Hopeful Monsters

Hopeful Monsters
Gunnar De Winter
Ma1BIO
Wie? Wat? Wanneer?
• Richard Goldschmidt (1878 – 1958) in The Material
Basis of Evolution (1940)
“… new species arise abruptly by discontinuous variation, or
macromutation … vast majority of macromutations could only
be viewed as disastrous … every once in a while a
macromutation might, by sheer good fortune, adapt an
organism to a new mode of life, a ‘hopeful monster’ …”
 probleem met voortplanting?
Neen: kleine genetische verandering
 anti-Darwin?
Niet noodzakelijk: geen perfecte vorm
Hoe?
“… small changes early in embryology accumulate through
growth to yield profound differences among adults…”
kleine verandering, grote gevolgen
(“rate genes”, Hox genes)
voortplanting mogelijk
Darwin vs. monsters?
• Spreekt de ‘hopeful monster’ hypothese het
darwinistisch, gradueel beeld van evolutie tegen?
• Volgens Goldschmidt zelf: Ja
“… profound and abrupt genetic alteration … making a new
species at once…”
• Volgens Gould: Niet noodzakelijk
“But all theories of discontinuous change are not antiDarwinian,…”
“… does not produce a perfected form but serves as a ‘key
adaptation’ … large set of collateral alterations … these may
arise by a more traditional, gradual route once the key
adaptation forces a profound shift in selective pressures.”
Voorbeeld: Drosophila
• Temperatuursgevoelig Hsp90 proteïne
• Buffert natuurlijke variatie in morfogene pathways
verhinderen werking Hsp90 (bv. door temperatuur)
geeft aanleiding tot ‘hopeful monsters’
• Bij selectie worden de varianten snel onafhankelijk
van Hsp90
een omgeving die aanleiding geeft tot lagere Hsp90
concentraties resulteert in morfologische varianten
waar selectie kan op inwerken
“… allowing the rapid morphological radiations that are found
in the fossil record.”
Voorbeeld: De schildpad
• Theorie op basis van gradueel proces
Lichaam losjes bedekt met osteodermen

toename aantal osteodermen tot epitheca

ontwikkelen thecale ossificatie en ev. verlies epitheca
• Problemen:
1. Vroege fossiele schildpad (Proganochelys, 215 Mya)
heeft complete theca
2. De scapula ligt binnenin de ribbenkast
Volgens graduele theorie door het achteruit schuiven
van de pectorale gordel
Maar volgens Rieppel (2001):
• Geen, of slechts een minieme, verschuiving van de
pectorale gordel
• Afwijking van de ribgroei naar een oppervlakkigere
positie
“Ribs can only be located either deep to, or superficial to, the
scapula… no intermediates, and there is only one way to get
from one condition to the other, which is the redirection of the
migration, through the embryonic body,…”
Andere?
• Asymmetrie in platvissen?
• Kale kop bij gieren?
• Wangzakken bij knaagdieren?
(Geomyidae en Heteromyidae)
“It only required an ‘accident’ that is viable and of small
magnitude in its origin, but which could be of unpredictable
importance with respect to its effects.”
- Étienne Geoffroy Saint-Hilaire -
“For now much about hopeful mosters remains to be clinched:
so far the data are suggestive rather than definitive. … But
that will come. And then the interesting question will not be
whether hopeful monsters play a role in evolution, but how
often.”
- Olivia Judson -