معلومة

انتشار استخدام الأداة في الرئيسيات؟

انتشار استخدام الأداة في الرئيسيات؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هناك العديد من الحالات الشهيرة للقردة العليا التي تُظهر درجة مدهشة من الإمكانيات في التواصل واستخدام الأدوات - حتى القرود يمكنها تعلم استخدام بعض الأدوات من بعضها البعض من خلال الملاحظة ، حتى لو كان "التدريس" مبالغة.

إن التوافر الجاهز لهذه المعلومات سيمنعني عناء الاستشهاد بمجموعة من الأمثلة.

هل فكر أي شخص من قبل ، كتجربة ، في أخذ مثل هذه الرئيسيات التي تعرض استخدام أداة نموذجية في المختبر و (جزئيًا على الأقل) إعادة إدخالها في البرية ورؤية ما إذا كانت دروس الأدوات (ربما المصممة خصيصًا) التي تعلمناها من البشر تتكاثر بين زملائهم؟

إذا لم يكن كذلك ، فلماذا؟


استخدام الأدوات بواسطة Wild Macaque Monkeys في سنغافورة

تم إدراج جميع التقارير المعروفة عن استخدام الأداة في الرئيسيات البرية والأسيرة في مراجعتين 1،2. في حين تم الإبلاغ عن استخدام أداة ناهضة في العديد من أنواع الرئيسيات ، إلا أن ملاحظات استخدام الأداة غير الناهضة من قبل الرئيسيات البرية نادرة بشكل مدهش. من بين التقارير الأحد عشر عن استخدام هذه الأداة التي استشهد بها Kortlandt و Kooij 2 ، كانت ستة منها تتعلق بالقردة ، ومن التقارير الأخرى المتعلقة بالقرود ، تم ذكر حالة واحدة فقط من تنظيف الطعام بأوراق الشجر أو مواد أخرى. قام قرد سنجاب بجرف الطعام على الأرض بعصا لطرد النمل. هناك عدد قليل جدًا من التقارير المعروفة عن مثل هذه المعالجة للطعام قبل الأكل. لاحظ كروك (الاتصال الشخصي) تنظيف التين الشوكي (أبونتيا) فاكهة من قرود البابون دوجويرا ، بابيو دوجيرا، في إثيوبيا. غالبًا ما يتم دحرجة الثمار جيئة وذهابا على بقع من الأرض الجافة - من الواضح لإزالة الأشواك. ناقش Vevers و Weiner 3 استخدام عظم ثقيل من قبل Capuchin الأسير لكسر الجوز. وصف كاوامورا 4 "انتشار الثقافة الفرعية" لغسل البطاطس في مجموعة من قرود المكاك اليابانية ، مكاكا فوسكاتا.


بيئة الثقافة المادية للرئيسيات

قد يساعد استخدام الأدوات في الرئيسيات الموجودة في فهمنا للظروف التي فضلت التوسع في تكنولوجيا أشباه البشر والثقافة المادية. يمكن القول إن "طريقة الاستبعاد" قد أكدت وجود الثقافة في مجموعات الحيوانات البرية من خلال استبعاد التفسيرات البيئية والوراثية للتنوع الجغرافي في السلوك. ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة تتجاهل التأثيرات البيئية على الثقافة ، والتي ، من المفارقات ، قد تكون حاسمة لفهم التكنولوجيا وبالتالي الثقافة المادية. نقوم بمراجعة جميع الأدلة الحالية على دور البيئة في تشكيل الثقافة المادية في ثلاثة رئيسيات غير بشرية تستخدم الأدوات المعتادة: الشمبانزي ، وإنسان الغاب ، وقرود الكبوشي. نظهر أن الفرصة البيئية ، وليس الضرورة ، هي المحرك الرئيسي. نحن نجادل بأن الفهم الأفضل لتكنولوجيا الرئيسيات يتطلب تحقيقًا واضحًا في دور الظروف البيئية. نقترح نموذجًا فيه ثلاث مجموعات من العوامل ، وهي بيئة, الاجتماعية و معرفةوالتأثير على الاختراع ونقل الثقافة المادية والاحتفاظ بها.

1 المقدمة

ينتشر استخدام الأدوات في مملكة الحيوانات [1] ، ولكن يقتصر استخدام الأداة المعتاد على عدد قليل من أنواع الطيور والثدييات ، مثل غربان كاليدونيا الجديدة (Corvus moneduloides) والدلافين ذات الأنف الزجاجي (تورسيوبس ص) [1]. بين الرئيسيات غير البشرية ، لوحظ الاستخدام المتكرر والمتنوع للأدوات فقط في الشمبانزي (الكهوف عموم) [2] ، إنسان الغاب (Pongo pygmaeus و بونغو أبيلي) [3] ، كابوشين ملتحي (ساباجوس ليبيدينوسوس) [4] وبدرجة أقل ، قرود المكاك طويلة الذيل (Macaca fascicularis aurea) [5]. نظرًا لارتباطهم الوثيق بالتطور الوراثي للإنسان ، قد يوفر استخدامهم لأدواتهم نظرة ثاقبة للظروف التي فضلت التوسع الاستثنائي لتكنولوجيا أشباه البشر.

تستخدم الشمبانزي مجموعة متنوعة من الأدوات في مجموعة من السياقات ، بما في ذلك البحث عن الطعام والصيانة الذاتية والوظائف الاجتماعية [2]. يستخدم إنسان الغاب أدوات العصا في سياقات مماثلة ، خاصة في سومطرة [3]. كما تستخدم قرود الكابوتشين البرية الملتحية التي تعيش في بيئات شبيهة بالسافانا مجموعة متنوعة من الأدوات ، بما في ذلك الحجارة لكسر الصواميل والعصي للحفر بحثًا عن الدرنات [4]. أخيرًا ، تستخدم قرود المكاك التي تعيش على الجزيرة طويلة الذيل الحجارة لكسر الرخويات وسرطان البحر والجوز [6].

السؤال هو ما إذا كان استخدام الأدوات في هذه الرئيسيات يمكن وصفه بأنه "ثقافي". من المهم حل هذا السؤال ، لأن التكنولوجيا البشرية ثقافية في جوهرها ، حيث أن انتشار المهارات التكنولوجية والمعرفة والحفاظ عليها يعتمدان بشدة على النقل الاجتماعي [7].

كانت الطريقة الرئيسية المستخدمة في الحيوانات البرية لتأسيس ثقافة في الطبيعة هي "طريقة الاستبعاد" [3،8]. تحدد هذه الطريقة أنماط السلوك المتغيرة جغرافيًا عبر مواقع الدراسة طويلة الأجل وتسعى إلى إثبات وجود المتغيرات الثقافية من خلال استبعاد المتغيرات السلوكية التي يمكن أن تُعزى إلى الاختلافات الجينية أو البيئية عبر المواقع. تم استخدام هذه الطريقة لإثبات وجود الثقافة في المجموعات البرية ، بما في ذلك الشمبانزي وإنسان الغاب [3،8].

يتمثل الضعف الرئيسي لهذه الطريقة في أنها لا تستطيع استبعاد علم البيئة كتفسير بديل للتغير السلوكي [9]. نظرًا لأن الاختلافات البيئية غير المعترف بها قد تحث الأفراد على تبني متغيرات سلوكية مختلفة في غياب أي انتقال اجتماعي ، فقد تم تطبيق هذه الطريقة بأكبر قدر ممكن من التحفظ عن طريق إزالة جميع المتغيرات ذات الارتباطات البيئية. ومع ذلك ، كأثر جانبي مؤسف ، لن يتم التعرف على المتغيرات السلوكية التي لها علاقة بيئية (أو وراثية) ولكنها مع ذلك مكتسبة ثقافيًا على هذا النحو. الأهم من ذلك ، أن التعلم الاجتماعي يسمح للأفراد باكتساب السلوكيات المناسبة لظروفهم البيئية ، مما يعني أن بعض السلوكيات الاجتماعية الهامة المكتسبة سيتم ربطها بالبيئة المحلية.

في مقال الرأي هذا ، نوضح كيف تؤثر البيئة على ثقافة المواد الرئيسية من خلال التأثير على الابتكار ونقل سلوكيات استخدام الأدوات والاحتفاظ بها لدى السكان. نقوم بمراجعة النتائج المتعلقة بتأثير البيئة على الثقافة المادية في ثلاثة رئيسيات غير بشرية تستخدم الأدوات المعتادة: الشمبانزي ، وقرود الأورانجوتان ، وقرود الكابوتشين. من خلال التفكير في كيفية تأثير ليس فقط التنظيم الاجتماعي والقدرات المعرفية ، ولكن أيضًا البيئة على استخدام أداة الرئيسيات [10] ، قد نبدأ في فصل المحددات المختلفة للثقافة المادية في الرئيسيات غير البشرية وكذلك البشر. نختتم بتقديم اتجاهات للبحث المستقبلي وبتقديم نموذج يصف العوامل الدافعة لتطور الثقافة المادية للرئيسيات.

2. إيكولوجيا الثقافة مهمة

تماشيًا مع الفكرة القائلة بأن الضرورة هي أم الاختراع ، تم وصف الرابط بين ندرة الفاكهة وزيادة أنواع معينة من استخدام الأدوات لمجتمع شمبانزي واحد في بوسو ، غينيا [11]. وبالمثل ، تم اقتراح علاقة بين استخدام الأدوات وندرة الغذاء الموسمية للكبوشين الملتحي [12] وقرود المكاك طويلة الذيل [6] ، على الرغم من أنه لم يتم في أي من الحالتين إجراء تقييم لتوافر الغذاء. علاوة على ذلك ، لم تختبر أي من هذه الدراسات الفرضيات البيئية البديلة لشرح أنماط استخدام الأدوات.

تناول عدد من الدراسات الحديثة [13-15] بشكل صريح دور الظروف البيئية في تشكيل استخدام أدوات البحث عن الرئيسيات من خلال اختبار فرضيتين رئيسيتين ، غير متعارضتين ، [16]. تنص فرضية الفرصة على أن معدلات المواجهة مع مواد الأدوات والموارد التي يتطلب استغلالها أدوات تؤثر على احتمالية اختراع الأداة وتكرار استخدام الأداة ، وبالتالي شرح أنماط استخدام الأداة. في المقابل ، تنص فرضية الضرورة على أن استخدام الأداة هو استجابة لندرة الأطعمة (المفضلة) [16 ، 17]. نظرًا لوجود أدلة دامغة الآن من الدراسات البرية والأسيرة على أن استخدام الأدوات في الرئيسيات تم تعلمه اجتماعيًا [18] ، يُفترض أن الحالات التالية تنتقل ثقافيًا.

بالنسبة إلى الشمبانزي ، تم دعم فرضية الفرصة في Seringbara ، غينيا ، حيث يستخدمون أدوات لحصاد النمل العسكري المتاح على نطاق واسع ، ولكن ليس لصيد النمل الأبيض من النمل النادر والمحيطي ماكروترمز تلال [13]. علاوة على ذلك ، فإن التداخل الطولي مع النمل ، ولكن ليس مع النمل الأبيض ، زاد من فرص مواجهة النمل (الشكل 1أ والمواد التكميلية الإلكترونية ، S1). بالإضافة إلى ذلك ، في المواقع ذات الكثافة العالية (الكلية) لأشجار الجوز ، كان من المرجح أن تستخدم الشمبانزي الأدوات لكسر الجوز (الشكل 1ب والمواد التكميلية الإلكترونية ، S1). لم يتم دعم فرضية الضرورة في Seringbara ، حيث لم يزداد استخدام الأداة في تغذية النمل في أوقات ندرة الفاكهة (الشكل 1)ز والمواد التكميلية الإلكترونية ، S1). وبالمثل ، فإن الشمبانزي في جوالوجو ، الكونغو ، لم يعوض النقص الموسمي للفاكهة عن طريق زيادة استخدام الأدوات لحصاد الحشرات الاجتماعية أو العسل [15]. علاوة على ذلك ، لم يكن هناك ارتباط بين شدة الموسمية وعدد متغيرات استخدام أدوات الكفاف عبر مواقع دراسة الشمبانزي (الشكل 1).ح والمواد التكميلية الإلكترونية ، S1).

الشكل 1. (1) دعم فرضية الفرصة: (أ) استخدام أدوات الحشرات من قبل الشمبانزي وفرصة الابتكار (احتمال مواجهة الحشرات) في Seringbara (ب) استخدام الأداة في تكسير الجوز والفرصة (كثافة شجرة الجوز) عبر مواقع الشمبانزي (ج) استخدام أداة ثقب الشجرة والفرصة (كثافة إنسان الغاب × كثافة ثقب الشجرة) في موقعين لإنسان الغاب (كيتامبي ، سواك) (د) نيسية استخدام الأداة والفرصة (نيسية حجم السكان × ن إنسان الغاب في نيسية السكان) عبر المواقع (أسود ، مواقع سومطرة رمادية ، مواقع بورنيون بيضاء ، باتانج تورو ، سومطرة) (ه) معدل استخدام الأدوات لكسر المكسرات من قبل قرود الكبوشي والفرصة (توافر catulè nut) في Boa Vista (معدل من المرجع [14]) (F) استخدام الأداة في تكسير الجوز والفرصة (النسبة المئوية للوقت على الأرض) عبر مواقع قرود الكبوشي. (2) عدم وجود دعم لفرضية الضرورة: (ز) استخدام الأداة في غمس النمل (النسبة المئوية للبراز مع النمل) فيما يتعلق بمؤشر توافر الفاكهة من قبل الشمبانزي في Seringbara (ح) متغيرات استخدام أدوات الكفاف وعدد أشهر الجفاف عبر مواقع الشمبانزي (أنا) استخدام أداة حفر الأشجار بالنسبة إلى النسبة المئوية للأشجار ذات الثمار الناضجة بواسطة إنسان الغاب في سواق (ي) متغيرات استخدام أدوات الكفاف والحد الأقصى٪ لتغذية الكامبيوم عبر مواقع إنسان الغاب (ك) معدل استخدام الأدوات لكسر المكسرات فيما يتعلق بمؤشر توافر الغذاء (الفاكهة ، كجم لكل هكتار) بواسطة قرود الكبوشي في بوا فيستا (ل) معدل استخدام الأدوات لكسر الجوز فيما يتعلق بمؤشر توافر الغذاء (اللافقاريات ، كجم لكل هكتار) بواسطة قرود الكبوشي في بوا فيستا.

في إنسان الغاب ، دعمت المقارنات بين المواقع أيضًا فرضية الفرصة [17]. أولاً ، كان استخدام أداة حفر الأشجار موجودًا في سواق ، لكنه غائب في كيتامبي ، بما يتوافق مع 4.5 أضعاف الفرص لمثل هذا الابتكار في سواق (الشكل 1)ج والمواد التكميلية الإلكترونية ، S2). ثانيًا ، كان من المرجح أن يستخدم إنسان الغاب أدوات الاستخراج نيسية البذور في المواقع التي كانت فيها فرص الاختراع أعلى (الشكل 1د والمواد التكميلية الإلكترونية ، S2). لم يتم دعم فرضية الضرورة [17]. أولاً ، في سواق ، لم يكن استخدام أداة استخراج الحشرات مرتبطًا بشكل سلبي بتوافر الفاكهة (الشكل 1أنا والمواد التكميلية الإلكترونية ، S2). ثانيًا ، لم يكن عدد متغيرات استخدام أدوات الكفاف عبر مواقع إنسان الغاب مرتبطًا بحدوث ندرة الغذاء الشديدة ، كما هو مفهرس بالنسبة المئوية الشهرية القصوى من الوقت الذي يتغذى فيه الأفراد على الكامبيوم (الشكل 1)ي والمواد التكميلية الإلكترونية ، S2).

تم دعم فرضية الفرصة أيضًا في قرود الكبوشي الملتحية في بوا فيستا ، البرازيل [14]. ارتبط معدل الاستخدام الشهري للأدوات بتوافر أكثر أنواع جوز النخيل استغلالية (catulè nuts، أتاليا باريرينسيس شكل 1ه والمواد التكميلية الإلكترونية ، S3). علاوة على ذلك ، كان استخدام الأدوات الحجرية مرتبطًا بدرجة من الأرض (أي فرص مواجهة الجوز والحجارة) ، لأنه تم الإبلاغ عنها فقط في المواقع التي يقضي فيها الأفراد وقتًا طويلاً على الأرض (الشكل 1)F والمواد التكميلية الإلكترونية ، S3 معدلة من المرجع [19]). في المقابل ، لم يتم دعم فرضية الضرورة. لم يكن معدل استخدام الأدوات مرتبطًا بتوافر الفاكهة واللافقاريات (الشكل 1ك ، ل والمواد التكميلية الإلكترونية ، S3).

الاستنتاج من هذه الدراسات فيما يتعلق بالتأثيرات البيئية على استخدام أداة التغذية في ثلاثة أصناف مختلفة هو أن الفرصة ، وليس الضرورة ، هي المحرك الرئيسي. لقد أظهرنا أن الفرص (البيئية) تؤثر على حدوث استخدام الأداة ، ومن المحتمل على الذخيرة الثقافية للأنواع. تعد الموارد المستخرجة باستخدام الأدوات (المكسرات والعسل والحشرات) من بين أغنى الموائل من الناحية التغذوية في موائل الرئيسيات. ومن ثم ، فإن الاستخراج يؤتي ثماره ، وليس فقط في أوقات ندرة الغذاء.

3. الاتجاهات المستقبلية

النتائج المذكورة أعلاه لا تدعم فرضية الضرورة. بدلاً من ذلك ، تدعم النتائج فرضية الفرصة: كلما زاد تعرض السكان لفرص ابتكار وممارسة استخدام أداة جديدة ، زاد احتمال حدوث السلوك. قمنا بمراجعة جميع الدراسات المتاحة لاختبار الفرضيتين في الرئيسيات غير البشرية. ومع ذلك ، نظرًا لصغر عدد الدراسات ، يلزم إجراء اختبارات إضافية.

نستخدم هذه النتائج لاقتراح نموذج فيه ثلاث مجموعات من العوامل ، وهي بيئة, الاجتماعية و معرفةوالتأثير على الاختراع ونقل الثقافة المادية والاحتفاظ بها (الشكل 2). أولاً ، توفر البيئة فرصًا بيئية ، من حيث كثافة الموارد واحتمال مواجهتها ، مما يحفز الابتكار ونقل واستخدام الأدوات. ثانيًا ، تؤثر الفرص الاجتماعية لاستخدام الأدوات من حيث التسامح الاجتماعي والتجمع والقطع الأثرية المتبقية من أنشطة استخدام الأدوات [20] على نقل استخدام الأداة والاحتفاظ بها. ثالثًا ، القدرات المعرفية لاستخدام الأداة من حيث قدرات التعلم الفردية والاجتماعية مهمة أيضًا. في الابتكار ، يلعب التعلم الفردي دورًا مهمًا ، في حين أن التعلم المتحيز اجتماعيًا ضروري لنقل استخدام الأداة بين أعضاء المجموعة.

الشكل 2. النموذج ثلاثي العوامل للثقافة المادية للرئيسيات (معدل من المرجع [10] بإضافة "البيئة" و "الاحتفاظ"). الأسهم البيضاء ، السهام السوداء ذات التأثير المباشر ، التسلسل السببي.

يوفر النموذج المقترح إطارًا للبحث المستقبلي حول ظهور الثقافة المادية وتوزيعها عبر الرئيسيات ، وكذلك الأنواع غير الرئيسية [21]. يوفر منظورًا موحدًا لظهور استخدام الأداة ، والذي قد يساعد في تفسير التباين في تنوع استخدام الأدوات والتعقيد عبر السكان. أخيرًا ، يسمح لنا النموذج بإجراء مزيد من التقييم لأدوار البيئة والاجتماعية والإدراك عبر الأنواع ذات الأنظمة الاجتماعية والبيئات البيئية المختلفة.


الحواشي

‡ العنوان الحالي: معهد رادكليف للدراسات المتقدمة ، جامعة هارفارد ، كامبريدج ماساتشوستس 02138 ، الولايات المتحدة الأمريكية.

تم النشر بواسطة الجمعية الملكية بموجب شروط رخصة المشاع الإبداعي http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ ، والتي تسمح بالاستخدام غير المقيد ، بشرط ذكر المؤلف الأصلي والمصدر.

مراجع

. 1968 في الحرب والسلام في الحيوان والإنسان. علم 160، 1411-1418. (دوى: 10.1126 / العلوم. 160.3835.1411) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

. 2010 الحيوانات الذكية وتفسيرات killjoy في علم النفس المقارن. اتجاهات كوغن. علوم. 14، 477-481. (دوى: 10.1016 / j.tics.2010.07.002) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

ستاوت د ، هشت إي ، خريشة إن ، برادلي ب ، شاميناد تي

. 2015 المطالب المعرفية لصناعة الأدوات الأقل من العصر الحجري القديم. . بلوس واحد 10، e0121804. (دوى: 10.1371 / journal.pone.0121804) Crossref و PubMed و ISI و Google Scholar

. 2009 مسألة الثقافة الحيوانية . كامبريدج ، المملكة المتحدة: مطبعة جامعة هارفارد. منحة جوجل

. 2002 الذكاء الاجتماعي والابتكار وتحسين حجم الدماغ لدى الرئيسيات. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 99، 4436-4441. (دوى: 10.1073 / pnas.062041299) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

. 1966 تطور وتعديل السلوك . لندن ، المملكة المتحدة: ميثوين. منحة جوجل

. 1941 Vergleichende Bewegungsstudien Anatinen. J. für Ornithologie 89، 194-294. منحة جوجل

. 1948 المحررون الاجتماعيون والطريقة التجريبية المطلوبة لدراستهم. رصاصة ويلسون. 60، 6-51. منحة جوجل

. 1963 في أهداف وطرق علم السلوك. Zeitschrift für Tierpsychologie 20، 410-433. (دوى: 10.1111 / j.1439-0310.1963.tb01161.x) كروسريف ، الباحث العلمي من Google

. 1953 عالم نورس الرنجة: دراسة السلوك الاجتماعي للطيور . نيويورك ، نيويورك: فريدريك أ.برايجر ، إنك. منحة جوجل

. 1967 Über tierisches und menschliches Verhalten: Aus dem Werdegang der Verhaltenslehre: Gesammelte Abhandlungen (Vol. 2) . ميونيخ ، ألمانيا: بايبر. منحة جوجل

. 2017 التعلم الاجتماعي والثقافة و "العقل الاجتماعي والثقافي" للرئيسيات البشرية وغير البشرية. نيوروسسي. بيوبيهاف. القس. 82، 58-75. (دوى: 10.1016 / j.neubiorev.2016.12.018) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

. 2018 استفسر في: التطور الثقافي والعلوم المعرفية. فيل. عبر. R. Soc. ب 373، 20170051. (doi: 10.1098 / rstb.2017.0051) الرابط ، ISI ، الباحث العلمي من Google

. 2017 التعلم الثقافي التراكمي: التنمية والتنوع. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 114، 7877-7883. (دوى: 10.1073 / pnas.1620743114) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

Tennie C ، Call J ، Tomasello M

. 2009 تصعيد السقاطة: حول تطور الثقافة التراكمية. فيل. عبر. R. Soc. ب 364، 2405-2415. (دوى: 10.1098 / rstb.2009.0052) الرابط ، ISI ، الباحث العلمي من Google

. 1999 التكيف البشري للثقافة. آن. القس أنثروبول. 28، 509-529. (دوى: 10.1146 / annurev.anthro.28.1.509) كروسريف ، آي إس آي ، الباحث العلمي من Google

Reindl E، Apperly IA، Beck SR، Tennie C

. 2017 الأطفال الصغار ينسخون التصميم التكنولوجي التراكمي في غياب معلومات العمل. علوم. اعادة عد. 7، 1788. (دوى: 10.1038 / s41598-017-01715-2) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

. 1994 التعلم الاجتماعي في الحيوانات: الفئات والآليات. بيول. القس. 69، 207-231. (دوى: 10.1111 / j.1469-185X.1994.tb01506.x) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

Tebbich S ، Taborsky M ، Fessl B ، Blomqvist D

. 2001 هل تكتسب عصافير نقار الخشب استخدام الأدوات من خلال التعلم الاجتماعي؟ بروك. R. Soc. ب 268، 2189-2193. (دوى: 10.1098 / rspb.2001.1738) الرابط ، ISI ، الباحث العلمي من Google

كينوارد ب ، وير إيه إيه ، روتز سي ، كاسلنيك أ

. 2005 تصنيع الأدوات بواسطة الغربان الأحداث الساذجة. طبيعة سجية 433، 121. (doi: 10.1038 / 433121a) Crossref، PubMed، ISI، Google Scholar

2016 اكتشاف استخدام أداة على مستوى الأنواع في غراب هاواي. طبيعة سجية 537، 403-407. (دوى: 10.1038 / nature19103) Crossref و PubMed و ISI و Google Scholar

Kitahara-Frisch J، Norikoshi K

. 1982 صنع الإسفنج العفوي في أسر الشمبانزي. جيه هوم. Evol. 11، 41-47. (دوى: 10.1016 / S0047-2484 (82) 80030-4) كروسريف ، آي إس آي ، الباحث العلمي من Google

شارع Boysen ، Kuhlmeie VA ، Halliday P ، Halliday YM

. 1999 استخدام الأداة في الغوريلا الأسيرة. في عقليات الغوريلا وإنسان الغاب: وجهات نظر مقارنة (محرران ST Parker ، RW Mitchell ، HL Miles) ، ص 179-187. كامبريدج ، المملكة المتحدة: مطبعة جامعة كامبريدج. منحة جوجل

. 2017 تكرار تلقائي لـ "التجريف" ، سلوك جامح لاستخدام الأدوات ، في الشمبانزي الساذج. بيرج 5، e3814. (دوى: 10.7717 / peerj.3814) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

هيبرت م ، فيرساتشي إي ، فالورتيجارا ز

. 2019 الفرائس عديمة الخبرة تعرف متى تفر أو تتجمد أمام التهديد. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 116، 22918-22 920. (دوى: 10.1073 / pnas.1915504116) كروسريف ، آي إس آي ، الباحث العلمي من Google

Vallortigara G ، Regolin L ، Marconato F

. 2005 تظهر الكتاكيت عديمة الخبرة بصريًا تفضيلًا تلقائيًا لأنماط الحركة البيولوجية. بلوس بيول. 3، e208. (دوى: 10.1371 / journal.pbio.0030208) Crossref و PubMed و ISI و Google Scholar

Colombelli-Négrel D، Hauber ME، Robertson J، Sulloway FJ، Hoi H، Griggio M، Kleindorfer S

. يكشف التعلم الجنيني لعام 2012 لكلمات المرور الصوتية في قصص الجنيات الرائعة عن أعشاش الوقواق الدخيلة. بالعملة. بيول. 22، 2155-2160. (دوى: 10.1016 / j.cub.2012.09.025) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

. 2018 قرود المكاك الساذجة والأسيرة طويلة الذيل (حشوات المكاكا الحزمية) يفشل في تعلم سلوك استخدام الأدوات بشكل فردي واجتماعي. R. Soc. افتح Sci. 5، 171826. (doi: 10.1098 / rsos.171826) Link، ISI، Google Scholar

. 2019 الاستحواذ الفردي على سلوك "ضرب العصا" من قبل الشمبانزي الساذج. أكون. J. بريماتول. 81، e22987. (دوى: 10.1002 / ajp.22987) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

فلاناغان آم ، روتز سي ، فارابو إس ، جريجور أل ، ماسودا ب ، سويسجود ر.

. تؤثر المسافة البينية والوصول البصري لعام 2020 على نتائج تربية الحفظ في طائر إقليمي معرض للخطر. بيول. كونسيرف. 242، 108429. (دوى: 10.1016 / j.biocon.2020.108429) كروسريف ، آي إس آي ، الباحث العلمي من Google

Biro D، Sousa C، Matsuzawa T

. 2006 التولد والتكاثر الثقافي للأداة من قبل الشمبانزي البري في بوسو ، غينيا: دراسات حالة في تكسير الجوز وطي الأوراق. في التطور المعرفي في الشمبانزي (محرران

ماتسوزاوا تي ، توموناجا إم ، تاناكا إم

Hobaiter C ، Poisot T ، Zuberbühler K ، Hoppitt W ، Gruber T

. يُظهر تحليل الشبكة الاجتماعية لعام 2014 دليلًا مباشرًا على الانتقال الاجتماعي لاستخدام الأداة في الشمبانزي البري. بلوس بيول. 12، e1001960. (دوى: 10.1371 / journal.pbio.1001960) Crossref و PubMed و ISI و Google Scholar

Holzhaider JC ، Hunt GR ، Gray RD

. 2010 التعلم الاجتماعي في غربان كاليدونيا الجديدة. يتعلم. Behav. 38، 206-219. (دوى: 10.3758 / LB.38.3.206) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

. 2011 التعلم الاجتماعي والتطور: فرضية الذكاء الثقافي. فيل. عبر. R. Soc. ب 366، 1008-1016. (دوى: 10.1098 / rstb.2010.0304) الرابط ، ISI ، الباحث العلمي من Google

ديفيس سج ، فالي جي إل ، شابيرو إس جي ، لامبيث إس بي ، ويتين أ

. 2016 أسس الثقافة التراكمية في القردة: تحسين كفاءة البحث عن العلف من خلال التخلي عن السلوكيات المشهودة والجمع بينها في الشمبانزي (الكهوف عموم) . علوم. اعادة عد. 6، 35953. (doi: 10.1038 / srep35953) Crossref، PubMed، ISI، Google Scholar

هيراتا S ، موريمورا إن ، هوكي ج

. 2009 كيفية كسر المكسرات: عملية الاستحواذ في أسر الشمبانزي (الكهوف عموم) مراقبة نموذج. الرسوم المتحركة. كوغن. 12، 87-101. (دوى: 10.1007 / s10071-009-0275-3) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

سوميتا ك ، كيتاهارا فريش جي ، نوريكوشي ك

. 1985 اقتناء استخدام الأدوات الحجرية في أسر الشمبانزي. الرئيسيات 26، 168-181. (دوى: 10.1007 / BF02382016) كروسريف ، الباحث العلمي من Google

Vale GL ، و Davis SJ ، و Lambeth SP ، و Schapiro SJ ، و Whiten A

. 2017 اقتناء تسلسل استخدام أداة متعلمة اجتماعيًا في الشمبانزي: الآثار المترتبة على الثقافة التراكمية. Evol. همم. Behav. 38، 635-644. (دوى: 10.1016 / j.evolhumbehav.2017.04.007) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

. 2018 الثقافة التراكمية في المختبر: تحديات منهجية ونظرية. بروك. R. Soc. ب 285، 20180677. (doi: 10.1098 / rspb.2018.0677) الرابط ، ISI ، الباحث العلمي من Google

Neadle D ، Allritz M ، Tennie C

. 2017 تنظيف الطعام في الغوريلا: التعلم الاجتماعي احتمال ولكنه ليس ضرورة. بلوس واحد 12، e0188866. (دوى: 10.1371 / journal.pone.0188866) Crossref و PubMed و ISI و Google Scholar

2011 تشابه وراثي و "ثقافي" في الشمبانزي البري. بروك. R. Soc. ب 278، 408-416. (دوى: 10.1098 / rspb.2010.1112) الرابط ، ISI ، الباحث العلمي من Google

. 2014 التقليد فوق الاتجاه: تحافظ مجتمعات الشمبانزي المجاورة على الاختلافات في السلوك الثقافي على الرغم من الهجرة المتكررة للإناث البالغات. أكون. J. بريماتول. 76، 649-657. (دوى: 10.1002 / ajp.22259) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

. 2019 التنوع الثقافي بين المجتمعات المجاورة للشمبانزي في غومبي ، تنزانيا. علوم. اعادة عد. 9، 8260. (دوى: 10.1038 / s41598-019-44703-4) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

كينوارد ب ، روتز سي ، وير إيه إيه ، كاسلنيك أ

. 2006 تطوير استخدام الأدوات في غربان كاليدونيا الجديدة: أنماط العمل الموروثة والتأثيرات الاجتماعية. الرسوم المتحركة. Behav. 72، 1329-1343. (دوى: 10.1016 / j.anbehav.2006.04.007) كروسريف ، آي إس آي ، الباحث العلمي من Google

Rutz C، Hunt GR، St Clair JJ

. تقنيات 2018 Corvid: كيف تحصل غربان كاليدونيا الجديدة على تصميمات أدواتها؟ بالعملة. بيول. 28، R1109-R1111. (دوى: 10.1016 / j.cub.2018.08.031) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

. 1996 تصنيع واستخدام أدوات الخطاف بواسطة غربان كاليدونيا الجديدة. طبيعة سجية 379، 249-251. (دوى: 10.1038 / 379249a0) كروسريف ، آي إس آي ، الباحث العلمي من Google

. 1998 الشمبانزي والثقافات البشرية. بالعملة. أنثروبول. 39، 591-614. (دوى: 10.1086 / 204785) كروسريف ، آي إس آي ، الباحث العلمي من Google

Krützen M ، Willems EP ، van Schaik CP

. 2011 الثقافة والتنوع الجغرافي في سلوك إنسان الغاب. بالعملة. بيول. 21، 1808-1812. (دوى: 10.1016 / j.cub.2011.09.017) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google

2016 التباين السلوكي في الغوريلا: دليل على السمات الثقافية المحتملة. بلوس واحد 11، e0160483. (دوى: 10.1371 / journal.pone.0160483) Crossref و PubMed و ISI و Google Scholar

1999 الثقافات في الشمبانزي. طبيعة سجية 399، 682-685. (دوى: 10.1038 / 21415) كروسريف ، PubMed ، ISI ، الباحث العلمي من Google


انتشار استخدام الأداة في الرئيسيات؟ - مادة الاحياء

لقد طلبت ترجمة آلية لمحتوى محدد من قواعد بياناتنا. يتم توفير هذه الوظيفة لراحتك فقط ولا يُقصد بها بأي حال من الأحوال أن تحل محل الترجمة البشرية. لا تقدم BioOne ولا مالكو وناشر المحتوى ، وهم يتنصلون صراحةً من مسؤوليتهم ، أي تعهدات أو ضمانات صريحة أو ضمنية من أي نوع ، بما في ذلك ، على سبيل المثال لا الحصر ، الإقرارات والضمانات فيما يتعلق بوظيفة ميزة الترجمة أو دقة أو اكتمال الترجمات.

لا يتم الاحتفاظ بالترجمات في نظامنا. يخضع استخدامك لهذه الميزة والترجمات لجميع قيود الاستخدام الواردة في شروط وأحكام استخدام موقع BioOne الإلكتروني.

استخدام تقنيات المساعدة على الإنجاب في إكثار نسل المكاك Rhesus Macaque

وولف ، 1 ، 2 ، * س ثورمالين ، 1،3 سي رامسي ، 1 آر آر يومان ، 1 ج.فانتون ، 4 إس ميتاليبوف 1

1 أ قسم العلوم الإنجابية ، مركز أوريغون الوطني لبحوث الرئيسيات ، بيفيرتون ، أوريغون 97006
2 ج أقسام التوليد / أمراض النساء وعلم وظائف الأعضاء وعلم الأدوية ، جامعة أوريغون للصحة والعلوم
3 عيادة دي نيو إنجلاند للطب الإنجابي ، ريدينج ، ماساتشوستس 01867
4 ب تقسيم الموارد الحيوانية ، مركز أوريغون القومي لبحوث الرئيسيات ، بيفيرتون ، أوريغون 97006

* المراسلات: Don P. Wolf، Oregon National Primate Research Center، 505 N.W. 185th Ave.، Beaverton، OR 97006. FAX: 503533 2494 [email protected]

يتضمن PDF و HTML ، عند توفره

هذه المقالة متاحة فقط لـ مشتركين.
انها ليست متاحة للبيع الفردي.

تم وصف تقنيات المساعدة على الإنجاب (ARTs) المصممة لإنتاج قرود الريسوس في مركز أوريغون القومي لأبحاث الرئيسيات (ONPRC). تم تحقيق الإخصاب الفعال للبويضات الناضجة التي تم استعادتها عن طريق الشفط من الإناث المعرضة لتحفيز الجريبات باستخدام الحيوانات المنوية الطازجة أو المجمدة عن طريق حقن الحيوانات المنوية داخل الهيولى (الحقن المجهري). حدث تطور الجنين إلى مرحلة الانقسام المبكر بتردد عالٍ. أظهرت الأجنة المحفوظة بالتبريد نسبة عالية من البقاء على قيد الحياة بعد الذوبان وتم نقلها أيضًا في محاولة لإثبات الحمل. تم تقييم ثلاث طرق للنقل ، اثنتان منها تتضمن وضع الجنين في قناة البيض وتنظير البطن وبضع البطن المصغر ، وطريقة غير جراحية عبر عنق الرحم أدت إلى ترسب الرحم. تم نقل أجنة الشق المبكر (الأيام 1-4) إلى قنوات البيض للمتلقين المتزامنين بنتائج مثلى ومعدلات حمل تصل إلى 36٪. كانت معدلات الحمل متشابهة عندما تم نقل اثنين من الأجنة الطازجة أو المجمدة (28-30٪) ، على الرغم من أنه كان لا بد من إذابة أكثر من جنينين للتعويض عن فقدان الأجنة أثناء إذابة التجميد. شوهدت أطوال الحمل الطبيعية ، وأوزان المواليد ، ومنحنيات النمو عند الرضع المنتجين بمضادات الفيروسات القهقرية مقارنة بالرضع الذين تم إنتاجهم عن طريق التزاوج الطبيعي في مستعمرة التزاوج الموقوت (TMB) في ONPRC. في 72 حالة حمل منفرد تم تحديدها بعد نقل الأجنة المنتجة بمضادات الفيروسات القهقرية ، كان معدل المواليد الأحياء ، عند 87.5٪ ، مطابقًا إحصائيًا لمستعمرة TMB. ينبغي أن يؤدي التطوير الإضافي للعلاجات المضادة للفيروسات القهقرية إلى زيادة استخدام هذه التقنيات لزيادة الأساليب التقليدية لإكثار القرود ، وخاصة تلك الخاصة بالأنماط الجينية المحددة.

DP Wolf، S. Thormahlen، C. Ramsey، RR Yeoman، J.Fanton، and S.Mitalipov "استخدام تقنيات المساعدة على الإنجاب في انتشار نسل Rhesus Macaque ،" Biology of Reproduction 71 (2)، 486-493، ( 1 أغسطس 2004). https://doi.org/10.1095/biolreprod.103.025932

تم الاستلام: 26 تشرين الثاني (نوفمبر) 2003 تاريخ القبول: 1 آذار (مارس) 2004 تاريخ النشر: 1 آب (أغسطس) 2004

هذه المقالة متاحة فقط لـ مشتركين.
انها ليست متاحة للبيع الفردي.


ملاحظات ختامية

يوجد الآن قدر كبير من المعرفة فيما يتعلق بالتيار المستمر في المختبر وفي العاصمة الحية لأنواع OWP ، وخاصة قرود المكاك ، والفهم الناشئ للتيار المستمر في أنواع NWP. هذا الفهم لبيولوجيا DC في NHP يضيف إلى ويكمل العمل السابق والمستمر في البشر وأنظمة الحيوانات الصغيرة.

يوجد NHP DC ضمن نموذج DC البشري ويمكن نشره في المختبر أو عزله في الجسم الحي باستخدام بروتوكولات راسخة للخلايا البشرية. على وجه الخصوص ، يعد التكاثر في المختبر DC في NHP ممكنًا تقنيًا وقادرًا على توليد أعداد كبيرة من DC للتوصيف والتلاعب والاستخدام العلاجي المحتمل. هذا الفهم لبيولوجيا DC في NHP مهم ، لأنه يتيح الاختبار قبل السريري لعلاجات DC في نماذج تشبه إلى حد كبير الأمراض البشرية. ومع ذلك ، توجد اختلافات مهمة بين الإنسان و NHP DC وبين أنواع NHP ، وخاصة تعبير جزيء السطح وبعض جوانب النضج والوظيفة ، وتحتاج هذه الاختلافات إلى النظر فيها بعناية عند تصميم مثل هذه الدراسات متعدية.


تعطيل FEF باستخدام طرق علم البصريات الوراثي المحسن

كانت طرق علم البصريات الوراثي فعالة للغاية في قمع النشاط العصبي وتعديل السلوك في القوارض ، لكن التأثيرات كانت أقل بكثير في الرئيسيات ، التي لديها أدمغة أكبر بكثير. هنا ، نقدم مجموعة من التقنيات لاستخدام علم البصريات الوراثي بشكل فعال في الرئيسيات وتطبيق هذه الأدوات على سؤال كلاسيكي في التحكم في حركة العين. أولاً ، قمنا بقياس امتصاص الضوء وانتشار الحرارة في الجسم الحي ، وقمنا بتحسين الظروف لاستخدام فكوك halorhodopsin المزاحة بالضوء الأحمر في الرئيسيات ، وقمنا بتطوير جهاز إضاءة كبير الحجم لزيادة توصيل الضوء إلى الحد الأقصى مع الحد الأدنى من التسخين وإزاحة الأنسجة. معًا ، سمحت هذه التطورات بإيقاف نشاط الخلايا العصبية بشكل عام تقريبًا عبر أكثر من 10 مم 3 من القشرة. باستخدام هذه الأدوات ، أظهرنا تغييرات سلوكية كبيرة (على سبيل المثال ، زيادات تصل إلى عدة أضعاف في معدل الخطأ) مع كثافة طاقة ضوئية منخفضة نسبيًا (≤100 ميغاواط / مم 2) في مجال العين الأمامية (FEF). أظهرت دراسات التعطيل الدوائي أن FEF أمر بالغ الأهمية لتنفيذ saccades إلى المواقع التي تم تذكرها. تعمل الخلايا العصبية FEF على زيادة معدل إطلاقها خلال الفترات الثلاث لمهمة saccade الموجهة بالذاكرة: عرض التحفيز البصري ، وفترة التأخير ، والتحضير الحركي. من غير الواضح من العمل السابق ، ومع ذلك ، ما إذا كان نشاط FEF خلال كل حقبة ضروريًا لتنفيذ مرشد موجه بالذاكرة. من خلال تسخير الخصوصية الزمنية لعلم البصريات الوراثي ، وجدنا أن FEF يساهم في حركات العين الموجهة بالذاكرة خلال كل فترة من مهمة saccade الموجهة بالذاكرة (الفترات المرئية والتأخير والحركية).

الكلمات الدالة: FEF Jaws رئيسيات علم البصريات الوراثي الموجه بالذاكرة.

بيان تضارب المصالح

الكتاب تعلن أي تضارب في المصالح.

الأرقام

مهمة مرشد موجهة بالذاكرة مع إضاءة ...

مهمة saccade موجهة بالذاكرة مع إضاءة (أو مزيفة) في واحدة من ثلاث مرات مهمة ...

القياس في الجسم الحي لـ ...

قياس انتشار الضوء المرئي في الجسم الحي. متوسط ​​انخفاض الضوء مع المسافة من ...

يوزع المنور الضوء على نطاق واسع إلى ...

يوزع المنور الضوء على نطاق واسع لمنع حجم كبير من قشرة الرئيسيات. (...

تعطيل FEF عالميًا تقريبًا ...

يزداد التعطيل الشامل تقريبًا للخلايا العصبية FEF أثناء مهمة saccade دليل الذاكرة بشكل كبير ...

يزيد تعطيل علم البصريات الوراثي الخطأ بشكل كبير ...

يزيد التعطيل البصري الوراثي بشكل كبير من معدلات الخطأ ويغير مقاييس saccade. ( أ )…


الرئيسيات: الإبهام المعاكس

عادة ما يرتبط تطور الإبهام المعاكس أو القابل للإمساك بالإنسان الماهر ، سلف الإنسان العاقل. [2] [3] [4] هذه ، مع ذلك ، هي النتيجة المقترحة للتطور من الإنسان المنتصب (حوالي 1 MYA) عبر سلسلة من مراحل الإنسان الوسيطة ، وبالتالي فهي رابط أكثر تعقيدًا.

أهم العوامل المؤدية إلى اليد السليمة (وإبهامها) هي:

    تحرير اليدين من متطلبات المشي الخاصة بهم - لا يزال أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة للقرود اليوم ، حيث لديهم أيادي للأقدام ، والتي كانت بدورها إحدى عواقب التبني التدريجي للحفرة الشوكية والبشر للمشي المنتصب على قدمين

أهمية الإبهام المعكوس

الإبهام ، على عكس الأصابع الأخرى ، قابل للمقاومة ، من حيث أنه الرقم الوحيد في يد الإنسان القادر على معارضة الأصابع الأربعة الأخرى أو الرجوع إليها ، وبالتالي تمكن اليد من تحسين قبضتها لإمساك الأشياء التي من شأنها لا تستطيع أن تفعل خلاف ذلك. ساعد الإبهام المعاكس الجنس البشري على تطوير مهارات حركية دقيقة أكثر. يُعتقد أيضًا أنه أدى بشكل مباشر إلى تطوير الأدوات ، ليس فقط في البشر أو أسلافهم التطوريين ، ولكن الرئيسيات الأخرى أيضًا. يجعل الإبهام ، جنبًا إلى جنب مع الأصابع الأخرى ، البشر والأنواع الأخرى ذات الأيدي المتشابهة من أكثر الأشخاص ذكاءً في العالم.

الحيوانات الأخرى بالإبهام

العديد من الحيوانات ، الرئيسيات وغيرها ، لديها أيضًا نوع من الإبهام أو أصابع القدم المتعارضة:

* إنسان الغاب بورني - إبهام متقابل في جميع الأيدي الأربعة. يمنحهم القبضة بين الأصابع القدرة على قطف الفاكهة.
* الغوريلا - قابلة للمقاومة على جميع الأيدي الأربعة.
* لدى الشمبانزي إبهام متقابل في الأيدي الأربعة.
* لدى القردة الصغرى إبهام متعارضة على الأيدي الأربعة.
* Old World Monkeys, with some exceptions, such as the genera, Piliocolobus and Colobus.
* Cebids (New World primates of Central and South America) - some have opposable thumbs
* Koala - opposable toe on each foot, plus two opposable digits on each hand
* Opossum - opposable thumb on rear feet
* Giant Panda - Panda paws have five clawed fingers plus an extra bone that works like an opposable thumb. This "thumb" is not really a finger (like the human thumb is), but an extra-long sesamoid bone that works like a thumb.
* Troodon - a birdlike dinosaur with partially opposable thumbs.
* Raccoon - a common mammal with thumbs, which are not opposables.


الملخص

The question of whether any species except humans exhibits culture has generated much debate, partially due to the difficulty of providing conclusive evidence from observational studies in the wild. A starting point for demonstrating the existence of culture that has been used for many species including chimpanzees and orangutans is to show that there is geographic variation in the occurrence of particular behavioral traits inferred to be a result of social learning and not ecological or genetic influences. Gorillas live in a wide variety of habitats across Africa and they exhibit flexibility in diet, behavior, and social structure. Here we apply the ‘method of exclusion’ to look for the presence/absence of behaviors that could be considered potential cultural traits in well-habituated groups from five study sites of the two species of gorillas. Of the 41 behaviors considered, 23 met the criteria of potential cultural traits, of which one was foraging related, nine were environment related, seven involved social interactions, five were gestures, and one was communication related. There was a strong positive correlation between behavioral dissimilarity and geographic distance among gorilla study sites. Roughly half of all variation in potential cultural traits was intraspecific differences (i.e. variability among sites within a species) and the other 50% of potential cultural traits were differences between western and eastern gorillas. Further research is needed to investigate if the occurrence of these traits is influenced by social learning. These findings emphasize the importance of investigating cultural traits in African apes and other species to shed light on the origin of human culture.

الاقتباس: Robbins MM, Ando C, Fawcett KA, Grueter CC, Hedwig D, Iwata Y, et al. (2016) Behavioral Variation in Gorillas: Evidence of Potential Cultural Traits. PLoS ONE 11(9): e0160483. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0160483

محرر: Roscoe Stanyon, University of Florence, ITALY

تم الاستلام: February 7, 2016 وافقت: July 20, 2016 نشرت: September 7, 2016

حقوق النشر: © 2016 Robbins et al. هذا مقال مفتوح الوصول يتم توزيعه بموجب شروط ترخيص Creative Commons Attribution License ، والذي يسمح بالاستخدام غير المقيد والتوزيع والاستنساخ في أي وسيط ، بشرط ذكر المؤلف والمصدر الأصليين.

توافر البيانات: جميع البيانات ذات الصلة موجودة داخل الورقة.

التمويل: This work was supported by the Max Planck Society.

تضارب المصالح: وقد أعلن الباحثون إلى أن لا المصالح المتنافسة موجودة.


محتويات

A transposition in which the transposed material is copied to the transposition site, rather than excised from the original site. [ بحاجة لمصدر ]

Long strands of repetitive DNA can be found at each end of a LTR retrotransposon. These are termed long terminal repeats (LTRs) that are each a few hundred base pairs long, hence retrotransposons with LTRs have the name long terminal repeat (LTR) retrotransposon. LTR retrotransposons are over 5 kilobases long. Between the long terminal repeats there are genes that can be transcribed equivalent to retrovirus genes gag and pol. These genes overlap so they encode a protease that processes the resulting transcript into functional gene products. Gag gene products associate with other retrotransposon transcripts to form virus-like particles. Pol gene products include enzymes reverse transcriptase, integrase and ribonuclease H domains. Reverse transcriptase carries out reverse transcription of retrotransposon DNA. Integrase 'integrates' retrotransposon DNA into eukaryotic genome DNA. Ribonuclease cleaves phosphodiester bonds between RNA nucleotides.

LTR retrotransposons encode transcripts with tRNA binding sites so that they can undergo reverse transcription. The tRNA-bound RNA transcript binds to a genomic RNA sequence. Template strand of retrotransposon DNA can hence be synthesised. Ribonuclease H domains degrade eukaryotic genomic RNA to give adenine- and guanine-rich DNA sequences that flag where the complementary noncoding strand has to be synthesised. Integrase then 'integrates' the retrotransposon into eukaryotic DNA using the hydroxyl group at the start of retrotransposon DNA. This results in a retrotransposon flagged by long terminal repeats at its ends. Because the retrotransposon contains eukaryotic genome information it can insert copies of itself into other genomic locations within a eukaryotic cell.

An endogenous retrovirus is a retrovirus without virus pathogenic effects that has been integrated into the host genome by inserting their inheritable genetic information into cells that can be passed onto the next generation like a retrotransposon. [8] Because of this, they share features with retroviruses and retrotransposons. When the retroviral DNA is integrated into the host genome they evolve into endogenous retroviruses that influence eukaryotic genomes. So many endogenous retroviruses have inserted themselves into eukaryotic genomes that they allow insight into biology between viral-host interactions and the role of retrotransposons in evolution and disease. Many retrotransposons share features with endogenous retroviruses, the property of recognising and fusing with the host genome. However, there is a key difference between retroviruses and retrotransposons, which is indicated by the env gene. Although similar to the gene carrying out the same function in retroviruses, the env gene is used to determine whether the gene is retroviral or retrotransposon. If the gene is retroviral it can evolve from a retrotransposon into a retrovirus. They differ by the order of sequences in pol genes. Env genes are found in LTR retrotransposon types Ty1-copia (Pseudoviridae), Ty3-gypsy (Metaviridae) and BEL/Pao. [9] [8] They encode glycoproteins on the retrovirus envelope needed for entry into the host cell. Retroviruses can move between cells whereas LTR retrotransposons can only move themselves into the genome of the same cell. [10] Many vertebrate genes were formed from retroviruses and LTR retrotransposons. One endogenous retrovirus or LTR retrotransposon has the same function and genomic locations in different species, suggesting their role in evolution. [11]

Like LTR retrotransposons, non-LTR retrotransposons contain genes for reverse transcriptase, RNA-binding protein, nuclease, and sometimes ribonuclease H domain [12] but they lack the long terminal repeats. RNA-binding proteins bind the RNA-transposition intermediate and nucleases are enzymes that break phosphodiester bonds between nucleotides in nucleic acids. Instead of LTRs, non-LTR retrotransposons have short repeats that can have an inverted order of bases next to each other aside from direct repeats found in LTR retrotransposons that is just one sequence of bases repeating itself.

Although they are retrotransposons, they cannot carry out reverse transcription using an RNA transposition intermediate in the same way as LTR retrotransposons. Those two key components of the retrotransposon are still necessary but the way they are incorporated into the chemical reactions is different. This is because unlike LTR retrotransposons, non-LTR retrotransposons do not contain sequences that bind tRNA.

They mostly fall into two types – LINEs and SINEs. SVA elements are the exception between the two as they share similarities with both LINEs and SINEs, containing Alu elements and different numbers of the same repeat. SVAs are shorter than LINEs but longer than SINEs.

While historically viewed as "junk DNA", research suggests in some cases, both LINEs and SINEs were incorporated into novel genes to form new functions. [13]

LINEs Edit

When a LINE is transcribed, the transcript contains an RNA polymerase II promoter that ensures LINEs can be copied into whichever location it inserts itself into. RNA polymerase II is the enzyme that transcribes genes into mRNA transcripts. The ends of LINE transcripts are rich in multiple adenines, [14] the bases that are added at the end of transcription so that LINE transcripts would not be degraded. This transcript is the RNA transposition intermediate.

The RNA transposition intermediate moves from the nucleus into the cytoplasm for translation. This gives the two coding regions of a LINE that in turn binds back to the RNA it is transcribed from. The LINE RNA then moves back into the nucleus to insert into the eukaryotic genome.

LINEs insert themselves into regions of the eukaryotic genome that are rich in bases AT. At AT regions LINE uses its nuclease to cut one strand of the eukaryotic double-stranded DNA. The adenine-rich sequence in LINE transcript base pairs with the cut strand to flag where the LINE will be inserted with hydroxyl groups. Reverse transcriptase recognises these hydroxyl groups to synthesise LINE retrotransposon where the DNA is cut. Like with LTR retrotransposons, this new inserted LINE contains eukaryotic genome information so it can be copied and pasted into other genomic regions easily. The information sequences are longer and more variable than those in LTR retrotransposons.

Most LINE copies have variable length at the start because reverse transcription usually stops before DNA synthesis is complete. In some cases this causes RNA polymerase II promoter to be lost so LINEs cannot transpose further. [15]

Human L1 Edit

LINE-1 (L1) retrotransposons make up a significant portion of the human genome, with an estimated 500,000 copies per genome. Genes encoding for human LINE1 usually have their transcription inhibited by methyl groups binding to its DNA carried out by PIWI proteins and enzymes DNA methyltransferases. L1 retrotransposition can disrupt the nature of genes transcribed by pasting themselves inside or near genes which could in turn lead to human disease. LINE1s can only retrotranspose in some cases to form different chromosome structures contributing to differences in genetics between individuals. [17] There is an estimate of 80–100 active L1s in the reference genome of the Human Genome Project, and an even smaller number of L1s within those active L1s retrotranspose often. L1 insertions have been associated with tumorigenesis by activating cancer-related genes oncogenes and diminishing tumor suppressor genes.

Each human LINE1 contains two regions from which gene products can be encoded. The first coding region contains a leucine zipper protein involved in protein-protein interactions and a protein that binds to the terminus of nucleic acids. The second coding region has a purine/pyrimidine nuclease, reverse transcriptase and protein rich in amino acids cysteines and histidines. The end of the human LINE1, as with other retrotransposons is adenine-rich. [18] [19] [20]

SINEs Edit

SINEs are much shorter (300bp) than LINEs. [21] They share similarity with genes transcribed by RNA polymerase II, the enzyme that transcribes genes into mRNA transcripts, and the initiation sequence of RNA polymerase III, the enzyme that transcribes genes into ribosomal RNA, tRNA and other small RNA molecules. [22] SINEs such as mammalian MIR elements have tRNA gene at the start and adenine-rich at the end like in LINEs.

SINEs do not encode a functional reverse transcriptase protein and rely on other mobile transposons, especially LINEs. [23] SINEs exploit LINE transposition components despite LINE-binding proteins prefer binding to LINE RNA. SINEs cannot transpose by themselves because they cannot encode SINE transcripts. They usually consist of parts derived from tRNA and LINEs. The tRNA portion contains an RNA polymerase III promoter which the same kind of enzyme as RNA polymerase II. This makes sure the LINE copies would be transcribed into RNA for further transposition. The LINE component remains so LINE-binding proteins can recognise the LINE part of the SINE.

Alu elements Edit

ألوs are the most common SINE in primates. They are approximately 350 base pairs long, do not encode proteins and can be recognized by the restriction enzyme AluI (hence the name). Their distribution may be important in some genetic diseases and cancers. Copy and pasting Alu RNA requires the Alu's adenine-rich end and the rest of the sequence bound to a signal. The signal-bound Alu can then associate with ribosomes. LINE RNA associates on the same ribosomes as the Alu. Binding to the same ribosome allows Alus of SINEs to interact with LINE. This simultaneous translation of Alu element and LINE allows SINE copy and pasting.

SVA elements are present at lower levels than SINES and LINEs in humans. The starts of SVA and Alu elements are similar, followed by repeats and an end similar to endogenous retrovirus. LINEs bind to sites flanking SVA elements to transpose them. SVA are one of the youngest transposons in great apes genome and among the most active and polymorphic in the human population.

A recent study developed a network method that reveals SVA retroelement (RE) proliferation dynamics in hominid genomes. [24] The method enable to track the course of SVA proliferation, identify yet unknown active communities, and detect tentative "master REs" that play key roles in SVA propagation. Thus, providing support for the fundamental "master gene" model of RE proliferation.

Retrotransposons ensure they are not lost by chance by occurring only in cell genetics that can be passed on from one generation to the next from parent gametes. However, LINEs can transpose into the human embryo cells that eventually develop into the nervous system, raising the question whether this LINE retrotransposition affects brain function. LINE retrotransposition is also a feature of several cancers, but it is unclear whether retrotransposition itself causes cancer instead of just a symptom. Uncontrolled retrotransposition is bad for both the host organism and retrotransposons themselves so they have to be regulated. Retrotransposons are regulated by RNA interference. RNA interference is carried out by a bunch of short non-coding RNAs. The short non-coding RNA interacts with protein Argonaute to degrade retrotransposon transcripts and change their DNA histone structure to reduce their transcription.

LTR retrotransposons came about later than non-LTR retrotransposons, possibly from an ancestral non-LTR retrotransposon acquiring an integrase from a DNA transposon. Retroviruses gained additional properties to their virus envelopes by taking the relevant genes from other viruses using the power of LTR retrotransposon.

Due to their retrotransposition mechanism, retrotransposons amplify in number quickly, composing 40% of the human genome. The insertion rates for LINE1, Alu and SVA elements are 1/200 – 1/20, 1/20 and 1/900 respectively. The LINE1 insertion rates have varied a lot over the past 35 million years, so they indicate points in genome evolution.

Notably a large number of 100 kilobases in the maize genome show variety due to the presence or absence of retrotransposons. However since maize is unusually genetically compared to other plants it cannot be used to predict retrotransposition in other plants.



تعليقات:

  1. Dashura

    نحن لا نرى أي مصير.

  2. Nagis

    أعتقد أنك ترتكب خطأ. دعنا نناقش.

  3. Basida

    كل شيء عن واحد بلا حدود

  4. Brion

    أعتقد أنني ارتكب أخطاء. أنا قادر على إثبات ذلك.

  5. Feandan

    في رأيي ، إنه الموضوع المثير للاهتمام للغاية. نعطي معك سوف نتعامل في رئيس الوزراء.

  6. Talmadge

    معلومات مسلية جدا

  7. Andrew

    تماثيل كولني))))))

  8. Vitilar

    أعتقد أنك مخطئ. أنا متأكد. دعونا نناقش هذا. أرسل لي بريدًا إلكترونيًا على PM.



اكتب رسالة