Darvina teorija par dabiskās atlases evolūciju ir nepilnīga bez antihero Lamarka ieguldījuma
Liela daļa mūsdienu bioloģijas balstās uz Čārlza Darvina evolūcijas teoriju kā dabiskās atlases procesu, kad daba izvēlas spēcīgākos un pielāgojamākos organismus reprodukcijai, populācijas pieaugumam un izdzīvošanai. Šo procesu sauc arī par adaptāciju, un adaptīvās ir tās pazīmes, kas palīdz ķermenim izdzīvot labāk nekā citiem. Mainoties un iesakņojoties jaunām organismu modifikācijām, parādās un attīstās sugas. 1850. gados, kad Darvins aprakstīja dabiskās atlases motoru, pamatā esošie molekulārie mehānismi vēl nebija zināmi. Bet pagājušā gadsimta sasniegumi ģenētikā un molekulārajā bioloģijā ir ieskicējuši mūsdienu neo-darvinistu teorijas pamatprincipus par to, kā notiek evolūcija: DNS sekvences mutē nejauši,un tie organismi, kuru DNS vislabāk pielāgojas videi, vairojas un dominē. Šīs sugas dominē, līdz sāk mainīties vides apstākļi un atkal sāk darboties evolūcijas dzinējs.
Bet, ja mēs pieņemam, ka sugu attīstībā ir nozīme arī citiem molekulārajiem mehānismiem, tad šis evolūcijas skaidrojums izrādās nepilnīgs. Darvina teorijas problēma ir tā, ka, lai arī sugām attīstās adaptīvākas īpašības (bioloģijā tos sauc par fenotipiem), nejaušu mutāciju rašanās ātrums DNS sekvencēs ir pārāk zems, lai izskaidrotu daudzas novērotās izmaiņas. Zinātnieki, kas labi zina šo problēmu, ierosina vairākus kompensējošus ģenētiskos mehānismus: gēna novirzīšanās, ja nelielā organismu grupā notiek nopietnas ģenētiskas izmaiņas, vai epistaze, kad viens gēnu komplekts nomāc otru. Un šie ir tikai divi no daudziem piemēriem.
Bet, pat ņemot vērā šos mehānismus, ģenētisko mutāciju ātrums starp sarežģītiem organismiem, piemēram, cilvēkiem, ir ievērojami zemāks nekā pazīmju izmaiņu biežums, sākot no metabolisma regulēšanas līdz slimības izturībai. Ātru dažādu pazīmju izpausmi ir grūti izskaidrot tikai ar klasiskās ģenētikas un neo-darvinistu teorijas metodēm. Citējot izcilo evolūcijas biologu Jonathanu BL Bārdu, pārfrāzējot TS Eliotu: "Ēna nokrita starp fenotipu un genotipu."
Darvina teorijas problemātiskie punkti pārsniedz evolūcijas teoriju un attiecas arī uz citām bioloģijas un biomedicīnas jomām. Piemēram, ja mūsu pazīmes nosaka iedzimtība, tad kāpēc identiskiem dvīņiem ar vienu un to pašu gēnu komplektu ir dažādas slimības? Un kāpēc tikai nelielam skaitam (bieži vien mazāk nekā 1%) cilvēku, kuri cieš no specifiskām slimībām, ir kopīgas ģenētiskās mutācijas? Ja mutāciju biežums ir nejaušs un vienāds, tad kāpēc dažu slimību īpatsvars dažu desmitgažu laikā pieauga desmit reizes? Kāpēc simtiem veidu vides piesārņojuma maina apstākļus, kad sākas slimības, bet ne slimo DNS secību? Evolūcijā un biomedicīnā noviržu no fenotipiskajām īpašībām veidošanās ātrums ir daudz lielāks nekā ģenētisko izmaiņu un mutāciju ātrums, bet kāpēc?
Dažas atbildes var atrast Žana Baptistera Lamarka idejās, kas publicētas 50 gadus pirms Dārvina darba publicēšanas. Lamarka teorija, jau sen nonākusi vēstures atkritumu tvertnē, cita starpā apgalvoja, ka "vide modificē īpašības, kuras pēc tam manto jaunās paaudzes". Lamarks bija Bezmugurkaulnieku zooloģijas profesors Parīzes Nacionālajā dabas vēstures muzejā, un 18. gadsimta beigās un 19. gadsimta sākumā viņš pētīja dažādus organismus, ieskaitot kukaiņus un tārpus. Tas bija tas, kurš zinātniskajā leksikonā ieviesa vārdus "bioloģija" un "bezmugurkaulnieki", un viņš bija arī vairāku grāmatu par bioloģiju, bezmugurkaulniekiem un evolūciju autors. Neskatoties uz izcilo zinātnisko karjeru, Lamarcku ar zaimojošajām evolūcijas idejām daudzi laikabiedri, kā arī zinātnieki noliedza nākamajiem 200 gadiem.
Sākotnēji Lamarks tika nosodīts kā reliģisks ķeceris, un mūsu laikā viņa vārds zinātnes konservatīvisma un jo īpaši Darvina neaizskaramās evolūcijas teorijas dēļ tiek atcerēts tikai kā joks. Zinātniskā ceļojuma beigās pats Lamarks mainīja savus uzskatus: pat bez apstiprinājuma no molekulārās bioloģijas lauka viņš redzēja, ka izlases veida izmaiņas nevar kļūt par pilntiesīgu viņa teorijas pierādījumu.
Jautājums ir šāds: ja ģenētiskās mutācijas ietekmē ne tikai dabiskā atlase, tad kādi ir molekulārie spēki, kas veido visu pazīmju izmaiņu kopumu, kas vajadzīgs, lai pabeigtu dabiskās atlases darbu? Viens no pavedieniem tika atrasts gandrīz gadsimtu pēc tam, kad Darvins iepazīstināja ar savu teoriju. 1953. gadā, kad Džeimss Vatsons un Fransiss Kriks atklāja DNS un dubultās spirāles noslēpumus, evolūcijas biologs Konrāds Vaidingtons no Edinburgas universitātes ziņoja, ka ārējie ķīmiskie stimuli vai temperatūras izmaiņas embrionālās attīstības laikā var izraisīt dažādu spārnu struktūras variantu parādīšanos Drosofilā. Pārmaiņas, ko zinātnieka darbības izraisīja vienas paaudzes organismos, vēlāk tika nodotas pēcnācējiem. Lai izskaidrotu šo straujo pārmaiņu mehānismu, Waddington izgudroja moderno terminu epigenetics. Jāatzīmē, ka Vadingdtons apzinājās sava atklājuma nozīmi evolūcijas teorijā, pat pirms Vatsons un Kriks secināja datus par DNS struktūru. Izmaiņas Drosofila vienas paaudzes spārnu struktūrā apstiprināja ķecerīgā Lamarka sākotnējās idejas. Izrādījās, ka vide spēj tieši ietekmēt organisma īpašības.ka vide var tieši ietekmēt organisma īpašības.ka vide var tieši ietekmēt organisma īpašības.
Reklāmas video:
Lai arī Vadingtons aprakstīja epiģenētikas vispārējo lomu, viņš nezināja vairāk par molekulārajiem elementiem un mehānismiem kā Darvins vai Lamarks. Bet, jo dziļāka molekulārā bioloģija atšifrē dzīves funkcionēšanu, jo jēgpilnāki kļūst Vadingtona un Lamarka jēdzieni. Patiešām, lielais vairums vides faktoru nevar tieši ietekmēt DNS molekulāro secību, bet tie regulē daudzus epigenētiskos mehānismus, kas kontrolē DNS funkcijas: tie izraisa vai apdzēš gēnu ekspresiju, diktē izpausmes veidus olbaltumvielu šūnās - mūsu gēnu produkts.
Mūsdienās ir precīzi definēta epigenētika - tas ir molekulāro faktoru kopums, kas nosaka, kā DNS funkcijas un kādi gēni izpaužas, neatkarīgi no pašas DNS secības. Epiģenētika ietver vairākus molekulārus procesus, kas būtiski ietekmē genoma aktivitāti, nemainot DNS secību pašos gēnos.
Viens no visizplatītākajiem šāda veida procesiem ir DNS metilēšana, kad molekulārie komponenti, kurus sauc par metilgrupām (sastāv no metāna), tiek piesaistīti DNS, kas ieslēdz un izslēdz gēnus un regulē gēnu ekspresiju. Ir pierādīts, ka tādi vides faktori kā temperatūra un emocionālais stress var mainīt DNS metilēšanas gaitu, un izmaiņas var kļūt par pastāvīgas programmas daļu un sākt mantot nākamās paaudzes. Šis process ir pazīstams kā epiģenētiskā mantošana.
Vēl viens svarīgs pēdējos gados atklātais epiģenētiskais process ir histona modifikācija. Histoni ir olbaltumvielas, kas pievienojas DNS un maina tā struktūru, un DNS, savukārt, aptin ap histoniem, piemēram, krelles uz auklas. DNS un histonu kombināciju sauc par hromatīna struktūrām, un tinumi, cilpas un virves hromatīnā ir reakcija uz vides stresu, kas var neatgriezeniski mainīt gēnu ekspresiju.
Pavisam nesen zinātnieki dokumentēja RNS metilēšanas procesu, kurā metilgrupas tiek piesaistītas palīgu molekulām, mainot gēnu ekspresiju un olbaltumvielu ražošanu nākamajās paaudzēs. Turklāt tā saucamo nekodējošo RNS, mazu RNS molekulu, kas saistās ar DNS, RNS un olbaltumvielām, darbība maina arī gēnu ekspresiju neatkarīgi no DNS secības.
Visi šie epiģenētikas mehānismi ir kritiski, un tiem ir nozīmīga loma DNS funkciju molekulārajā regulācijā. No tā izriet, ka bioloģijas normas nekad nav būvētas tikai uz ģenētiskiem vai tikai uz epiģenētiskiem procesiem. Tieši pretēji, ģenētikas un epigenetikas procesi ir savstarpēji saistīti. Viens nedarbojas bez otra.
Saskaņā ar epiģenētikas likumiem, lai izmaiņas varētu ietekmēt evolūciju, tām nākamajām paaudzēm jābūt mantotām DNS sekvenču vai gēnu mutāciju veidā. Bet epiģenētiskā mantošana nekorelē ar daudziem Mendela likumiem, kas attiecas uz klasisko ģenētiku vai neo-darvinistu evolūcijas teoriju. Saskaņā ar šiem noteikumiem DNS sekvences un gēni funkcionē atsevišķi, tāpat kā daļiņas: reprodukcijas laikā "daļiņas" no viena vecāka tiek nejauši apvienotas ar pāri no otra vecāka, kas noved pie jaunas DNS sekvences parādīšanās un jaunas iedzimtu pazīmju izpausmes.
Turpretī epiģenētiskā mantošana rodas, kad dīgļu līnija (sperma vai olšūna) pārraida epiģenētisko informāciju no vienas paaudzes uz nākamo, pat ja nav tiešu ilgtermiņa vides faktoru. Šie faktori, piemēram, vides stress, ir īpaši spēcīgi embrionālās attīstības laikā, piemēram, periodā, kad augļa reproduktīvie orgāni tiek pārveidoti par sēkliniekiem vīriešiem un olnīcām sievietēm, lai vēlāk iegūtu spermu un olšūnas. Vides faktori šajā kritiskajā brīdī var izraisīt pastāvīgas epiģenētiskas izmaiņas, veicot DNS metilēšanu, histonu modifikācijas un nekodējošu RNS pārkārtošanu.
2000. gadā mana komanda Vašingtonas universitātē saņēma pierādījumus par šo neģenētisko mantojuma veidu, un tas ir diezgan pārliecinoši. Atklājumi, kurus mana grupa publicēja žurnālā Science 2005. gadā, parādīja, ka ķīmiskās vielas vidē var veicināt noteiktu slimību pārnešanu trīs žurku paaudzēs un ārpus tām, pat bez ilgstošas iedarbības. Vēlāk, tas ir, pēdējos desmit gados, šo parādību dokumentēja daudzās dažādu sugu laboratorijās. Viens piemērs ir Grehema Burdža un viņa komandas Sauthemptonas universitātē, Lielbritānijā, ziņojums par to, kā žurku pārmērīga barošana izraisīja epiģenētiskus metabolisma traucējumus trīs nākamajās paaudzēs.
Citā darbā Sibum Sung un kolēģi Teksasas Universitātē Ostinā atklāja, ka sausums un temperatūras svārstības izraisa augu epiģenētisko evolūciju, izraisot augšanas un ziedēšanas izmaiņas paaudzēs. Saskaņā ar vairākiem pētījumiem, vides stress var veicināt epiģenētiskas izmaiņas, kas tiek nodotas nākamajām paaudzēm, un izraisīt tajās patoloģijas. Nesenais Gerlinde Metz un viņas kolēģu Lethbridge Universitātes Kanādā veiktais pētījums parādīja, ka grūsnām žurkām ieslodzot vai piespiežot peldēt, radās epiģenētiski bojājumi, kas draudēja jaundzimušajiem. Šis vispārīgais stress izraisīja epiģenētisku mantojuma ķēdi novirzēm vairāku paaudžu laikā pa stresu saņēmušajām sievietēm. Vides stresa lomu slimību epiģenētiskajā pārmantošanā vairākās paaudzēs tagad atbalsta vairāki citi pētījumi.
Epiģenētiskā mantošana vides faktoru ietekmē tiek novērota augiem, kukaiņiem, zivīm, putniem, grauzējiem, cūkām un cilvēkiem. Tāpēc tā ir ļoti noturīga parādība. Tika parādīts, ka dažādu fenotipisko iezīmju un slimību pārmantošana epiģenētiski transģenerācijas ceļā vairumā organismu notiek vismaz desmit paaudzēs, un visplašākajos pētījumos ir pētīti simtiem augu paaudžu. Piemēram, pat Karls Linnaeuss 18. gadsimtā pamanīja, ka ziedēšanu augos var izraisīt temperatūras paaugstināšanās, un vēlāk izrādījās, ka tas ir saistīts ar DNS metilācijas modifikācijām pirmajā ķēdes augā, un īpašība saglabājas simts paaudzes. Tārpos pazīmes, ko izraisa uztura izmaiņas, pārsniedz 50 paaudzes. Zīdītājiemkatra no tām, kuras dzīvo ilgāk, mēs esam atklājuši novirzes no normas, ko rada toksīnu ietekme, kas izplatās nākamajās desmit paaudzēs. Lielākā daļa šo pētījumu rāda, ka transgenerālās iezīmes turpinās, nevis deģenerējas. Pat Vadingtona eksperimentā ar mušām tas bija jautājums par 16 paaudzēm, un visām bija mainītas īpašības, kuras līdz šai dienai turpina tikt nodotas no vienas paaudzes paaudzē.kuras joprojām tiek nodotas no vienas paaudzes paaudzē līdz šai dienai.kuras joprojām tiek nodotas no vienas paaudzes paaudzē līdz šai dienai.
Vides izmaiņas burtiski maina bioloģiju, un tas lielā mērā atbilst Lamarka pieņēmumam. Pat ja iedarbība ir īslaicīga, bioloģiskās modifikācijas, kas izpaužas kā noteiktas pazīmes vai slimības, tiek pārnestas paaudzēs.
Videi ir būtiska loma evolūcijā. Darviniešu izpratnē tas nosaka, kuri indivīdi un sugas izdzīvos nepiedodamajā dabiskās atlases mašīnā. Bet liels skaits vides faktoru var arī tieši ietekmēt evolūciju un bioloģiju, tas ir, izmantojot epigenētiku: ķermeņa īpašības var mainīties temperatūras vai gaismas ietekmē vai reaģējot uz uzturvērtības parametriem, piemēram, diētu ar augstu tauku saturu vai kaloriju ierobežojumu. Fenotipiskas izmaiņas un veselību var ietekmēt dažādas ķīmiskās vielas un toksīni, kas rodas augos un vidē kopumā.
Viens piemērs, ko mēs pētījām mūsu laboratorijā, bija ķīmiskā ietekme uz pazīmju un slimības mainīgumu. Mēs pārbaudījām toksīna vinklozolīna, lauksaimniecībā visbiežāk izmantotā fungicīda, spēju ietekmēt iezīmes, izmantojot epiģenētiskas izmaiņas. Vispirms mēs ar šo fungicīdu atklājām grūsnu žurku mātīti, pēc tam mēs trīs reizes paaudzē gaidījām viņas pēcnācējus, vairs nelietojot toksīnu. Gandrīz visiem vīriešiem samazinājās spermatozoīdu skaits un dzīvotspēja, kā arī ar vecumu - neauglības gadījumi. Mēs novērojām arī vairākus citus slimības stāvokļus gan vīriešiem, gan sievietēm, trīs paaudzes atdalītas no tiešas toksīna iedarbības. Starp šiem stāvokļiem bija anomālijas sēklinieku, olnīcu, nieru, prostatas, piena dziedzeru un smadzeņu funkcijās. Atbilstošās epiģenētiskās izmaiņas spermatozoīdos rada izmaiņas DNS metilēšanā un nekodējošu RNS ekspresijā.
Mūsu pētījums parādīja, ka toksīna vinklozolīna iedarbība izraisīja seksuālo atlasi trīs paaudzes uz priekšu. Lai novērotu seksuālo atlasi vai mate izvēli, kas tiek uzskatīta par galveno evolūcijas virzītājspēku kopš Darvins iepazīstināja ar savu teoriju, citu metienu mātītēm tika dota iespēja izvēlēties starp pakļauto indivīdu vīriešu pēcnācējiem un citiem tēviņiem. Lielākajā daļā gadījumu sievietes izvēlējās tās, kurām trūka epiģenētiskas transģenerācijas izmaiņas, tas ir, vīriešiem, kuru senčus toksīns neietekmēja. Citiem vārdiem sakot, fungicīda ietekme uz visiem laikiem mainīja pēcnācēju spermas epiģenētiku, kas savukārt norāda uz seksuālās atlases pazīmju iedzimto raksturu, kas, kā jūs zināt,cenšas samazināt gēnu izplatību populācijā un tieši ietekmē evolūciju mikroevolūcijas mērogā.
Citā nesenā pētījumā mēs apskatījām evolūcijas makroevolūcijas mērogu - specifikāciju. Viens no klasiskajiem piemēriem ir Darvina žubītes Galapagu salās. Tās pašas sugas žubīšu grupa radīja sešpadsmit jaunas sugas, kuru lielums atšķīrās un kurām bija atšķirīgas citas pazīmes, piemēram, knābja uzbūve. Mūsu komanda nolēma izpētīt piecas dažādas sugas. Mēs sekojām DNS secību mutācijām no vienas sugas uz otru, bet DNS metilēšanas (epimutāciju) epiģenētisko izmaiņu skaits bija lielāks un vairāk korelēja ar filoģenētisko attālumu starp sugām (ciltsrakstu). Lai arī pašlaik lielāks uzsvars tiek likts uz neo-darviniešu ģenētiskajām koncepcijām, mūsu atklājumi liecina, ka epiģenētikai ir nozīme Darvina žubīšu specifikācijā un evolūcijā.
Atzīšana par epiģenētikas lomu evolūcijā turpina augt. Viens interesants pētījums salīdzina neandertāliešu un cilvēka DNS un skaidri parāda, ka ģenētiskās atšķirības DNS metilācijas izmaiņās ir ievērojami mazāk izteiktas nekā epiģenētiskās. Īsāk sakot, neo-Lamarckian un neo-darwinian koncepciju apvienošana vienā teorijā nodrošina daudz efektīvāku evolūcijas molekulāro bāzi.
Evolūciju ietekmē gan neo-darvinistu, gan neo-Lamarckian mehānismi, un šķiet, ka tie ir cieši saistīti. Tā kā vides epigenētika var palielināt pazīmju mainīgumu vienas populācijas ietvaros, tā paplašina dabiskās atlases iespējas, kurās adaptīvās īpašības dominē pārējās. Neo-darviniešu klasiskā evolūcija balstās uz ģenētisko mutāciju un gēnu variāciju kā primāro molekulāro mehānismu, kas rada daudzveidību. Šiem mehānismiem tiek pievienota epigenētika, kas tieši palielina pazīmju variāciju skaitu, kas palielina vides iespējas kļūt par mediatoru evolūcijas un dabiskās atlases procesā.
Kritisks papildu apsvērums mums ir epiģenētikas spēja mainīt genoma stabilitāti un tādējādi tieši izraisīt tās ģenētiskās mutācijas, kas tiek novērotas vēža bioloģijā. Šādas ģenētiskas mutācijas ietver kopiju skaita variācijas (īsas DNS secības atkārtojumu skaits) un punktu mutācijas (atsevišķu nukleotīdu izmaiņas ārpus DNS sekvences) nākamajās paaudzēs. Ir zināms, ka gandrīz visās ģenētiskajās mutācijās ir epiģenētiski prekursori - izmaiņas, kas palielina uzņēmību pret mutācijām. Mēs novērojām, kā tieša vides ietekme pirmajā paaudzē neizraisīja ģenētiskas mutācijas, bet izraisīja epiģenētiskas izmaiņas, un nākamajās paaudzēs tika konstatēts ģenētisko mutāciju skaita pieaugums. Tā kā epigenētika ir saistīta ar abu pazīmju mainīgumu,tātad arī ar mutācijām tas paātrina evolūcijas dzinēju, ko tikai ar darviniešu mehānismiem nevar izdarīt.
Daudzi skeptiski vērtē vienotu evolūcijas teoriju, īpaši ņemot vērā ģenētiskā determinisma paradigmu, kas vairāk nekā 100 gadus ir ietekmējusi bioloģiskās disciplīnas. Ģenētiskais determinisms uzskata DNS par galveno bioloģijas sastāvdaļu, bet DNS secību - par galīgo kontroli molekulārajā līmenī.
Droši vien ģenētiskā determinisma maģiskā figūra bija cilvēka genoma sekvencēšana, kuras mērķis bija sniegt pārliecinošus pierādījumus par gēna primitāti. Saskaņā ar prognozēm genoma mēroga pētījumos bija paredzēts identificēt normālu un patoloģisku dzīves parādību bioloģiskos marķierus un uzsvērt slimību priekšnoteikumus. Bet pēc secības noteikšanas galvenā ģenētiskā determinisma hipotēze - apgalvojums, ka lielāko daļu cilvēka bioloģijas un slimību var interpretēt caur ģenētikas prizmu - nav apstiprinājusies.
Ģenētiku ir pētījušas daudzas zinātnieku paaudzes un sabiedrība, taču tikai nedaudzi ir pievērsušies salīdzinoši jaunajai epigenētikas zinātnei: praksē epigenētikas iekļaušana bioloģijas un evolūcijas molekulāro elementu izpētē ir bijusi pretstatīta. Gan Vatsons, kurš spēlēja lomu DNS struktūras atklāšanā, gan Fransiss Kolinss, kura darbs DNS genoma sekvencē bija nozīmīgs, sākotnēji apšaubīja epiģenētiskā faktora nozīmi, taču šodien abi ir labvēlīgāki. Fransiss Kolinss tagad ir ASV Nacionālo veselības institūtu vadītājs. Tomēr nav pārsteidzoši, ka pēc 100 gadus ilga ģenētiskā determinisma daudzi pretojas paradigmas izmaiņām.
Mēnesi pēc tam, kad es biju izvirzījis vienotu evolūcijas teoriju, un tā tika publicēta žurnālā Genoma Biology and Evolution 2015. gadā, Deivids Penijs no Jaunzēlandes Massey Universitātes ierosināja, ka epigenetika ir vienkārši ģenētiska sastāvdaļa iedzimtām īpašībām. Citās jaunākajās publikācijās, piemēram, Austrālijas La Trobe universitātes Emmas Whitelavas rakstā, ir apstrīdēts Lamarckian epigenetic mantojuma jēdziens zīdītājiem.
Neskatoties uz iebildumiem, esmu pārliecināts, ka mēs esam sasnieguši punktu, kurā drīz notiek paradigmas maiņa. Atzīšana, ka epiģenētikai ir bijusi loma evolūcijā, neatspēko ģenētikas nozīmi. Ikviens, kurš ņem vērā neo-Lamarckian idejas, nepavisam neapšauba klasisko neo-darvinistu teoriju. Atzītās mācības ir svarīgas un precīzas, taču tās ir plašāka, sīkāka materiāla daļas, kas paplašina mūsu izpratni, integrējot visus mūsu novērojumus vienotā veselumā. Vienotā teorija parāda, kā vide vienlaikus ietekmē fenotipisko daudzveidību un vienkāršo dabisko atlasi, kā parādīts iepriekš redzamajā diagrammā.
Arvien vairāk evolūcijas biologu izrāda pieaugošu interesi par epigenetikas lomu, jau ir izveidoti vairāki matemātiski modeļi, kas ģenētiku un epigenētiku apvieno vienā sistēmā, un šis darbs ir atmaksājies ar interesi. Epigenetikas aplūkošana kā papildinošs molekulārais mehānisms palīdz izprast tādas parādības kā gēnu novirze, ģenētiskā asimilācija (kad pazīme, kas izstrādāta, reaģējot uz vides apstākļiem, galu galā tiek kodēta gēnos) un pat neitrālas evolūcijas teorija, saskaņā ar kuru notiek visvairāk izmaiņu. nevis atbildot uz dabisko atlasi, bet gan nejauši. Ieviešot paplašinātu molekulāro mehānismu novērošanai, ko veic biologi, jaunie modeļi rada dziļāku, smalkāku un precīzāku vispārējās evolūcijas scenāriju.
Kopumā šie dati liek mums pārdomāt veco standartu - ģenētisko determinismu, meklējot nepilnības. Tomass Kuhns 1962. gadā ierosināja, ka tad, kad pašreizējā paradigmā rodas anomālijas, jāpievērš uzmanība jaunām zināšanām: šādi dzimst zinātniskā revolūcija.
Vienotai evolūcijas teorijai vajadzētu apvienot neo-darviniešu un neo-Lamarckijas aspektus, lai paplašinātu mūsu izpratni par to, kā vide ietekmē evolūcijas procesu. Darvina dēļ nevar atcelt Lamarka ieguldījumu pirms vairāk nekā 200 gadiem. Gluži pretēji, tas ir jāņem vērā, lai izveidotu pārliecinošāku un visaptverošāku teoriju. Tāpat ģenētiku un epigenētiku nevar uzskatīt par konfliktējošām jomām, gluži pretēji, tās jāapvieno, lai iegūtu plašāku molekulāro faktoru klāstu un ar viņu palīdzību izskaidrotu to, kas vada mūsu dzīvi.