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2개의 다른 종이 자손을 가질 수 있으려면 어떤 요구 사항이 필요합니까?

2개의 다른 종이 자손을 가질 수 있으려면 어떤 요구 사항이 필요합니까?


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때때로 서로 다른 종들이 교미하여 자손을 낳을 수 있으며 일반적으로 기형이 있습니다. 자손을 생산하기 위해 2개의 다른 종에 대한 알려진 요구 사항이 있습니까? DNA의 99%를 공유하는 것으로 추정되는 다른 종은 그렇지 못하지만 사자와 호랑이와 같이 많은 차이가 있는 것처럼 보이는 종은 왜 자손을 낳을 수 있습니까?


이것을 논리적 문제처럼 분해해 봅시다. 실제로 그것은 정확한 시간, 장소 등에서 올바른 유전자 발현을 포함합니다. 그러나 그것은 책이 될 것입니다.

Prezygotic 생식 격리 메커니즘

환경

황소와 고래 캔트 친구; 그들은 같은 환경에서 살지 않습니다. 사자와 호랑이는 유사하게 환경이 겹치지 않기 때문에 야생에서 짝짓기를 하지 않습니다. 포로 상태에서 그렇습니다.

배우자의 전달

수정이 일어나려면 정자가 난자에 전달될 수 있어야 합니다. 일부 종은 이 부분을 제대로 이해하지 못합니다. 집 고양이는 코끼리에게 적합한 기증자가 아닙니다.* 닭과 공작과 같은 가까운 종에서는 수탉의 구애 과시(공작의 경우만큼 장관을 이루지 못함)는 암컷이 받아들일 수 없습니다. 배우자 전달의 기회가 없습니다.

일부 배우자는 전달될 수 있지만 난자는 전달되지 않습니다(암컷은 "제철"이 아님). 거기에도 0이 있습니다.

배우자의 화합

배우자가 모두 정확한 시간에 전달되면 정자가 난자에 결합할 수 있습니까? 성공적인 결합은 실제로 높은 수준의 종 특이성을 갖는 수용체-리간드 상호작용을 필요로 합니다. 따라서 결합을 위해서는 정자와 난자가 성공적으로 "통신"할 수 있어야 합니다. 개의 정자는 고양이의 난자를 "말하지" 않습니다.

그들이 "같은 언어를 구사"한다면 정자가 난자의 보호막(투명대)을 뚫을 수 있습니까? 정자 용량화(바로 거기에 큰 장애물이 있음)를 가정하면 정자는 투명대를 관통하는 '머리'에 올바른 효소가 없을 수 있습니다. 모든 효소가 모든 분자에 대해 동일한 기능을 수행하는 것은 아니며, 투명대를 소화/분해하는 올바른 효소가 존재한다면 충분합니까? 정자는 충분히 활동적입니까? 저는 이런 소통을 '베개토크'에 비유하겠습니다. 우리는 훨씬 더 가까워지고 있습니다. 정자가 베개를 숙이고 층을 관통할 수 있다고 가정해 봅시다.

접합 후 분리 메커니즘

생존 능력

잡종 배아는 접합자로 발달할 수 있어야 합니다. 잡종 생존 가능성은 배반포로 진행하고 잡종은 죽을 만큼 유사성이 충분하지 않다는 것을 의미합니다.

생존 가능성을 달성할 수 있다고 말합니다. 배반포/할구는 부착이 가능할 뿐만 아니라 지속될 수 있도록 어머니와 "통신"해야 합니다. 실제로, 그것은 엄마에게 "내가 여기 있어요! 나에게 주의를 기울이세요!"라고 외쳐야 합니다. (인간의 경우 이것은 융모막 성선 자극 호르몬이라는 다량의 호르몬의 분비를 포함하며, 이는 프로게스테론의 지속적인 분비를 자극하여 자궁 내막이 떨어지지 않습니다. 모든 포유동물의 배반포가 같은 방식으로 의사소통하는 것은 아닙니다. 여기서 우리가 가진 것은 의사 소통 ... 와 같이 쿨핸드 루크, 결과가 좋지 않습니다.

하이브리드 불임

이 종은 태아가 엄마에게 들릴 만큼 충분히 가까웠습니다. 올바른 유전자 발현을 가진 올바른 염색체는 출생을 낳습니다.

성공!

잡종이 번식력이 있으면 하나의 정의에 의해 다른 종 아닙니다. (종을 정확히 정의하는 것이 무엇인지에 대해서는 많은 논쟁이 있습니다. 참고 문헌을 참조하십시오.)

당신이 여전히 "하지만 ?", 다음과 같은 문장으로 유전적/분자적 수준에서 설명해야 합니다.

포유류 난자의 투명대는 주로 3개의 당단백질로 구성되며, 이들 모두는 성장하는 난모세포에 의해 독점적으로 생성됩니다. 그 중 ZP2와 ZP3은 긴 필라멘트로 조립되고 다른 ZP1은 필라멘트를 교차 연결하여 3차원 네트워크를 형성합니다. ZP3 단백질은 매우 중요합니다. ZP3 유전자가 비활성화된 암컷 마우스는 구역이 없는 알을 낳고 불임입니다.

이것이 원하는 수준의 설명이라면 다음과 같은 책이 있습니다. 세포의 분자생물학. Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al.

수분
종 분화 과정
수분

*여기서 나는 종을 정의하는 데 사용되는 한 가지 방법인 형태학적 차이를 언급하고 있습니다.


동종 종분화

Sympatric speciation은 같은 종의 두 그룹이 같은 지리적 위치에 살지만 더 이상 교배할 수 없고 다른 종으로 간주될 때까지 다르게 진화할 때 발생하는 종분화입니다. 이것은 인구가 지리적 장벽이나 이동을 통해 그룹으로 분할될 때 새로운 종의 형성을 포함하는 다른 유형의 종분화와 다릅니다. 박테리아, 시클리드 어류, 사과 구더기 파리를 비롯한 다양한 유형의 유기체에서 교감 종 분화를 볼 수 있지만 자연에서 교감 종 분화가 발생하거나 발생한 시기를 구분하기 어려울 수 있습니다.


종과 번식 능력

종은 번식력이 있고 생존 가능한 자손을 생산하는 개별 유기체의 그룹입니다. 이 정의에 따르면, 자연적으로 각 종의 개체 간의 교미가 생식 가능한 자손을 낳는 것이 불가능할 때 한 종은 다른 종과 구별됩니다.

동일한 종의 구성원은 DNA에서 발생하는 외부 및 내부 특성을 모두 공유합니다. 두 유기체가 공유하는 관계가 가까울수록 사람과 가족과 마찬가지로 더 많은 DNA를 공유합니다. 사람의 DNA는 사촌이나 조부모의 DNA보다 아버지나 어머니의 DNA와 더 비슷할 수 있습니다. 같은 종의 유기체는 가장 높은 수준의 DNA 정렬을 가지므로 성공적인 번식으로 이어지는 특성과 행동을 공유합니다.

종의 외모는 짝짓기 능력이나 무능력을 암시하는 데 오해의 소지가 있습니다. 예를 들어 집에서 키우는 개(큰개자리 루푸스) 크기, 체격, 털과 같은 표현형 차이를 나타내기 때문에 대부분의 개는 교배하여 성숙하고 성적으로 번식할 수 있는 생존 가능한 강아지를 낳을 수 있습니다.

그림 (PageIndex<1>): 개의 교배: 다른 품종의 개는 여전히 번식 능력이 있습니다. (a) 푸들과 (b) 코카스파니엘은 번식하여 (c) 코카푸로 알려진 품종을 생산할 수 있습니다.

다른 경우에는 개체가 같은 종의 구성원이 아니더라도 유사하게 보일 수 있습니다. 예를 들어 대머리 독수리(할리아에투스 류코세팔루스) 및 아프리카 물고기 독수리(할리아에투스 성우)는 새와 독수리이며 각각 별도의 종 그룹에 속합니다. 인간이 인위적으로 개입하여 대머리 독수리의 알을 아프리카 물고기 독수리의 정자로 수정하고 병아리가 부화한다면 잡종(두 종의 교배)이라고 하는 그 자손은 아마도 불임이 될 것입니다. 성숙기에 도달한 후 번식한다. 다른 종은 발달에 활성화된 다른 유전자를 가질 수 있으므로 두 가지 다른 방향 세트를 가진 생존 가능한 자손을 개발하는 것이 불가능할 수 있습니다. 따라서 교잡이 일어나더라도 두 종은 여전히 ​​분리되어 있습니다.

그림 (PageIndex<1>): 종 유사성 및 번식: 유사하게 보이는 종은 번식이 불가능할 수 있습니다. (a) 아프리카 물고기 독수리는 (b) 대머리 독수리와 모양이 비슷하지만 두 새는 다른 종의 구성원입니다.

종의 개체군은 종의 모든 유전자 변이체의 모음인 유전자 풀을 공유합니다. 다시 말하지만, 유기체 그룹 또는 개체군의 변화에 ​​대한 기초는 유전적이어야 합니다. 왜냐하면 이것이 형질을 공유하고 전달하는 유일한 방법이기 때문입니다. 한 종 내에서 변이가 발생하면 무성 생식 또는 유성 생식이라는 두 가지 주요 경로를 통해서만 다음 세대로 전달될 수 있습니다. 생식 세포가 변경된 형질을 보유하고 있으면 변경 사항이 무성으로 전달됩니다. 변화된 형질이 유성생식을 통해 유전되기 위해서는 정자나 난자 등의 배우자가 변화된 형질을 가지고 있어야 한다. 다시 말해 유성생식을 하는 유기체는 체세포에서 여러 유전적 변화를 겪을 수 있지만 이러한 변화가 정자나 난자 세포에서 일어나지 않는다면 변화된 형질은 결코 다음 세대에 이르지 못할 것입니다. 유전되는 특성만 진화할 수 있습니다. 따라서 번식은 유전적 변화가 개체군이나 종에 뿌리를 내리는데 가장 중요한 역할을 합니다. 요컨대, 유기체는 자손에게 새로운 형질을 전달하기 위해 서로 번식할 수 있어야 합니다.


8 답변 8

인간은 이미 가깝고, 크기 차이를 보이지 않는 종은 많이 있습니다. 설명하지 않고 그냥 똑같다고 말할 수 있고 행동으로 훼손하지 않는 한 사람들은 아무 말도 할 수 없습니다.

뒤로 크기 차이를 정당화할 필요가 있습니다(어려운 것은 아니지만) 동일한 크기가 기본값입니다.

크기 차이가 짝짓기 이점을 제공하지 않는 한 동일한 크기입니다. 기본적으로 그룹 내 폭력을 최소화해야 합니다.

큰 수컷 크기의 성적 이형성은 다른 수컷을 몰아내거나 암컷을 물리적으로 지배함으로써 암컷이 짝짓기를 지배/통제할 수 있을 때 발생합니다. 보노보는 암컷이 이러한 이점을 최소화하기 위해 충분히 협력하기 때문에 유인원에서 가장 작은 크기 차이를 가지고 있습니다. 기본적으로 그들은 일반적으로 시도하는 남성을 몰아내기 위해 무리를 지어 움직입니다. 그러나 수컷은 다른 수컷을 쫓아내고 때때로 암컷을 혼자 잡을 수 있습니다. 당신의 유인원은 협력 강간 예방에 더 능숙하고 남성 대 남성 폭력이 거의 없어야 합니다. 아마도 개인이 아닌 그룹으로 먹이를 먹거나 그룹의 구성원이 지속적으로 접촉하여 여성과 남성이 공격성을 볼 수 있는 환경에서 생활하는 것일 수 있습니다.

이것은 번식이 불가능해야 하므로 교미는 전적으로 자발적이어야 한다는 것을 의미합니다. 발정기를 완전히 숨겨서 이를 도울 수 있습니다. 기본적으로 암컷이 주기의 가임 가능한 부분에 있는지 구별하는 것이 불가능해야 합니다. 이상적으로는 동성 간의 신체적 갈등이 짝짓기 이점으로 이어질 수 없으므로 보노보와 같은 보다 협력 기반의 사회 구조를 원할 것입니다.

호미니드 임신에 대한 요구 사항으로 인해 여전히 약간의 차이가 있을 수 있습니다. 지능적인 것에는 항상 많은 경쟁 짝짓기 전략이 있으므로 약간의 차이가 있을 수 있습니다. .

두 가지 주요 요인은 다음과 같습니다.

  • 성적 선택
  • 번식 성공은 체력과 신체 크기에 의존하지 않습니다.

성적 선택 성적 파트너에 대한 선호도에 따른 자연 선택입니다. 성 선택이 인간 여성의 고음 목소리와 차선의 지방 분포의 주요 원인으로 추측됩니다.

당신의 가상의 호미니드는 당신이 바람직한 것으로 나열한 특성을 선호하고 선택해야 합니다. 시간이 지남에 따라 이러한 특성은 일반 인구에서 지배적이 될 것입니다.

번식 성공 일단 성숙하면 번식 개체군의 일부가 되는 자손을 생산하는 개인의 능력을 나타냅니다. 더 큰 힘 및/또는 더 큰 몸 크기가 번식에 성공하면 당신의 종은 결국 더 크고 더 강하게 진화할 것입니다. 생식 성공에 대한 요구 사항이 성별에 따라 다를 경우 성적 이형성이 발생합니다.

번식 성공에 중요한 특성에서 힘과 신체 크기를 배제하는 구체적인 방법은 종의 생리학, 서식지 및 사회 구조에 따라 다릅니다. 번식 성공에 영향을 줄 수 있는 몇 가지 예:

숨겨진 배란 (인간이 그러하듯이) 수컷이 암컷을 독점(다른 사람과 짝을 공유하지 않음)할 필요성을 증가시킵니다. 주석에서 볼 수 있듯이 이 지점은 약간 까다롭기 때문에 고려해야 할 몇 가지 추가 관련 사항을 나열하겠습니다.

  1. 암컷이 발정기에 있을 때 수컷이 알지 못하는 경우 자손이 자신의 것인지 확인하려면 암컷을 다른 수컷과 공유하는 것을 피해야 합니다. 따라서 번식 성공 측면에서 독점의 필요성. 그러나 이것은 숨겨진 배란 자체가 필연적으로 성적 이형성으로 이어진다는 것을 의미하지는 않습니다.
  2. 독점은 결혼과 같은 비폭력적 수단을 포함하여 다양한 수단을 통해 달성될 수 있습니다. 폭력적인 수단은 힘과 크기와 관련된 성적 이형성으로 이어질 가능성이 가장 높은 반면, 비폭력적인 수단은 다른 특성(예: 지능)을 촉진할 수 있습니다.
  3. 숨겨진 배란은 정규 교미 파트너가 자손의 진짜 아버지가 아니라는 사실을 은폐하는 데 도움이 되기 때문에 선택자로서의 암컷의 위치를 ​​강화합니다. 이것은 여성의 선호도에 따라 성적 이형성에 영향을 줄 수 있습니다.
  4. 다른 요인과 분리된 숨겨진 배란이 반드시 성적 이형성으로 이어지는 것은 아닙니다.. 그 역할은 다른 모든 요인의 맥락에서 검토되어야 합니다.
  5. 숨겨진 배란은 일부일처제 또는 안정적인 짝짓기 파트너로 이어지지 않습니다. 배란을 숨긴 포유류의 대부분은 난잡합니다. 이론 중 하나는 숨겨진 배란이 아버지의 투자를 늘리고 영아 살해를 줄이기 위해 진화했다고 제안합니다. 이것은 생물학적 아버지와 사실상의 양육자가 다른 남성인 경우 더 큰 성적 이형성에 기여할 수 있습니다(예: 여성은 아버지로 더 공격적인 남성을 선택하고 양육자로 덜 공격적인 남성을 선택할 수 있음).

수컷이 주요 보호자인 위험한 포식자와 성 역할로 가득한 서식지 힘(싸움) 또는 민첩성과 체력(도피)을 선호합니다.

일부다처제 짝짓기가 있는 사회 구조 폭력이 하렘 보호의 주요 방법이라면 힘을 선호할 가능성이 가장 큽니다.

또 다른 중요한 측면은 남성과 남성의 상호 작용입니다. 수컷 전투가 흔한 종은 수컷이 암컷보다 강하고 덩치가 큰 경향이 있습니다. 남성 호미니드가 다른 남성을 이기기 위해 폭력을 사용하지 않으면 힘과 신체 크기의 차이가 덜 두드러집니다.

이 답변을 당신 종의 진화에 대한 청사진으로 보지 마십시오. 나는 성적 이형성에 영향을 줄 수 있는 요인의 몇 가지 예를 나열했습니다. 또한 하나의 간단한 해결책은 없다는 점에 유의하십시오. 진화에 영향을 미치는 수많은 요인이 항상 있습니다. 가능한 한 많이 보고 상호 작용하는 방식을 확인해야 합니다. 종의 진화를 형성하는 몇 가지 모순되는 힘이 있는 것은 절대적으로 정상입니다. 결과는 항상 다양한 요인과 상호 작용의 조합에 따라 달라집니다.

조금 더 생각해보니 강인함을 균등하게 하고 싶다면 현대인과 같은 미학을 유지하기 어려울 것 같다.

여성에 비해 남성의 체력이 더 큰 주요 이유 중 하나는 체성분입니다. 남성은 근육 질량 대 체질량 비율이 더 높습니다(체형과 체중을 조정할 때 남성은 여성보다 근육이 더 많습니다). 여성이 아름다운 곡선과 매력적인 큰 가슴을 가지기를 원한다면 근육을 희생하고 체지방으로 바꿔야 합니다.

양성적인 외모는 동등한 체력과 성과에 대한 당신의 이상에 더 도움이 될 수 있습니다.

그 종은 엄격하게 일부일처제일 필요가 있습니다. 일부일처제 영장류가 적을수록 남성과 여성의 크기와 힘의 차이가 더 크다는 경험 법칙이 있습니다.

영장류의 다형성 짝짓기 체계와 이형성 사이의 강한 연관성이 관찰되었습니다. 일부일처 종은 일부일처 남성이 차별적인 번식 성공률이 낮기 때문에 일부일처 종보다 성적 이형성의 정도가 낮은 경향이 있습니다. 일부일처 제 짝짓기 시스템은 암컷이 수컷과 함께 지배하는 hylobatids에서 최소한의 이형성을 설명하는 것으로 보입니다.

당신이 피하려는 성적 이형성(크기)은 주로 남성에게 더 큰 체력이 주어지는 이점에 기반을 두고 있습니다. 엄밀한 미학적 차이는 단순한 성 선택(남성은 더 큰 가슴을 좋아하고 여성은 더 넓은 어깨를 좋아함)으로 설명할 수 있습니다.

약 5개의 짝짓기 체계가 있습니다: 일부일처제, 일부다처제, 일부다처제, 일부처제 및 난잡함. 일부다처제와 일부다처제는 신체적으로 더 강하고 몸집이 큰 수컷을 선호하는 경향이 있으며, 이는 개별적으로(다부부제) 또는 집단으로(다부부제) 암컷과의 짝짓기 접근을 독점하는 경향이 있습니다. 이 강한 수컷과 관련이 있는 또 다른 측면은 성적 강압으로, 수컷이 다른 암컷에게서 한 암컷을 신체적으로 공격하거나 위협하여 다른 수컷과의 짝짓기를 더 꺼리게 만듭니다. 유리한 결과를 얻기 위해 위협을 위해 여러 동료에게 접근할 수 있습니다.

따라서 성차별을 최소화하기 위해서는 엄격한 일부일처제나 난잡함, 평등주의 또는 여성 중심의 사회적 위계질서에 초점을 맞춰 성적 강압을 피해야 합니다. 엄격한 일부일처제는 일반적으로 혼성 젠더 그룹과 관련이 없고, 짝 이외의 교미가 발생하면 더 높은 지위(일반적으로 가장 지배적이거나 가장 강력하지만 더 많은 동맹/친구가 있는 사람들)를 선호할 수 있기 때문에 가능성이 낮습니다. 크기의 이형성에. 라이프 스타일은 체력과 크기와 관련된 특성이 더 나은 사냥꾼이 될 수 있고 그룹에 더 많은 음식을 가져올 수 있는 개인이 여성에게 매력적일 수 있기 때문에 역할도 합니다. 이는 일부 남성에게 준 하렘을 만들 수 있습니다. 난잡한 시스템.

전반적으로, 진화에 관해서 특정한 결과를 가져오는 방법은 없지만, 내 제안은 덜 위협적인 수컷, 그들보다 강하거나 크지 않은 여성 선호와 난잡하지만 남성 특성에 대한 일반적인 선호는 유지하는 것입니다. 다른 영역에서 이형성을 유지하기 위해.

실제로 비인간 영장류의 성적 이형성에 대한 Wikipedia 기사가 있습니다. 기사에 따르면 긴팔 원숭이의 경우 크기 차이가 거의 없으며 여우 원숭이의 경우 암컷이 더 큽니다. 이 기사는 영장류 사이에서 가장 흔한 패턴이 수컷이 더 큰 이유에 대한 표준적인 이해를 통해 진행되지만, 예를 들어 긴팔원숭이 진화의 상황에서 영장류의 크기가 더 작은 이형성을 초래한 특별한 점은 추적하지 않습니다.

진화 과학의 상태에 대한 나의 이해는 주어진 종에 대해 이러한 세부 사항을 세밀한 규모로 아는 것은 일반적으로 불가능하다는 것입니다. 과학자들은 이 동물의 현재 사회 구조가 성 크기 차이에 어떻게 영향을 미치는지 여전히 연구하고 있으며, 분명히 여전히 다소 신비스럽습니다. 여우원숭이에 대한 이 초록에서 일부 여우원숭이 종은 일부일처제이고 다른 종은 일부다처제이지만 일부다처제 종에서도 수컷은 더 크지 않으며 연구자들은 이유를 모릅니다.

긴팔원숭이와 여우원숭이를 더 깊이 연구하는 것이 좋습니다. 내가 방금 언급한 것과 같은 전체 기사에 액세스할 수 없다면 저자에게 사본을 보내줄 것인지 물어볼 수 있습니다. 연구자들은 사람들이 자신의 연구에 관심을 가질 때 그것을 좋아합니다. 나는 단지 예의 바르고 간략하게, 당신이 무엇을 하고 있는지 그들에게 말하고, 또한 당신이 무엇을 모르는지 알고 있다고 말하고 싶습니다.

독자로서의 내 느낌은 창조자로서 당신이 왜 이 인간과 같은 종이 있는 그대로인지에 대한 모델입니다. 스토리에 생명을 불어넣는 것의 일부이자 불가피하게 존재할 사회적 논평의 일부가 될 것입니다. .

이미 언급했듯이 인간의 크기와 힘의 차이는 상대적으로 작습니다. 더 줄이려면 다음 두 가지 중 하나 또는 모두가 필요합니다.

  1. 사망률을 줄입니다. 당신의 종족을 자연적으로 건강하게 만들거나(대부분의 작가들은 실제로 무의식적으로 이것을 합니다 - 왕좌의 게임과 같이 죽은 많은 캐릭터 중에서 질병, 전염병, 자연적인 물/식품 오염 등으로 얼마나 많은 사람들이 죽었습니까? ) 마법을 통해 그들을 건강하게 만드십시오. 치유.
  2. 다른 방법으로 당신의 종이 (파충류와 같은) 알을 낳도록 하여 다양한 임신 관련 문제를 제거하거나 크게 줄입니다.

이 두 가지는 여성이 인구를 늘리기 위해 임신해야 하는 시간을 줄여 다른 활동에 더 많은 시간을 할애할 수 있도록 합니다. 본질적으로 당신은 현대 의학으로 달성한 것을 달성해야 하지만, 당신의 종의 진화 동안 자연적인 수단을 통해 달성해야 합니다.

왜요? 임신은 역사적으로 인간 여성을 취약하게 만들었으며 최소 4-5개월 동안 고된 노동이나 기타 육체적으로 힘든 작업을 수행할 수 없었습니다(처음에는 아기에 대한 위험 증가로 인해, 다음에는 여성의 신체 변화로 인해). 그렇다면 오늘은 쉽지 않은 탄생이지만 역사를 통틀어 거의 트라우마에 가까운 경험이었다. 그 후에도 암컷은 여전히 ​​약했고 몇 주 동안 보호가 필요했습니다. 게다가 임신과 출산은 치명적이었습니다. XVIII세기(오늘날 의학이 매우 열악한 지역에서) 임신당 사망률은 약 1%였습니다. 오늘날 전쟁으로 파괴된 지역에서는 2%에 이릅니다. 이것은 5-10명의 여성 100명 중 임신과 관련된 건강 문제로 사망했음을 의미합니다. 반면에 전체 사망률과 특히 어린이 사망률이 높아 인구 비율을 유지하기 위해 여성은 다태 임신을 해야 했습니다. 인구를 유지하고 실제로 성장하려면 평균적으로 가족당 자녀를 가질 때까지 2명의 자녀가 생존해야 함을 기억하십시오. 전근대 아동 사망률의 경우 여성 1명당 평균 5-6번의 임신을 의미합니다. 이는 평균 인간 여성이 15-35세 사이의 20년 기간의 1/5을 임신한다는 것을 의미합니다. 그 아이들을 실제로 키울 시간을 더한다면. 글쎄, 당신은 사냥이나 전쟁에 많은 시간을 할애하지 않습니다.

이것은 차례로 성에 대한 "전통적인" 역할을 구성하는 모든 종류의 사회적 규칙과 금기를 초래합니다. 문명의 초기 단계에서 사회의 진정한 역할은 가능한 한 많은 자녀를 양육하는 것이기 때문입니다. 그렇기 때문에 농부들은 단순히 같은 지역에서 더 많은 인구를 유지함으로써 수렵 채집인들에 맞서 승리했습니다.

따라서, 당신의 종의 여성이 남성과 외모에서 인간 여성보다 더 평등하기를 원한다면 출산과 자녀 양육이 사회에 미치는 영향을 어떻게든 줄여야 합니다. 알을 낳는 도마뱀이 답이 될 수 있지만, 종종 악어(fe crocodiles)는 수컷보다 암컷이 더 큽니다.


멸종 위기에 처한 생물 학자에 대한 직업 수요는 무엇입니까?

다시 한 번, 통계는 생물학 자격을 가진 사람들을 구별하지 않습니다. 모든 STEM(과학, 기술, 공학, 수학) 과목은 수요가 많으며 앞으로도 계속 그럴 것으로 예상됩니다. 미국에서는 2014년에서 2024년 사이에 수요가 약 5% 증가할 것이며 이는 전국 평균 수준입니다. 응시자는 연구 분야에 따라 편차를 찾을 수 있습니다. 고용 수준이 가장 높은 주는 캘리포니아(8,000명 이상), 메릴랜드(약 3,500명) 및 매사추세츠(직원 수 약 1,500명)입니다.


18.2 새로운 종의 형성

이 섹션이 끝나면 다음을 수행할 수 있습니다.

  • 종을 정의하고 과학자들이 종을 다른 것으로 식별하는 방법 설명
  • 종분화를 일으키는 유전적 변수를 설명하라
  • prezygotic 및 postzygotic 생식 장벽 식별
  • 동종 및 동종 종분화 설명
  • 적응 방사선 설명

지구상의 모든 생명체는 다양한 유전적 유사성을 공유하지만 특정 유기체만이 유성 생식을 통해 유전 정보를 결합하고 성공적으로 번식할 수 있는 자손을 가집니다. 과학자들은 그러한 유기체를 동일한 생물학적 종의 구성원이라고 부릅니다.

종과 번식 능력

종은 번식력이 있고 생존 가능한 자손을 생산하는 개별 유기체의 그룹입니다. 이 정의에 따르면, 자연적으로 각 종의 개체 간의 교미가 생식 가능한 자손을 낳는 것이 불가능할 때 한 종은 다른 종과 구별됩니다.

같은 종의 구성원은 DNA에서 발생하는 외부 및 내부 특성을 모두 공유합니다. 두 유기체가 공유하는 관계가 더 밀접할수록 사람과 가족과 마찬가지로 더 많은 DNA를 공유합니다. 사람들의 DNA는 사촌이나 조부모의 DNA보다 아버지나 어머니의 DNA와 더 비슷할 가능성이 높습니다. 같은 종의 유기체는 가장 높은 수준의 DNA 정렬을 가지고 있으므로 성공적인 번식으로 이어지는 특성과 행동을 공유합니다.

종의 외모는 짝짓기 능력이나 무능력을 암시하는 데 오해의 소지가 있습니다. 예를 들어 집에서 키우는 개(큰개자리 루푸스) 크기, 체격 및 털과 같은 표현형 차이를 나타내기 때문에 대부분의 개는 교배하여 성숙하고 성적으로 번식할 수 있는 생존 가능한 강아지를 낳을 수 있습니다(그림 18.9).

다른 경우에는 개체가 같은 종의 구성원이 아니더라도 유사하게 보일 수 있습니다. 예를 들어 대머리 독수리(할리아이투스 류코세팔루스) 및 아프리카 물고기 독수리(할리아이투스 성우)는 새와 독수리이며 각각 별도의 종 그룹에 속합니다(그림 18.10). 인간이 인위적으로 개입하여 대머리 독수리의 알을 아프리카 물고기 독수리의 정자로 수정하고 병아리가 부화한다면 잡종(두 종의 교배)이라고 하는 그 자손은 아마도 불임이 될 것입니다. 성숙함. 다른 종은 발달에 활성화된 다른 유전자를 가질 수 있으므로 두 가지 다른 방향 세트를 가진 생존 가능한 자손을 개발하는 것이 불가능할 수 있습니다. 따라서 교잡이 일어나더라도 두 종은 여전히 ​​분리되어 있습니다.

종의 개체군은 종의 모든 유전자 변이체의 모음인 유전자 풀을 공유합니다. 다시 말하지만, 유기체 그룹 또는 개체군의 변화에 ​​대한 기초는 유전적이어야 합니다. 왜냐하면 이것이 형질을 공유하고 전달하는 유일한 방법이기 때문입니다. 종 내에서 변이가 발생하면 무성 생식 또는 유성 생식이라는 두 가지 주요 경로를 통해서만 다음 세대로 넘어갈 수 있습니다. 생식 세포가 변경된 형질을 보유하고 있다면 변화는 무성으로 전달됩니다. 변경된 형질이 유성생식을 통해 전달되기 위해서는 정자나 난자 등의 배우자가 변경된 형질을 가지고 있어야 합니다. 다시 말해 유성생식을 하는 유기체는 체세포에서 여러 유전적 변화를 겪을 수 있지만 이러한 변화가 정자나 난자 세포에서 일어나지 않는다면 변화된 형질은 결코 다음 세대에 이르지 못할 것입니다. 유전되는 특성만 진화할 수 있습니다. 따라서 번식은 유전적 변화가 개체군이나 종에 뿌리를 내리는데 가장 중요한 역할을 합니다. 요컨대, 유기체는 자손에게 새로운 형질을 전달하기 위해 서로 번식할 수 있어야 합니다.

종분화

성적으로 번식하는 유기체에 작용하는 종의 생물학적 정의는 실제 또는 잠재적 이종 교배 개체의 그룹입니다. 이 규칙에는 예외가 있습니다. 많은 종은 잡종 ​​자손이 가능하고 자연에서 종종 발생할 수 있을 만큼 충분히 유사하지만 대부분의 종의 경우 이 규칙이 일반적으로 적용됩니다. 유사한 종 사이의 잡종의 존재는 그들이 단일 교배종에서 유래했을 수 있으며 종분화 과정이 아직 완료되지 않았을 수 있음을 시사합니다.

지구상의 생명체의 비범한 다양성을 감안할 때, 종분화를 위한 메커니즘이 있어야 합니다. 하나의 원래 종에서 두 종의 형성이 바로 그것입니다. 다윈은 이 과정을 분기 이벤트로 구상했고 다음 그림의 유일한 그림으로 그 과정을 도식화했습니다. 종의 기원 (그림 18.11a). 이 그림을 코끼리 진화의 도표(그림 18.11)와 비교하십시오. 한 종이 시간이 지남에 따라 변할 때 개체군이 생존하거나 유기체가 멸종할 때까지 반복적으로 분기하여 하나 이상의 새로운 종을 형성한다는 것을 보여줍니다.

종분화가 일어나려면 하나의 원래 개체군에서 두 개의 새로운 개체군이 형성되어야 하며 두 개의 새로운 개체군에서 개체가 교배하는 것이 불가능하게 되는 방식으로 진화해야 합니다. 생물학자들은 이것이 발생할 수 있는 메커니즘을 제안했으며 두 가지 범주로 나뉩니다. 동종 종분화(allo- = "기타" -patric = "고향")는 모종의 개체군과 후속 진화를 지리적으로 분리하는 것을 포함합니다. Sympatric 종분화(sym- = "동일" -patric = "고향")는 한 위치에 남아 있는 부모 종 내에서 발생하는 종분화를 포함합니다.

생물학자들은 종분화 사건을 하나의 조상 종이 두 개의 후손 종으로 나누는 것으로 생각합니다. 가능성이 적고 여러 사건을 가까운 시간에 발생하는 단일 분할로 개념화할 수 있다는 점을 제외하고는 한 번에 2개 이상의 종이 형성되지 않을 수 있는 이유가 없습니다.

동종분화

지리적으로 연속적인 인구는 상대적으로 균질한 유전자 풀을 가지고 있습니다. 종의 범위를 가로지르는 대립유전자의 이동인 유전자 흐름은 개인이 이동한 다음 새로운 위치에서 개인과 교미할 수 있기 때문에 상대적으로 자유롭습니다. 따라서 분포의 한쪽 끝에서 대립 유전자의 빈도는 다른 쪽 끝에서 대립 유전자의 빈도와 유사합니다. 개체군이 지리적으로 불연속적이 되면 대립유전자의 자유 흐름을 방지합니다. 이러한 분리가 일정 기간 지속되면 두 개체군은 서로 다른 궤적을 따라 진화할 수 있습니다. 따라서, 새로운 대립 유전자가 각 집단의 돌연변이에 의해 독립적으로 발생함에 따라 수많은 유전적 좌위에서 대립 유전자 빈도가 점차적으로 달라집니다. 일반적으로 기후, 자원, 포식자 및 두 개체군에 대한 경쟁자와 같은 환경 조건은 자연 선택이 각 그룹의 다양한 적응을 선호하게 하는 서로 다릅니다.

동종 종분화로 이어지는 개체군 분리는 다양한 방식으로 발생할 수 있습니다. 강이 새로운 가지를 형성하거나, 침식으로 인해 새로운 계곡이 생성되거나, 유기체 그룹이 돌아올 수 없는 새로운 위치로 이동하거나, 씨앗이 바다 위로 떠다니는 경우 섬. 개체군을 분리하는 데 필요한 지리적 분리의 특성은 전적으로 유기체의 생물학과 확산 가능성에 달려 있습니다. 두 개의 날아다니는 곤충 개체군이 별도의 인근 계곡에 거주한다면 각 개체군에 속한 개체가 계속해서 유전자 흐름을 왔다 갔다 할 가능성이 있습니다. 그러나 새로운 호수가 두 개의 설치류 개체군을 나눈다면 지속적인 유전자 흐름이 없을 것이므로 종분화 가능성이 더 높을 것입니다.

생물학자들은 동종 과정을 분산과 대리의 두 가지 범주로 분류합니다. 분산은 종의 일부 구성원이 새로운 지리적 영역으로 이동할 때이고 대리는 유기체를 물리적으로 분할하는 자연적인 상황이 발생하는 경우입니다.

과학자들은 발생하는 동종성 종분화의 수많은 사례를 문서화했습니다. 예를 들어, 미국 서부 해안을 따라 두 개의 분리된 점박이 올빼미 아종이 존재합니다. 북부점박이부엉이는 가까운 친척인 남쪽에 사는 멕시코부엉이와 유전적, 표현형 차이가 있습니다(그림 18.12).

또한 과학자들은 한때 같은 종이었던 두 그룹 사이의 거리가 멀수록 종 분화가 일어날 가능성이 더 높다는 것을 발견했습니다. 거리가 멀어질수록 다양한 환경 요인이 가까운 위치보다 공통점이 적을 가능성이 높기 때문에 이것은 논리적으로 보입니다. 두 올빼미를 생각해 보십시오. 북쪽의 기후는 남쪽보다 더 시원합니다. The types of organisms in each ecosystem differ, as do their behaviors and habits. Also, the hunting habits and prey choices of the southern owls vary from the northern owls. These variances can lead to evolved differences in the owls, and speciation likely will occur.

Adaptive Radiation

In some cases, a population of one species disperses throughout an area, and each finds a distinct niche or isolated habitat. Over time, the varied demands of their new lifestyles lead to multiple speciation events originating from a single species. We call this adaptive radiation because many adaptations evolve from a single point of origin thus, causing the species to radiate into several new ones. Island archipelagos like the Hawaiian Islands provide an ideal context for adaptive radiation events because water surrounds each island which leads to geographical isolation for many organisms. The Hawaiian honeycreeper illustrates one example of adaptive radiation. From a single species, the founder species, numerous species have evolved, including the six in Figure 18.13.

Notice the differences in the species’ beaks in Figure 18.13. Evolution in response to natural selection based on specific food sources in each new habitat led to evolution of a different beak suited to the specific food source. The seed-eating bird has a thicker, stronger beak which is suited to break hard nuts. The nectar-eating birds have long beaks to dip into flowers to reach the nectar. The insect-eating birds have beaks like swords, appropriate for stabbing and impaling insects. Darwin’s finches are another example of adaptive radiation in an archipelago.

학습 링크

Watch this video to see how scientists use evidence to understand how birds evolved.

Sympatric Speciation

Can divergence occur if no physical barriers are in place to separate individuals who continue to live and reproduce in the same habitat? 대답은 예입니다. We call the process of speciation within the same space sympatric. The prefix “sym” means same, so “sympatric” means “same homeland” in contrast to “allopatric” meaning “other homeland.” Scientists have proposed and studied many mechanisms.

One form of sympatric speciation can begin with a serious chromosomal error during cell division. In a normal cell division event chromosomes replicate, pair up, and then separate so that each new cell has the same number of chromosomes. However, sometimes the pairs separate and the end cell product has too many or too few individual chromosomes in a condition that we call aneuploidy (Figure 18.14).

시각적 연결

Which is most likely to survive, offspring with 2N+1 chromosomes or offspring with 2N-1 chromosomes?

n +1 chromosomes are more likely to survive.

Polyploidy is a condition in which a cell or organism has an extra set, or sets, of chromosomes. Scientists have identified two main types of polyploidy that can lead to reproductive isolation of an individual in the polyploidy state. Reproductive isolation is the inability to interbreed. In some cases, a polyploid individual will have two or more complete sets of chromosomes from its own species in a condition that we call autopolyploidy (Figure 18.15). The prefix “auto-” means “self,” so the term means multiple chromosomes from one’s own species. Polyploidy results from an error in meiosis in which all of the chromosomes move into one cell instead of separating.

For example, if a plant species with 2N = 6 produces autopolyploid gametes that are also diploid (2N = 6, when they should be N = 3), the gametes now have twice as many chromosomes as they should have. These new gametes will be incompatible with the normal gametes that this plant species produces. However, they could either self-pollinate or reproduce with other autopolyploid plants with gametes having the same diploid number. In this way, sympatric speciation can occur quickly by forming offspring with 4N that we call a tetraploid. These individuals would immediately be able to reproduce only with those of this new kind and not those of the ancestral species.

The other form of polyploidy occurs when individuals of two different species reproduce to form a viable offspring that we call an allopolyploid . The prefix “allo-” means “other” (recall from allopatric): therefore, an allopolyploid occurs when gametes from two different species combine. Figure 18.16 illustrates one possible way an allopolyploid can form. Notice how it takes two generations, or two reproductive acts, before the viable fertile hybrid results.

The cultivated forms of wheat, cotton, and tobacco plants are all allopolyploids. Although polyploidy occurs occasionally in animals, it takes place most commonly in plants. (Animals with any of the types of chromosomal aberrations that we describe here are unlikely to survive and produce normal offspring.) Scientists have discovered more than half of all plant species studied relate back to a species evolved through polyploidy. With such a high rate of polyploidy in plants, some scientists hypothesize that this mechanism takes place more as an adaptation than as an error.

Reproductive Isolation

Given enough time, the genetic and phenotypic divergence between populations will affect characters that influence reproduction: if individuals of the two populations were brought together, mating would be less likely, but if mating occurred, offspring would be nonviable or infertile. Many types of diverging characters may affect the reproductive isolation , the ability to interbreed, of the two populations.

Reproductive isolation can take place in a variety of ways. Scientists organize them into two groups: prezygotic barriers and postzygotic barriers. Recall that a zygote is a fertilized egg: the first cell of an organism's development that reproduces sexually. Therefore, a prezygotic barrier is a mechanism that blocks reproduction from taking place. This includes barriers that prevent fertilization when organisms attempt reproduction. A postzygotic barrier occurs after zygote formation. This includes organisms that don’t survive the embryonic stage and those that are born sterile.

Some types of prezygotic barriers prevent reproduction entirely. Many organisms only reproduce at certain times of the year, often just annually. Differences in breeding schedules, which we call temporal isolation , can act as a form of reproductive isolation. For example, two frog species inhabit the same area, but one reproduces from January to March whereas, the other reproduces from March to May (Figure 18.17).

In some cases, populations of a species move or are moved to a new habitat and take up residence in a place that no longer overlaps with the same species' other populations. We call this situation habitat isolation . Reproduction with the parent species ceases, and a new group exists that is now reproductively and genetically independent. For example, a cricket population that was divided after a flood could no longer interact with each other. Over time, natural selection forces, mutation, and genetic drift will likely result in the two groups diverging (Figure 18.18).

Behavioral isolation occurs when the presence or absence of a specific behavior prevents reproduction. For example, male fireflies use specific light patterns to attract females. Various firefly species display their lights differently. If a male of one species tried to attract the female of another, she would not recognize the light pattern and would not mate with the male.

Other prezygotic barriers work when differences in their gamete cells (eggs and sperm) prevent fertilization from taking place. We call this a gametic barrier . Similarly, in some cases closely related organisms try to mate, but their reproductive structures simply do not fit together. For example, damselfly males of different species have differently shaped reproductive organs. If one species tries to mate with the female of another, their body parts simply do not fit together. (Figure 18.19).

In plants, certain structures aimed to attract one type of pollinator simultaneously prevent a different pollinator from accessing the pollen. The tunnel through which an animal must access nectar can vary widely in length and diameter, which prevents the plant from cross-pollinating with a different species (Figure 18.20).

When fertilization takes place and a zygote forms, postzygotic barriers can prevent reproduction. Hybrid individuals in many cases cannot form normally in the womb and simply do not survive past the embryonic stages. We call this hybrid inviability because the hybrid organisms simply are not viable. In another postzygotic situation, reproduction leads to hybrid birth and growth that is sterile. Therefore, the organisms are unable to reproduce offspring of their own. We call this hybrid sterility.

Habitat Influence on Speciation

Sympatric speciation may also take place in ways other than polyploidy. For example, consider a fish species that lives in a lake. As the population grows, competition for food increases. Under pressure to find food, suppose that a group of these fish had the genetic flexibility to discover and feed off another resource that other fish did not use. What if this new food source was located at a different depth of the lake? Over time, those feeding on the second food source would interact more with each other than the other fish therefore, they would breed together as well. Offspring of these fish would likely behave as their parents: feeding and living in the same area and keeping separate from the original population. If this group of fish continued to remain separate from the first population, eventually sympatric speciation might occur as more genetic differences accumulated between them.

This scenario does play out in nature, as do others that lead to reproductive isolation. One such place is Lake Victoria in Africa, famous for its sympatric speciation of cichlid fish. Researchers have found hundreds of sympatric speciation events in these fish, which have not only happened in great number, but also over a short period of time. Figure 18.21 shows this type of speciation among a cichlid fish population in Nicaragua. In this locale, two types of cichlids live in the same geographic location but have come to have different morphologies that allow them to eat various food sources.


Morphological Species

Morphology is how an individual looks. It is their physical features and anatomical parts. When Carolus Linnaeus first came up with his binomial nomenclature taxonomy, all individuals were grouped by morphology. Therefore, the first concept of the term "species" was based on the morphology. The morphological species concept does not take into account what we now know about genetics and DNA and how it affects what an individual looks like. Linnaeus did not know about chromosomes and other microevolutionary differences that actually make some individuals that look similar a part of different species.

The morphological species concept definitely has its limitations. First, it does not distinguish between species that are actually produced by convergent evolution and are not really closely related. It also does not group individuals of the same species that would happen to be somewhat morphologically different like in color or size. It is much more accurate to use behavior and molecular evidence to determine what is the same species and what is not.


Biological Sciences (Conservation Biology and Ecology) (BS) Accelerated Program

Ecology is the study of the distribution and abundance of organisms, the interactions among organisms, and the interactions between organisms and the physical environment. Conservation biology is an applied science based on ecological principles that focuses on conserving biological diversity and on restoring degraded ecosystems.

Arizona State University is committed to a more sustainable world and sharing knowledge of conservation biology and ecology through the BS program in biological sciences with a concentration in conservation biology and ecology is one critical component to help meet this global challenge.

Conservation biologists at ASU investigate the impact of humans on Earth's biodiversity and develop practical approaches to prevent the extinction of species and promote the sustainable use of biological resources. Some investigate the causes of ecosystem degradation and use ecological principles to reestablish desired conditions in a variety of ecosystems, including rivers, wetlands, grasslands, urban landscapes and forests.

Due to the high volume of overlap in curriculum, students enrolled in this degree are not permitted to declare a concurrent degree combination with any other program within the School of Life Sciences. Students should speak with their academic advisor for any further questions.


Questions about Biology requirements

Hi HPA – I have AP Biology and I’ve taken MOL 214 and no other Biology courses yet. Are there certain courses that you recommend? Do I need to take more than one extra Biology course?

"Extra" biology (EEB, MOL, NEU) coursework is always valued in the admissions process (and required by some schools, including the University of Texas medical schools). Some schools may require two lab-based biology courses if you have AP Biology, so if you’re only going to take two courses, we’d recommend MOL 214 plus a 300- or 400-level course with a lab component – Comparative Physiology (EEB 314) or Ecology: Species Interactions, Biodiversity, and Society (EEB 321) are two options. Alternately, if you’ve done a summer of biology lab research or worked in a Princeton lab, you may be able to make the argument that you've had sufficient lab experience within biology to satisfy their requirements. Check with individual schools of interest regarding their requirements. If you have lab experience, courses that touch on biomedical sciences or human biology may be especially valuable for example, Genetics (MOL 342) Molecular Basis of Cancer (MOL 423) Psychopharmacology (MOL 458) Neuroimmunology (NEU 447).

MOL 214 as a First-Year?

Question: HPA – I’m a first-year who is thinking about taking MOL 214 in the spring. I’m also in Chemistry right now. I heard that it would be hard to take two sciences together but I also heard that you should take more than one science at a time. Should I do MOL 214?

Answer: Whether or not you’re comfortable taking MOL 214 as a first-year will depend on the strength of your background in biology and on how successful you’ve been so far in your classes. If you’re struggling in CHM 201 right now and you’re working as hard as you can—and seeking help—then it probably wouldn’t be a good idea to add MOL 214 to the mix (wait and take it with EEB 211 as a sophomore). However, if you’re doing fine in CHM as well as your other courses, and you’re up for the challenge, then go for it. What you’ve heard about taking more than one science course at a time is generally true. It is wise to “double up” on science courses at some point during your college career, if at all possible. Of course if you concentrate in a science, then you’ll certainly do that automatically, but for the humanities and social science majors out there, just remember that the 1st-year med school curriculum is vastly science-oriented, and to indicate to Admissions that you’re ready for that much science coming at you all at once, it is a good idea to demonstrate your ability to handle two hard science classes at once. Let us repeat, however, that this shouldn’t be done at the expense of strong performance.

MOL 101 as a Premed?

I need to raise my science GPA and I was thinking of taking MOL 101 and Math Alive next semester. Do you think med schools would have a problem with this?

Please do not take courses that are designed for non-science students as a premed. This will look like blatant GPA manipulation and will not serve you well in the eyes of admissions committee members. Instead, choose health-related courses in and outside of the sciences that cover topics of interest that will expand your perspective of medicine and health care: the more you enjoy the courses, the more time you’re likely to spend and thus the better you’re likely to perform. Here are a few that we recommend from spring 2020:

  • To learn about the US health care system: Inequality, Health and Health Care Systems (SOC 217) or Health Reform in the US (WWS 393)
  • To engage with issues like physician-assisted suicide, abortion, and health inequalities: Bioethics (CHV 333)
  • To approach medicine from a humanistic perspective (and fulfill your premed English and EM gen ed requirement): Literature and Medicine (SLA 368)
  • To approach medicine from a humanistic perspective (and participate in a service project and fulfill your EM requirement: Medical Anthropology (ANT 240)
  • To take a hands-on approach and cover many MCAT biology topics (and supplement AP Bio credit with a lab class): Comparative Physiology (EEB 314)
  • To shadow doctors and work with patients at eye clinics in Ecuador over spring break: Spanish for a Medical Caravan in Ecuador (SPA 204)

HPA’s complete list of medical- and health-related courses is available online here: http://bit.ly/HPA-Spring2020

EEB: Can I Place Out with IB credit?

Question: I am currently a first-year international student hoping to pursue premed with a concentration in WWS. I took the International Baccalaureate my junior and senior year and ended up with a 6 in Higher level biology, and a 710 on my SAT Ecological Biology test. I have emailed a couple of EEB professors who confirmed that I can place out of EEB. Is this okay for premed?

Answer: As a non-science major, ho will not have as many upper-level science courses and lab experiences as a major, and as an international student who is already going to be limited in the number of schools where you can apply, better to just have MOL 214 + EEB 211 on your transcript. There is no transcript notation provided for a score of 6 on the IB Biology test, so you’ll need to have two semester of biology with lab on your transcript. Since EEB is satisfied with your preparation, you could consider EEB 314 (Comparative Physiology), which other premed students have enjoyed. There may still be some medical schools, though, that are looking specifically for course credit for an introductory/ general biology sequence, so be sure that you're checking schools that you may apply to and ensure that they would be satisfied if you bypassed EEB 211. We would also recommend taking additional science courses if you can find room for them! We’re happy to sit down and work through potential graduation timelines with you.

EEB 211

Question: Dear HPA, Do I really need to take EEB 211? I don’t have any AP credit in Biology but I have a very strong background in it, and I’ve done MOL 214. I know other students who have skipped 211. I also have plans to take more Biology in college. Is it really necessary to do 211 or can I skip it?

Answer: Without AP credit in Biology, we very strongly recommend that you take EEB 211. Though some medical schools have moved to competency-based requirements or have a broader “one year of biology courses” prerequisite, many schools still require one year’s worth of “introductory” or “general” biology for applicants who entered college without AP credit. At most colleges, your year would be made up of “General Bio I” followed by “General Bio II.” At Princeton, that sequence is MOL 214 and EEB 211. With AP credit, it’s fine to take MOL 214 plus at least one upper-level biology course. If you are majoring in MOL or NEU, you could check with schools of interest to see if they’d be satisfied with MOL 214 plus core lab, since that will give you a year of Biology with lab and you’ll be taking significant additional biology courses, but to keep all of your options open, the safest bet is to take EEB 211. As an aside, be sure to check your public state schools’ requirements to check their specifics when it comes to Biology requirements – some Texas, California, and other schools require additional Biology course work.

Substitutions for EEB 211

Dear HPA, Do I really need to take EEB 211? I don’t have any AP credit in Biology but I have a very strong background in it, and I’ve done MOL 214. I know other students who have skipped 211. I also have plans to take more Biology in college. Is it really necessary to do 211 or can I take another course as a substitution?

Without AP credit in Biology, we very strongly recommend that you take EEB 211. Though some medical schools have moved to competency-based requirements or have a broader “one year of biology courses” prerequisite, many schools still require one year of “introductory” or “general” biology. At Princeton, that sequence is MOL 214 and EEB 211. With AP credit, it’s fine to take MOL 214 plus at least one advanced (300- or 400-level) biology course, ideally with lab. If you are majoring in MOL or NEU, you could check with schools of interest to see if they’d be satisfied with MOL 214 plus core lab, since that will give you a year of Biology with lab and you’ll be taking significant additional biology courses, but to keep all of your options open, the safest bet is to take EEB 211. As an aside, be sure to check your public state schools’ requirements to check their specifics when it comes to Biology requirements – some Texas, California, and other schools require additional Biology course work.

Two Semesters Bio Lab

Question: I was looking at the websites of some of the medical school I’m interested in, and I noticed that most of them require one full year of biology with lab, and some note that AP credit cannot be used for this requirement. I took MOL 214 with lab, I am now taking a MOL that doesn’t have a lab, and I have no other biology classes with lab. Do I need to take a biology class with a lab next semester?

Answer: In past years, we have had students accepted to medical schools with AP + MOL 214 + advanced MOL, regardless of lab. That said, we are glad that you are following our recommendation to check the websites of schools of particular interest, since prereqs have diversified in recent years.

If you come across a school and are unsure of their requirements, you can touch base with us. We will look at your preparation as a whole, and advise you based on your specific situation. We may ask you to be in touch with the school directly for clarification, or we can contact them on your behalf. That said, taking a Biology course with a lab (such as EEB 211, EEB 314, MOL or NEU core lab) would complement your preparation, and leave you less negotiating that you might have to do with schools later on. Doing a summer of Biology-based research may also help you make an argument to schools that you have sufficient knowledge and experience in a lab setting.

Upper-Level Biology

Question: I have AP credit in Biology. I took MOL 214 and did another Biology, 400-level, but got a C+ in it. If I take another upper-level Biology class and earn a better grade, can I use the new course as my upper-level Biology for med school or do I have to use the class I originally planned to count?

Answer: Interesting question. It would be a good idea for you to take more biology, given your grade in the 400-level course. On your secondary applications for med school some day, the schools may ask you to list which Princeton courses you’re “counting” toward their biology requirement. In your case, you could list MOL 214 + the new course. This would be a wise thing to do if you performed better in the new class. However, the positive effect of this is limited. On your AMCAS application (the med school common application), your science GPA will be computed using ALL science courses, so the C+ will be factored in.

Neuroscience Certificate

Question: I have a quick question regarding my course load this fall. I originally was pursuing a neuroscience certificate, but have recently found out that as a premed, I must take 2 semesters of biology and that AP credit does not count as one of those semesters it only allows you to take a higher level class (without a lab). In light of this, I wanted to take EEB 311, but as a result would probably drop my neuro class this fall (MOL 408). I am DYING to take some humanities to balance out my schedule. I am leaning toward dropping my certificate in neuroscience so that I might be able to take some other classes of interest to me throughout the next two years, but I wanted to make sure that I am not missing anything, or not thinking of any reason (med-school-wise) that I should think twice about dropping the certificate. Is it something that is beneficial when applying to med schools? Or am I just as good a candidate without it?

Answer: The MOL 408 course will fulfill your requirement for a second semester of advanced Biology -- you do not need the EEB course in addition. You may take EEB 311 if you like, but in light of your desire to take more humanities courses, do so! You could always take EEB 311 next fall if you wish. But more generally speaking, it's absolutely okay if you do not pursue the neuro certificate. As it turns out, you have taken a number of neuro courses, and you can convey your preparation in the discipline to medical schools with or without an official designation of a certificate on your transcript. So no, you don't need to pursue the certificate for them.

Do Neuroscience Courses Count as ‘Science’?

Question: I’m interested in going for the certificate in Neuroscience. I know that medical schools will look at my science grades when I apply to med school. Will NEU courses be counted as ‘science’ or as psychology?

Answer: With the ever-growing popularity of Neuroscience courses at Princeton, this type of question is ever-increasing at HPA. Generally speaking, Neuroscience is listed among the subjects that AMCAS will count as “science” when you apply (AMCAS is the common application for MD programs). AMCAS figures all courses whose content are primarily Biology, Chemistry, Physics, or Math into the “science GPA.” You can see a list of which departments fall within different AMCAS categories in the AMCAS Course Classification Guide online.

It has been our experience that Neuro courses labeled “PSY” are considered on a case-by-case basis, and may be categorized as “biological science” or, possibly, “behavioral and social science.” If you feel the majority of the content of the course was biological in nature, then you should label them as such when completing your AMCAS. Whether or not these are re-classified during the AMCAS verification process is hard to predict.

PDF'ing a Biology Course

Question: Hello, I am a sophomore and signed up for an EEB class this semester in order to decide whether I should consider EEB as my concentration. I now know that I do not want to be an EEB major. I would like to take the class under the PDF grade option because I am enrolled in 5 classes, one of which is Organic Chemistry. I have not had enough time to do well in each of my classes. However, I am concerned that med schools may wonder why my biology class was not taken for a grade. Would it be worse for them to see a low grade in the class? 감사합니다!

Answer: Generally, the spirit behind the pdf option is “to encourage exploration and experimentation in curricular areas in which the student may have had little or no previous experience,” and that sounds aligned with how you’d be using your PDF, but we’d still like to chat with you a bit further. It depends on what you mean by low, and we’d be interested in talking with you about your entire course load, other responsibilities on campus, etc., before providing definitive advice here. You do need to do well in Orgo, so your logic does make some sense, and PDF’ing as a sophomore will cause less concern than if you did so in a science course later on in your Princeton career. It sounds like you may be leaning toward a non-science concentration, so if you do decide to PDF, be sure to continue taking science courses for grades and doing well to provide additional evidence of your ability in the sciences. Please come by during drop-ins or make an appointment with us before the PDF deadline, or consult with your adviser or Dean/Director of Studies to talk more holistically about the situation!

Standing Out as a MOL Premed

I am truly passionate about learning about molecular mechanisms and can’t imagine not becoming a MOL concentrator, but I’m afraid that so many premeds are MOL that it’ll seem “generic.” What can I do to really stand out since there are so many MOL majors?

It’s absolutely fine to love MOL as a premed! Here are some ideas as far as differentiating yourself:


Detoxification of Reactive Oxygen Species

Aerobic respiration constantly generates reactive oxygen species (ROS), byproducts that must be detoxified. Even organisms that do not use aerobic respiration need some way to break down some of the ROS that may form from atmospheric oxygen. Three main enzymes break down those toxic byproducts: superoxide dismutase, peroxidase, and catalase. Each one catalyzes a different reaction. Reactions of type seen in Reaction 1 are catalyzed by peroxidases.

[X-(2H^+)+H_2O_2 ightarrow ext-X+2H_2O]

In these reactions, an electron donor (reduced compound e.g., reduced nicotinamide adenine dinucleotide [NADH]) oxidizes hydrogen peroxide, or other peroxides, to water. The enzymes play an important role by limiting the damage caused by peroxidation of membrane lipids. Reaction 2 is mediated by the enzyme superoxide dismutase (SOD) and breaks down the powerful superoxide anions generated by aerobic metabolism:

[2O^ <2->+ 2H^+ ightarrow H_2O_2+O_2]

The enzyme catalase converts hydrogen peroxide to water and oxygen as shown in Reaction 3.

[2H_2O_2 ightarrow 2H_2O+O_2]

Obligate anaerobes usually lack all three enzymes. Aerotolerant anaerobes do have SOD but no catalase. Reaction 3, shown occurring in Figure (PageIndex<5>), is the basis of a useful and rapid test to distinguish streptococci, which are aerotolerant and do not possess catalase, from staphylococci, which are facultative anaerobes. A sample of culture rapidly mixed in a drop of 3% hydrogen peroxide will release bubbles if the culture is catalase positive.

Figure (PageIndex<5>): The catalase test detects the presence of the enzyme catalase by noting whether bubbles are released when hydrogen peroxide is added to a culture sample. Compare the positive result (right) with the negative result (left). (credit: Centers for Disease Control and Prevention)

Bacteria that grow best in a higher concentration of CO2 and a lower concentration of oxygen than present in the atmosphere are called capnophiles. One common approach to grow capnophiles is to use a candle jar. A candle jar consists of a jar with a tight-fitting lid that can accommodate the cultures and a candle. After the cultures are added to the jar, the candle is lit and the lid closed. As the candle burns, it consumes most of the oxygen present and releases CO2.

  1. What substance is added to a sample to detect catalase?
  2. What is the function of the candle in a candle jar?

The health-care provider who saw Jeni was concerned primarily because of her pregnancy. Her condition enhances the risk for infections and makes her more vulnerable to those infections. The immune system is downregulated during pregnancy, and pathogens that cross the placenta can be very dangerous for the fetus. A note on the provider&rsquos order to the microbiology lab mentions a suspicion of infection by 리스테리아 모노사이토제네스, based on the signs and symptoms exhibited by the patient.

Jeni&rsquos blood samples are streaked directly on sheep blood agar, a medium containing tryptic soy agar enriched with 5% sheep blood. (Blood is considered sterile therefore, competing microorganisms are not expected in the medium.) The inoculated plates are incubated at 37 °C for 24 to 48 hours. Small grayish colonies surrounded by a clear zone emerge. Such colonies are typical of 리스테리아 and other pathogens such as streptococci the clear zone surrounding the colonies indicates complete lysis of blood in the medium, referred to as beta-hemolysis (Figure (PageIndex<6>)). When tested for the presence of catalase, the colonies give a positive response, eliminating 연쇄상 구균 as a possible cause. Furthermore, a Gram stain shows short gram-positive bacilli. Cells from a broth culture grown at room temperature displayed the tumbling motility characteristic of 리스테리아 (Figure (PageIndex<6>)). All of these clues lead the lab to positively confirm the presence of 리스테리아 in Jeni&rsquos blood samples.

Figure (PageIndex<6>): (a) A sample blood agar test showing beta-hemolysis. (b) A sample motility test showing both positive and negative results. (credit a: modification of work by Centers for Disease Control and Prevention credit b: modification of work by &ldquoVeeDunn&rdquo/Flickr)

How serious is Jeni&rsquos condition and what is the appropriate treatment?


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What type of plant problems result from nitrogen and calcium deficiencies?

Deficiencies in these nutrients could result in stunted growth, slow growth, and chlorosis.

What did the van Helmont experiment show?

van Helmont showed that plants do not consume soil, which is correct. He also thought that plant growth and increased weight resulted from the intake of water, a conclusion that has since been disproven.

List two essential macronutrients and two essential nutrients.

Answers may vary. Essential macronutrients include carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, and sulfur. Essential micronutrients include iron, manganese, boron, molybdenum, copper, zinc, chlorine, nickel, cobalt, sodium, and silicon.



코멘트:

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