A theory of the evolutionary role of hereditary tumors (carcino-evo-devo): the history and the current state. Part 4. A general theory of increasing biological complexity in progressive evolution

封面

如何引用文章

全文:

详细

New chapters of carcino-evo-devo theory are devoted to tumor participation in biological computational processes; the principle of increase in biological complexity; and the formula of complexity growth in progressive evolution based on carcino-evo-devo diagrams. The conclusion is made that new chapters establish the basis of a more general theory — the theory of the increase in complexity, the special part of which is the carcino-evo-devo theory.

全文:

受限制的访问

作者简介

A. Kozlov

Vavilov Institute of General Genetics, Russian Academy of Sciences; Biomedical Center; Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

编辑信件的主要联系方式.
Email: contact@biomed.spb.ru
俄罗斯联邦, Moscow; St. Petersburg; St. Petersburg

参考

  1. Козлов А.П. Регуляторные механизмы как выражение и результат эволюции конкурентных отношений между генами. Соленостные адаптации водных организмов. Л.: Наука, 1976. С. 237–245.
  2. Козлов А.П. Принципы многоуровневого развития организмов. Проблемы анализа биологических систем. М.: МГУ, 1983. С. 48–62.
  3. Козлов А.П. Теория эволюционной роли опухолей, carcino-evo-devo. М.: Акварель, 2023. 72 с.
  4. Козлов А. П. Теория эволюционной роли наследуемых опухолей (carcino-evo-devo): история развития и современное состояние. Часть 3. Современное состояние теории carcino-evo-devo и ее взаимоотношения с другими биологическими науками // Успехи соврем. биол. 2024. Т. 144 (4). С. 374–401.
  5. Ламарк Ж.Б. Философия зоологии. М., Л.: Гос. изд-во биол. и мед. литературы, 1935. 292 с.
  6. Capp J.P. Stochastic gene expression is the driving force of cancer // BioEssays. 2011. V. 33 (10). P. 781–782.
  7. Capp J.P. Tissue disruption increases stochastic gene expression thus producing tumors: cancer initiation without driver mutation // Int. J. Cancer. 2017. V. 140. P. 2408–2413.
  8. Davidson E.H. The regulatory genome. USA, UK: Academic Press/Elsevier, 2006. 304 p.
  9. Felts S.J., Tang X., Willett B. et al. Stochastic changes in gene expression promote chaotic dysregulation of homeostasis in clonal breast tumors // Commun. Biol. 2019. V. 2. P. 206.
  10. Kozlov A.P. Evolution of living organisms as a multilevel process // J. Theor. Biol. 1979. V. 81 (1). P. 1–17.
  11. Kozlov A.P. Gene competition and the possible evolutionary role of tumors // Med. Hypotheses. 1996. V. 46 (2). P. 81–84.
  12. Kozlov A.P. The possible evolutionary role of tumors in the origin of new cell types // Med. Hypotheses. 2010. V. 74. P. 177–185.
  13. Kozlov A.P. Evolution by tumor neofunctionalization: the role of tumors in the origin of new cell types, tissues and organs. 1st ed. Amsterdam, Boston, Heidelberg, London, New York, Oxford, Paris, San Diego, San Francisco, Singapore, Sydney, Tokyo: Academic Press/Elsevier, 2014. 248 p.
  14. Kozlov A.P. Expression of evolutionarily novel genes in tumors // Infect. Agent Cancer. 2016. V. 11 (34).
  15. Kozlov A.P. The role of heritable tumors in evolution of development: a new theory of carcino-evo-devo // Acta Naturae. 2019. V. 11 (4). P. 65–72.
  16. Kozlov A.P. Mammalian tumor-like organs. 1. The role of tumor-like normal organs and atypical tumor organs in the evolution of development (carcino-evo-devo) // Infect. Agent. Cancer. 2022a. V. 17 (1). Art. 2.
  17. Kozlov A.P. Mammalian tumor-like organs. 2. Mammalian adipose has many tumor features and obesity is a tumor-like process // Infect. Agent. Cancer. 2022b. V. 17 (1). Art. 15.
  18. Kozlov A.P. Biological computation and compatibility search in the possibility space as the mechanism of complexity increase during progressive evolution // Evol. Bioinf. 2022c. V. 18. P. 1–5.
  19. Kozlov A.P. The theory of carcino-evo-devo and its non-trivial predictions // Genes. 2022d. V. 13 (1). P. 2347.
  20. Kozlov A.P. Carcino-evo-devo, a theory of the evolutionary role of hereditary tumors // Int. J. Mol. Sci. 2023a. V. 24 (10). P. 8611.
  21. Kozlov A.P. Diagrams describing the evolution of gene expression, the emergence of novel cell types during evolution, and evo-devo // Gene Expression. 2023b. V. 22 (3). P. 262–269.
  22. Kozlov A.P. Structural complexity growth as a fundamental law of nature. Multilevel increase in complexity, frozen accidents, and transitory forms in macroevolution // Paleontol. J. 2024. V. 58 (12). P. 1438–1448.
  23. Lamarck J.B. Philosophie Zoologique. Paris: Dentu, 1809. 718 p.
  24. Makashov A.A., Malov S.V., Kozlov A.P. Oncogenes, tumor suppressor and differentiation genes represent the oldest human gene classes and evolve concurrently // Sci. Reports. 2019. V. 9. P. 16410.
  25. Markov A.V., Anisimov V.A., Korotayev A.V. Relationship between genome size and organismal complexity in the lineage leading from prokaryotes to mammals // Paleontol. J. 2010. V. 44 (4). P. 363–373.
  26. Marquard S., Pavlopoulou A., Takan I. et al. A system-based key innovation-driven approach infers co-option of jaw developmental programs during cancer progression // Front. Cell Dev. Biol. 2021. V. 9. P. 682619. https://doi.org/110.3389/fcell.2021.682619
  27. Matyunina E.A., Emelyanov A.V., Kurbatova T.V. et al. Evolutionarily novel genes are expressed in transgenic fish tumors and their orthologs are involved in development of progressive traits in humans // Infect. Agent. Cancer. 2019. V. 14 (46).
  28. Ohno S. Evolution by gene duplication. N. Y.: Springer-Verlag, 1970. 150 p.
  29. Popper K.R. A world of propensities: two new views of causality. Bristol, UK: Thoemmes Antiquarian Books Ltd., 1990. P. 24–329.
  30. Raj A., van Oudenaarden A. Stochastic gene expression and its consequences // Cell. 2008. V. 135. P. 216–226.
  31. Russo G., Tramontano A., Iodice I. et al. Epigenome chaos: stochastic and deterministic DNA methylation events drive cancer evolution // Cancers (Basel). 2021. V. 13 (8). P. 1800.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Carcino-evo-devo diagrams showing the coevolution of individual and neoplastic development (a) and four successive steps of progressive evolution with the intermediate form Carcino (b). (a) Main diagram. Devo — normal ontogeneses; Carcino — ontogeneses with heritable tumors; Evo — progressive evolution of ontogeneses. (b) Main diagram, expanded in evolutionary time. Devo 1 — ancestral organism; Devo 2, Devo 3, Devo 4, and Devo 5 — ontogeneses with evolutionarily new progressive features; Carcino 1, Carcino 2, Carcino 3, and Carcino 4 — transitional forms — tumor-bearing organisms; Evo 1, Evo 2, Evo 3, and Evo 4 — successive stages of progressive evolution. Arrows indicate participation in the corresponding processes or essential connections. Curved arrows indicate the ability to reproduce.

下载 (16KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Carcino-evo-devo diagram describing tumor-like organs and atypical tumor organs (according to: Kozlov, 2022a, with changes). devo — normal ontogenesis; cancer — ontogenesis with inherited tumors; evo — progressive evolution of development; devo’ — tumor-like organs; carcino’ — atypical tumor organs.

下载 (4KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Formula (I) of multi-level stepwise increase in structural and functional complexity of multicellular organisms in progressive evolution (according to: Kozlov, 2023b, with changes).

下载 (28KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Formula (II) of multi-level stepwise increase in structural and functional complexity of multicellular organisms in progressive evolution.

下载 (23KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».