Konvergent evolusjon i hva den består av og eksempler



den konvergent evolusjon er fremveksten av fenotypiske likheter i to eller flere linjer, uavhengig. Vanligvis observeres dette mønsteret når de involverte gruppene blir utsatt for lignende miljøer, mikromiljøer eller livsstil som gir tilsvarende selektive trykk..

Dermed øker de fysiologiske eller morfologiske egenskapene i den økologiske biologisk tilnærming (fitness) og konkurranseevnen under disse forholdene. Når konvergensen skjer i et bestemt miljø, kan det antydes at denne funksjonen er av typen adaptive. Imidlertid er det behov for ytterligere studier for å verifisere funksjonaliteten til egenskapen, gjennom bevis for å understøtte at den i virkeligheten øker fitness av befolkningen.

Blant de mest bemerkelsesverdige eksemplene på konvergent evolusjon kan vi nevne flyet i vertebrater, øyet i vertebrater og hvirvelløse dyr, fusiform former i fisk og akvatiske pattedyr, blant andre..

index

  • 1 Hva er konvergent evolusjon??
    • 1.1 Generelle definisjoner
    • 1.2 Foreslåtte mekanismer
    • 1.3 Evolusjonære implikasjoner
  • 2 Evolusjonær konvergens versus parallellisme
  • 3 Konvergens versus divergens
  • 4 På hvilket nivå oppstår konvergens??
    • 4.1 Endringer som involverer de samme gener
  • 5 eksempler
    • 5.1 Flytur i vertebrater
    • 5.2 Aye-aye og gnagere
  • 6 Referanser

Hva er den konvergente utviklingen??

Tenk deg at vi kjenner to personer som fysisk ser veldig ut som hverandre. Begge har samme høyde, øyenfarge og lignende hår. Hans egenskaper er også like. Vi antar sannsynligvis at de to er brødre, fetter eller kanskje fjernt slektninger.

Til tross for dette ville det ikke være en overraskelse å høre at det ikke er et nært forhold mellom folket i vårt eksempel. Det samme skjer, i stor skala, i evolusjon: Noen ganger deler lignende former ikke en nyere felles forfader.

Det er, gjennom evolusjon, trekk som er like i to eller flere grupper, kan kjøpes i en uavhengig.

Generelle definisjoner

Biologer bruker to generelle definisjoner for evolusjonell konvergens eller konvergens. Begge definisjonene krever at to eller flere linjer utvikler tegn som ligner på hverandre. Definisjonen integrerer vanligvis begrepet "evolusjonær uavhengighet", selv om det er implisitt.

Imidlertid er forskjellene forskjellige i den spesifikke evolusjonære prosessen eller mekanismen som kreves for å oppnå mønsteret.

Noen definisjoner av konvergens som mangler mekanisme er følgende: "Uavhengig evolusjon av lignende egenskaper fra en stammefigur" eller "Evolusjon av lignende egenskaper i uavhengige evolusjonære linjer".

Foreslåtte mekanismer

I motsetning til dette, foretrekker andre forfattere å integrere en mekanisme i begrepet samvikling, for å forklare mønsteret.

For eksempel "den uavhengige utviklingen av lignende egenskaper i fjernt relaterte organismer på grunn av fremveksten av tilpasninger til lignende miljøer eller livsformer".

Begge definisjonene er mye brukt i vitenskapelige artikler og i litteratur. Den avgjørende ideen bak evolusjonell konvergens er å forstå at den felles forfederen til de involverte linjene hadde en innledende tilstand annerledes.

Evolusjonære implikasjoner

Etter definisjonen av konvergens som inkluderer en mekanisme (nevnt i forrige avsnitt), forklarer den likheten av fenotypene takket være likheten til det selektive trykket som taxa opplever..

Under evolusjonens lys tolkes dette i form av tilpasninger. Det vil si at funksjonene som er oppnådd takket være konvergens, er tilpasninger for mediet, siden det på en eller annen måte vil øke dens fitness.

Imidlertid er det tilfeller der evolusjonell konvergens oppstår og egenskapen ikke er adaptiv. Det vil si at linjene involvert ikke er under det samme selektive trykket.

Evolusjonær konvergens versus parallellisme

I litteratur er det vanlig å finne et skille mellom konvergens og parallellisme. Noen forfattere bruker den evolusjonære avstanden mellom gruppene som skal sammenlignes for å skille de to konseptene.

Den gjentatte evolusjon av et trekk i to eller flere grupper av organismer betraktes som en parallellitet hvis lignende fenotyper utvikler seg i beslektede linjer, mens konvergens involverer utviklingen av lignende egenskaper i separate eller relativt fjerne stammer.

En annen definisjon av konvergens og parallellitet søker å skille dem i forhold til utviklingsbanene involvert i strukturen. I denne sammenheng produserer den konvergente evolusjonen lignende egenskaper ved forskjellige utviklingsruter, mens parallell evolusjon gjør det på lignende måter.

Differansen mellom parallell og konvergent evolusjon kan imidlertid være kontroversiell og blir enda mer komplisert når vi går ned til identifikasjonen av molekylære baser av det aktuelle trekket. Til tross for disse vanskelighetene er de evolusjonære implikasjonene knyttet til begge konseptene betydelige.

Konvergens versus divergens

Selv om utvalg favoriserer lignende fenotyper i lignende miljøer, er det ikke et fenomen som kan brukes i alle tilfeller.

Likhetene, ut fra form og morfologi, kan føre til at organismer konkurrerer med hverandre. Som en konsekvens favoriserer utvalg forskjellen mellom arter som sameksisterer lokalt, og skaper en spenning mellom graden av konvergens og divergens som forventes for et bestemt habitat..

Personer som er nært og har en betydelig overlapping av nisjen, er de sterkeste konkurrentene - basert på deres fenotypiske likhet, noe som fører dem til å utnytte ressurser på en lignende måte.

I disse tilfellene kan det divergerende utvalget føre til et fenomen som kalles adaptiv stråling, hvor en avledning gir opphav til forskjellige arter med stor mangfold av økologiske roller på kort tid. Betingelsene som favoriserer adaptiv stråling, omfatter blant annet miljømessig heterogenitet, fravær av rovdyr.

Adaptive strålinger og konvergent evolusjon betraktes som to sider av den samme "evolusjonære valutaen".

På hvilket nivå forekommer konvergens??

Forstå forskjellen mellom evolusjonær konvergens og parallellisme, et svært interessant spørsmål oppstår: Når naturlig utvalg favoriserer utviklingen av lignende egenskaper, forekommer det under de samme gener, eller kan de involvere forskjellige gener og mutasjoner som resulterer i lignende fenotyper??

Ifølge bevisene som er generert så langt, synes svaret på begge spørsmålene å være ja. Det er studier som støtter begge argumentene.

Selv om det til nå ikke er noe konkret svar på hvorfor noen gener blir "gjenbruk" i evolusjonær evolusjon, er det empiriske bevis som søker å belyse problemet.

Endringer som involverer de samme gener

For eksempel har det blitt vist at den gjentatte utviklingen av blomstringstider i planter, motstand mot insektmidler i insekter og pigmentering hos vertebrater og vertebrater har skjedd gjennom endringer som involverer de samme gener.

For visse egenskaper kan imidlertid bare et lite antall gener endre egenskapen. Ta sjansen til syn: endringer i fargesynet må nødvendigvis forekomme i endringer relatert til opsingener.

I motsetning, i andre egenskaper er de gener som styrer dem flere tallrike. På tidspunktet for blomstring av plantene involvert rundt 80 gener, men bare endringer har vist seg gjennom evolusjonen i noen få.

eksempler

I år 1997 spurte Moore og Willmer seg hvor vanlig fenomenet konvergens er.

For disse forfatterne er dette spørsmålet ubesvart. De hevder at ifølge de eksempler som er beskrevet hittil, er det relativt høye nivåer av konvergens. Imidlertid foreslår de at det fortsatt er en betydelig undervurdering av evolusjonell konvergens i organiske vesener.

I utviklingsbøkene finner vi et dusin klassiske eksempler på konvergens. Hvis leseren ønsker å utvide sin kunnskap om emnet, kan han konsultere McGhee's bok (2011), hvor han vil finne mange eksempler i ulike grupper av livets tre.

Flyet i vertebrater

I organiske vesener er et av de mest slående eksemplene på evolusjonell konvergens utseendet på fly i tre vertebrate linjer: fugler, flaggermus og de allerede utdøde pterodaktylene.

Faktisk går konvergensen i gruppene av nåværende flytevertebrater utover å ha endret frontdeler i strukturer som tillater flytur.

En rekke fysiologiske og anatomiske tilpasninger deles mellom begge grupper, som karakteristisk for å ha kortere tarmer som formodentlig reduserer individets masse under flyturen, noe som gjør den billigere og mer affektiv.

Enda overraskende har forskjellige forskere funnet evolusjonelle konvergenser i flaggermus- og fuglekonsernene på familienivå.

Bats av familien Molossidae er for eksempel lik familiemedlemmer Hirundinidae (svelger og allierte) hos fugler. Begge gruppene kjennetegnes av en rask flytur, i høye høyder, med tilsvarende vinger.

Tilsvarende konvergerer medlemmer av Nycteridae-familien i flere aspekter med passerinefugler (Passeriformes). Begge flyger med lave hastigheter, og har evnen til å manøvrere i vegetasjonen.

Aye-aye og gnagere

Et fremtredende eksempel på evolusjonell konvergens er funnet når man analyserer to grupper av pattedyr: aye-ayer og ekorn.

I dag er aye-aye (Daubentonia madagascariensis) er klassifisert som en lemuriform primat endemisk til Madagaskar. Dens uvanlige kosthold består i utgangspunktet av insekter.

Således har aye-aye tilpasninger som har vært relatert til sine trofiske vaner, som akutt hørsel, forlengelse av langfinger og proteser med økende snitt..

Når det gjelder tanndannelse, det ligner på flere måter en gnagere. Ikke bare i fremspringene, de deler også en spesielt tannformel.

Utseendet mellom begge taxa er så slående at de første taksonomene klassifiserte aye-aye sammen med de andre ekornene i slekten Sciurus.

referanser

  1. Doolittle, R. F. (1994). Konvergent evolusjon: behovet for å være eksplisitt. Trender i biokjemiske fag, 19(1), 15-18.
  2. Greenberg, G., & Haraway, M. M. (1998). Komparativ psykologi: En håndbok. Routledge.
  3. Kliman, R. M. (2016). Encyclopedia of Evolutionary Biology. Academic Press.
  4. Losos, J. B. (2013). Princeton guide til evolusjon. Princeton University Press.
  5. McGhee, G. R. (2011). Konvergent evolusjon: begrensede former vakreste. MIT Press.
  6. Morris, P., Cobb, S., & Cox, P. G. (2018). Konvergent utvikling i Euarchontoglires. Biologi bokstaver, 14(8), 20180366.
  7. Rice, S.A. (2009). Encyclopedia of evolution. Infobase Publishing.
  8. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Biologi: konsepter og applikasjoner uten fysiologi. Cengage Learning.
  9. Stayton C. T. (2015). Hva betyr konvergent evolusjon? Tolkningen av konvergens og dens implikasjoner i søket etter evolusjonens grenser. Grensesnittfokus, 5(6), 20150039.
  10. Wake, D. B., Wake, M. H., & Specht, C. D. (2011). Homoplasi: fra å oppdage mønster for å bestemme prosess og evolusjonsmekanisme. vitenskap, 331(6020), 1032-1035.