Cooperation is a Basic Component of Evolution Nature 2012 a b R R Autocatalysis Specificity Se lfishness Dive rsificat ion Hypercycle Cooperativity Figure 1|Theemergence ofhypercycles.a.A primor dial replicator molecule(R)enhances its own assembly from substr ate molecules (S)in a simple autocatalytic cycle.b.Imperfect replication generates a set ofrelated replicators each promoting the synthesis of allthe other s.c,d,The introduction of biases in replicator specificity gives structureto the network andcanlead to selfish subsystems (c)or to a cooperative hypercycle(d)akin to the system describedby Vaidya and colleagues1.Such hypercycles remain globally autocatalytic,but are moreresistant to the accumulation of mutations enabling replicators to specialize and to acquirenewfunctions.Thick and da shedred arrows indicateincreased and decreased effic acy respectively at enhancingreplicator assembly
2018/6/14 1 6 上海交通大学通识核心课 教授 李大伟 电邮 daweili@sjtu.edu.cn 电话：34204744 Cooperation is a Basic Component of Evolution 助教 朱 奇 电邮 zq0525@126.co 电话：34205436 Nature 2012
神经元是多细胞动物高效感知的必然选择 提高感知到运动反应的效率动物神经产生的必要性 (a) (b) 衣藻 large 团藻 steering cells with eyespot eyespot small non-steering cells with small 2um chloroplast or no eyespot 100m (c) (d) steering cilia swimming cilia pigment cell photoreceptor cell cilia 100um 加 50 um pigmented ring 海绵幼虫 环节动物幼虫 Figure 1.Comparison of the efficiency of sensory-to-motor transformation in (a)Chlamydomonas,(b)Lolvox,(c)a sponge larva, and(d)an annelid larva.The parts of the organism involved in sensing and responding to the light stimulus are coloured red
衣藻 团藻 海绵幼虫 环节动物幼虫 神经元是多细胞动物高效感知的必然选择 提高感知到运动反应的效率-动物神经产生的必要性
细胞特化形成高效信息感知 神经元的产生：神经网络的早期进化-感知与反应 神经元进化在远距离信号传递中的作用：对环境信号的高效感受与反应 感受细胞 反应细胞 感受反应细胞 增强反应细胞 b 反应细胞 感受细胞 无反应细胞 <Origin and early evolution of neural circuits for the control of ciliary locomotion> Gaspar Jekely Proc.R.Soc.B 2011 278,914-922 first published online 1 December 2010
《Origin and early evolution of neural circuits for the control of ciliary locomotion》 Gáspár Jékely Proc. R. Soc. B 2011 278, 914-922 first published online 1 December 2010 细胞特化形成高效信息感知 神经元的产生：神经网络的早期进化 –感知与反应 感受细胞 反应细胞 反应细胞 感受/反应细胞 感受细胞 增强反应细胞 无反应细胞 神经元进化在远距离信号传递中的作用：对环境信号的高效感受与反应
神经元：合作与特化红利 对多信号的长距离综合反应 (©)对单一信号就近简单反应 eccoplongyyy7on 低等动物 进化 无神经元 神经元 神经树突使生命对环境更全面地感知和更有效地反应 without axons with axons Figure 2.(a)Evolution of the first neurons to control ciliary locomotion from a sensory cell regulating its neighbouring cells by paracrine signals or(6)producing a cell-autonomous motor output with its cilia.(c)The evolution of long-range axonal contact of sensory cells to ciliated motor cells allowed the reduction of cells specialized in one input.This price reduction in sensing and behaviour allowed an increase in the number of senses
神经树突使生命对环境更全面地感知和更有效地反应 神经元：合作与特化红利 神经元 对单一信号就近简单反应 对多信号的长距离综合反应 无神经元 低等动物 进化
不同基因间的合作使细胞在生存中胜出 1、部分基因转移重组，2、需要特定机制：细胞、噬菌体、病毒等 叶绿体依靠海兔细胞中转入的海藻基因生存 Elysia chlorotica
Elysia chlorotica 叶绿体依靠海兔细胞中转入的海藻基因生存 1、部分基因转移重组 ，2、需要特定机制：细胞、噬菌体、病毒等 不同基因间的合作使细胞在生存中胜出