inerțiale. Dar această diferență nu exclude neapărat simetria bilaterală din lumea la scară mică – deși în mod evident nu se bucură de avantajul față de alte simetrii pe care le face în lumea la scară largă., Ipoteza noastră implică faptul că simetria bilaterală este avantajoasă în lumea înaltă, dar acest lucru nu înseamnă că bilateralitatea nu ar fi putut fi favorizată de anumiți factori în lumea joasă. Cu toate acestea, acești factori – după cunoștințele noastre – nu au fost clarificați de la Beklemishev. Vă rugăm să consultați și răspunsul Nr.1 către Dr. Jékely.,
puncte Minore
<<simetrie Bilaterală cu două axe s-a sculat devreme în evoluția animală, probabil în slow plat-ca organisme locomoting pe un substrat , probabil înainte de Cnidarian–Bilaterian împărțit în Precambrian .>>
Această teză este potențial confuz, deoarece există o contradicție în asta. Autorii trebuie să precizeze ce înțeleg ei prin origine de simetrie bilaterală înainte de originea Bilateria (adică plat ca organisme)., Înseamnă situația în cnidarieni sau reconstruirea unei forme ancestrale?
Autorilor răspuns: vă Mulțumesc, această parte a fost sperăm clarificat, și se citește acum:
„simetrie Bilaterală cu două axe s-a sculat devreme în evoluția animală, probabil, în lent, plat, de vierme, ca organisme locomoting pe un substrat . Analizele genetice au ajuns la concluzia că genele responsabile pentru simetria bilaterală au apărut cel mai probabil înainte de divizarea cnidarian–bilaterală , în Precambrian .,”<<„o simetrie care este simplificat într-o singură direcție, în timp ce non-aerodinamice în alte direcții, este favorabil pentru locomoție.”>>
poate fi ultimul cuvânt trebuie înlocuit cu locomoție manevrabilă.răspunsul autorilor: cuvântul” manevrabil”a fost introdus în propoziție, vă mulțumesc:
” o simetrie care este raționalizată într-o singură direcție, în timp ce non-aerodinamică în alte direcții, este favorabilă locomoției manevrabile.,”
Reviewer 3: Eugene Koonin
autorii acestui manuscris se străduiesc să ofere o explicație pentru dominația simetriei bilaterale la animale. A venit cu ideea că simetria bilaterală prevede o capacitate mult mai mare de a schimba rapid direcția de mișcare decât orice alt plan de corp, prin urmare, un avantaj substanțial pentru animalele în mișcare liberă. Autorii susțin că acesta este un factor major în spatele ubicuității apropiate a simetriei bilaterale, dar sunt atenți să indice că și alți factori ar putea fi importanți., În opinia mea, aceasta este o ipoteză interesantă și sensibilă, deși cred că ar câștiga forță în cazul în care autorii își vor antrena ipoteza în ecuații specifice ale mecanicii.răspunsul autorilor: mulțumim Dr. Koonin pentru că s-a ocupat de revizuirea manuscrisului. În timp ce formulam ipoteza, ne-am străduit în mod constant să oferim cea mai simplă explicație a problemei în cel mai clar mod. Credem că declarațiile de bază (de ex., pentru a se împinge într-o direcție nouă, trebuie să exercite o forță în direcția opusă) și ecuația de tragere cu alte considerente minore sunt argumente necesare și suficiente pentru explicarea teoriei, dar dacă ar necesita o rațiune mai detaliată, am fi recunoscători pentru instrucțiuni mai specifice. Vă rugăm să luați în considerare, de asemenea, că aceasta este ipoteza principală care poate servi drept bază pentru analize viitoare mai specifice pentru anumite scenarii.