termin neotenia pochodzi od łaciny neotenia; Neo + greka teinein = przedłużać, co oznacza wydłużenie życia larwalnego. Neoteny zwane również juwenilizacją, to zachowanie przez dorosłych w gatunku cech wcześniej obserwowanych tylko u młodych. Neoteny mają dwie formy w zależności od zdolności osobników do rozmnażania się.
Pedomorfoza została po raz pierwszy zaproponowana przez Waltergarstanga w 1922 roku. Podstawowe mechanizmy tego obejmują heterochronię (zmianę cech podczas rozwoju). Pedomorfoza jest powszechna u wielu gatunków zwierząt udomowionych przez ludzi, w tym psów, kurcząt, świń i bydła. Uważa się, że jest to efekt uboczny selektywnej presji hodowli ukierunkowanej przez człowieka na młodzieńcze cechy behawioralne, takie jak uległość i łagodność. Pedomorfoza występuje również u termitów i kilku gatunków karaluchów. Ludzie są uważani przez niektórych naukowców za pedomorficznych, ze względu na ich spłaszczoną twarz, krótką szczękę i bulwiaste czoło w porównaniu z innymi dorosłymi naczelnymi.
Pedogeneza to akt rozmnażania się organizmu, który nie osiągnął dojrzałości fizycznej. Innymi słowy, pedogeneza to produkcja potomstwa przez organizm w jego postaci larwalnej lub młodocianej oraz eliminacja dorosłej fazy cyklu życiowego. Wiąże się to z progenezą, w której dojrzałość płciową osiąga się w postaci młodocianej, a dalszą dojrzałość fizyczną nie osiąga. Pedogeneza występuje u owadów, u których stadium larwalne rozmnaża się bez osiągnięcia dojrzałości. Występuje u samic niektórych chrząszczy, Strepsiptera, workowców, owadów skalniastych i muszek żółciowych.
przykłady NEOTENY
nielotne ptaki
nielotne ptaki, takie jak strusie, emu, cassowaries i kiwi są uważane za wyewoluowane przez zachowanie cech piskląt i utratę zdolności do latania. Proporcje fizyczne tych ptaków przypominają proporcje piskląt ptaków latających.
ludzie
z ludzkimi cechami, takimi jak rzadkie włosy na ciele i powiększone głowy, są uważani za przypominających małe naczelne. Tolerancja laktozy u dorosłych jest formą neotenii uznawaną obecnie za normalną w niektórych populacjach, które tradycyjnie spożywają mleko, podczas gdy większość innych ludzi jako dorośli nie toleruje laktozy. Chociaż kobiety dojrzewają w starszym wieku, kobiety nie idą na nabycie hartowanej skóry, grube włosy na ciele, chrząstki tarczycy, kościste grzbiety oczu, lub pogłębienie głosy, które są wspólne dziedzictwo większości dorosłych małp człekokształtnych i innych naczelnych. Cechy pedomorficzne u kobiet są powszechnie uznawane za pożądane przez mężczyzn. Na przykład włosy vellus są cechą młodocianą. Jednak podczas gdy mężczyźni rozwijają dłuższe, grubsze, grubsze i ciemniejsze włosy końcowe dzięki różnicowaniu płciowemu, kobiety nie, pozostawiając widoczne włosy vellus.
Stephen Jay Gould był zwolennikiem poglądu, że człowiek jest neotennym gatunkiem szympansa. Argument jest taki, że młode szympansy mają prawie identyczną strukturę kości jak ludzie, a zdolność uczenia się szympansa wydaje się być odcięta po osiągnięciu dojrzałości.
inna teoria sugeruje, że cechy neoteniczne człowieka były strategią ewolucyjną, która umożliwiła Cro-Magnonom zdobycie przewagi nad neandertalczykami (i prawdopodobnie H. erectus i H. heidelbergensis) poprzez odwoływanie się do instynktów pielęgnacyjnych tych gatunków poprzez pedomorficzną słodycz i unikanie agresji terytorialnej.
Bolk (1926) podał skróconą listę ludzkich znaków neotenicznych:
- nasza ortognatia „płaska”.
- redukcja lub brak owłosienia ciała.
- utrata pigmentacji skóry, oczu i włosów.
- forma ucha zewnętrznego.
- centralne położenie otworu magnum (migruje do tyłu w czasie ontogenezy naczelnych).
- wysoka względna masa mózgu.
- trwałość szwów czaszkowych do zaawansowanego wieku.
- wargi sromowe kobiet.
- Budowa dłoni i stopy.
- forma miednicy.
- brzusznie skierowana pozycja kanału płciowego u kobiet.
- małe zęby i zmiany rzędu zębów i szwów czaszkowych. Późna erupcja zębów.
- brak grzbietów brwiowych oczu.
- brak grzebienia czaszkowego.
- cienkość kości czaszki.
- Położenie Orbit pod jamą czaszkową.
- brak rotacji dużego palca.
- przedłużony okres uzależnienia od dzieci i przedłużony okres wzrostu.
- długa żywotność.
- płacz jest jednym z dziecięcych zachowań. Z pewnością ludzka anatomia i fizjologia twarzy są misternie zaprojektowane zarówno dla wyładowania łez, jak i towarzyszących im wyrazów twarzy i głosu, aby przyciągnąć uwagę i współczucie.
pochodzenie akordatów
możliwe, że akordaty pochodzą od neoteny. Molekularne dowody sugerują, że najbliższymi krewnymi akordatów są osłonice, morskie podajniki filtrów. Chociaż osłonice są siedzące w dorosłej, dojrzałej płciowo formie, mają ruchomą formę dyspersji larwalnej, która ma notochord podobny do występującego u akordatów. W pewnym momencie ruchome larwy tuniki dojrzały płciowo przed metamorfozą i dały początek swobodnym pływającym akordom.
Neotenia u płazów
naturalna pedomorfoza występuje u wielu gatunków płazów, zwłaszcza ambystomatidae i salamandry proteańskiej. U płazów może być obligatoryjny lub fakultatywny. Na przykład niektóre salamandry zachowują skrzela w wieku dorosłym, w przeciwieństwie do większości innych płazów.
większość populacji neotenicznych należy do kompleksu Salamandry Tygrysiej – Ambystoma tigrinum, Ambystoma velasci, Ambystoma mavortium i ich bliskich krewnych. Całkowicie neoteniczne Ambystoma gatunki obejmują aksolotl, Ambystoma taylori, Ambystoma andersoni i Ambystoma dumerilii. Neoteny zachowują zdolność do regeneracji kończyn, ogonów i prawie każdego organu w ich ciele. U Urodeli, z wyjątkiem Rhyacotritonidae, występuje neotenia, zwana czasem pedomofizmem.
istnieją trzy rodzaje neoteny, Obligatariusz, Obligatariusz indukcyjny i fakultatywny.
Neoteny obligatoryjne
wszyscy członkowie rodzin Amphiumidae, Sirenidae, Cryptobranchidae i Proteidae są neotenami obligatoryjnymi, co oznacza, że nigdy nie ulegają pełnej metamorfozie i zachowują cechy larwalne w różnym stopniu do dorosłości. Większość z tych gatunków jest niewrażliwa na dawki hormonów tarczycy.
Inducible obligate neoteny
Inducible obligate neoteny z rodziny Ambystomatidae, a niektóre gatunki z rodziny Plethodontidae są wyjątkowe, ponieważ metamorfoza może być wywołana przez manipulowanie funkcją tarczycy w laboratorium. Najbardziej znanym neotenem indukowanym jest być może Ambystoma mexicanum (Ambystomatidae).
Neoteny fakultatywne
Neoteny fakultatywne obserwuje się u Salamandridae, Dicamptodontidae, Ambystomatidae, Hynobiidae i Plethodontidae. Neotenia fakultatywna występuje u osobników lub całych populacji w wyniku czynników środowiskowych. Na przykład w ekstremalnie niskich temperaturach, gdzie byt ziemski byłby niegościnny, osobniki lub populacje mogą pozostać wodne, zachowując cechy larwalne aż do dorosłości.
larwa aksolotla i Neotenia
dojrzały płciowo aksolotl, w wieku 18-24 miesięcy, ma długość od 15 do 45 centymetrów. Aksolotle posiadają cechy typowe dla larw salamandry, w tym skrzela zewnętrzne i płetwę ogonową rozciągającą się od tyłu głowy do otworu gębowego. Ich głowy są szerokie, a oczy bez powiek. Ich kończyny są słabo rozwinięte i posiadają długie, cienkie palce. Samce są identyfikowane przez ich opuchnięte kloaki pokryte brodawkami, podczas gdy samice są zauważalne dla ich szerszych ciał pełnych jaj. Aksolotle mają ledwo widoczne zęby szczątkowe, które rozwinęły się podczas metamorfozy. Trzy pary skrzeli zewnętrznych są używane do oddychania, chociaż pompowanie policzkowe (łykanie powietrza z powierzchni) może być również używane w celu dostarczenia tlenu do płuc.
czynniki wpływające na neotenię
w aksolotlu niewydolność metamorficzna jest spowodowana brakiem hormonu pobudzającego tarczycę, który jest używany do indukowania tarczycy do produkcji tyroksyny w przekształcaniu salamandry. Aksolotle mogą być indukowane do metamorfozy przez wstrzyknięcie jodu (stosowanego w produkcji hormonów tarczycy) lub zastrzyki hormonu tyroksyny.
inną metodą wywoływania metamorfozy jest trzymanie ich w płytkich zbiornikach wodnych. Następnie, w ciągu kilku tygodni, powoli przeobrażają się w dorosłe salamandry. Jednak większość prób wywołania metamorfozy prowadzi do śmierci. Wynika to prawdopodobnie z silnej genetycznej podstawy neotenii u aksolotli zwierząt domowych. Sztuczna metamorfoza również dramatycznie skraca żywotność aksolotli, jeśli przetrwają ten proces.
badania wskazują, że neotenia występuje, ponieważ podwzgórze mózgu nie produkuje hormonu, który powoduje, że przysadka stymuluje tarczycę do produkcji hormonów wzrostu, które wywołują metamorfozę. Niektórzy naukowcy uważają, że neotenia mogła wyewoluować jako odpowiedź na zagrożenia życia na lądzie.