Heterokronier peramorfose og pedomorfose (med eksempler)



den heterochronies de er et sett av morfologiske forandringer - avgjørende for makroevolusjon - som oppstår ved modifikasjoner eller justeringer i utviklingshastighet og kronologi. De er klassifisert i to store familier: pedomorfosis og peramorfose.

Den første, pedomorfose, refererer til opprettholdelsen av ungdomsaspektet av voksen, hvis vi sammenligner dem med forgjengernes art. I kontrast, i peramorphosis (også kjent som rekapitulasjon) voksne presentere overdrevne egenskaper i nedadgående arter.

Hver av disse heterokroniske familier har tre mekanismer som forklarer eksistensen av de nevnte mønstrene. For pedomorphosis er progenese, neoteny og post-displacement, mens mekanismer peramorphosis er hypermorfose, akselerasjon og pre-forskyvning.

For tiden er forståelsen av forholdet mellom utviklingsmønstre og evolusjon et av de mest ambisiøse målene for biologer, og derfor blir disiplinen "evo-devo" født. Heterokronier er et nøkkelbegrep i denne grenen.

index

  • 1 Hva er heterochroner?
  • 2 På hvilket nivå oppstår heterochroner??
  • 3 Hvordan studerer du?
  • 4 ontogenetiske prosesser som påvirker veksthastigheten
    • 4.1 Pedormofose
    • 4.2 Peramorfose
  • 5 eksempler
    • 5.1 Heterokronier i utviklingen av Drosophila
    • 5.2 Salamanders
    • 5.3 mennesker
  • 6 Referanser

Hva er heterochroner?

Tradisjonelt snakker vi vanligvis om to nivåer av endringer i evolusjonær biologi, mikroevolusjon og makroevolusjon. Den første er mye studert og søker å forstå endringene som forekommer i allelfrekvenser i medlemmene av en befolkning.

I motsetning til, ifølge type forandring, makroevolusjon, innebærer det akkumulering av mikroevolusjonære forandringer som fører til diversifisering. Den berømte paleontologen og evolusjonærbiologen S. J. Gould peker på to hovedveier der makroevolusjonær forandring kan forekomme: innovasjon og heterokronier.

Heterokronier er alt det sett av variasjoner som oppstår under den ontogenetiske utviklingen av et individ, når det gjelder tidspunktet for utseendet på et tegn eller i formasjonsgraden. Denne ontogenetiske forandringen har fylogenetiske konsekvenser.

I lys av evolusjonær biologi, tjener heterochrony å forklare et bredt spekter av fenomener og funksjoner som et konsept som forener en modell for å forklare mangfold med fenomen relatert til utvikling.

I dag har konseptet fått mye popularitet, og forskere bruker det på forskjellige nivåer - det inkluderer ikke lenger eksklusivt morfologi - inkludert cellulære og molekylære nivåer.

På hvilket nivå oppstår heterochroner??

Sammenligningen som er etablert i heterochronene, er laget etter etterkommerne sammenlignet med sine forfedre. Med andre ord sammenlignes etterkommerne til en gruppe med den eksterne gruppen. Dette fenomenet kan forekomme på forskjellige nivåer - det være seg populasjon eller arter.

For eksempel er vi oppmerksomme på at i våre befolkninger ikke alle utviklingsfenomener opptrer samtidig for alle individer: alderen av å bytte tenner er ikke homogen i befolkningen, og det er heller ikke alderen på den første menstruasjonen i jenter.

En nøkkelfaktor er tidsrammen som brukes i studien. Det anbefales at det er en tidsbegrenset studie av en nært beslektet gruppe.

Omvendt vil sammenligninger på høyere nivåer (phyla, for eksempel) ved hjelp av omtrentlig prøvetaking av tidsperioder, understreke og avsløre tegnsatte mønstre av forskjeller som ikke kan brukes til å avlede prosesser.

Hvordan studerer du?

Den enkleste og raskeste måten å fastslå potensielle evolusjonære hendelser som kan forklares av heterochronies, er gjennom observasjon og analyse av fossilregistreringen. Ideen i denne prosedyren er å gjenkjenne endringene som har skjedd med hensyn til størrelse og alder.

Fra paleontologers synspunkt er heterokroner viktige prosesser for å forstå utviklingen av en bestemt gruppe og kunne spore de fylogenetiske relasjonene mellom dem.

Ontogenetiske prosesser som påvirker vekstraten

Pedormofosis

Pedomorphosis oppstår når voksne former viser egenskaper eller karakteristika som er typiske for ungdyr.

Det er tre hendelser som kan føre til pedomorphosis. Den første er progenese, hvor tiden for formasjon av egenskapen er forkortet, vanligvis forårsaket av forskudd i seksuell modenhet.

Neoteonia, derimot, reduserer utviklingshastigheten i ontogenetisk utvikling. Derfor opprettholdes juvenile egenskaper i voksen. Endelig innebærer post-forskyvning utviklingen av et trekk som starter med forsinkelse.

Peramorfosis

Peramorfose er en overdrivelse eller forlengelse av en bestemt morfologi til den voksne personen, sammenlignet med sin forfader.

Som i pedomorphosis kan peramorfose forklares av tre hendelser. Hypermorfose dekker en forsinkelse i modningsalderen, derfor vokser kroppen til det kommer til modenhet. Denne prosessen representerer en forlengelse av den ontogenetiske prosessen.

Akselerasjon refererer til økningen i valutakurser. I motsetning til det forrige tilfellet, i akselerasjon er alderen på seksuell modenhet den samme for forfedre og etterkommere. Endelig refererer pre-forskyvning til den tidligste utbruddet av et trekks utseende.

Hos vertebrater synes peramorfose å være mer en teoretisk modell enn en hendelse som oppstår i realiteten. Det er knappe data og i meget spesifikke tilfeller av prosessen.

eksempler

Heterokroni i utviklingen av Drosophila

Heterokronier kan også studeres på molekylivå, og det finnes forskjellige metoder for å utføre disse undersøkelsene.

For eksempel forsøkte Kim et al. (2000) å forstå heterochroniene i tidlig utvikling av forskjellige arter av Drosophila - kjent som fruktfly.

Resultatene tyder på at i de tre artene som ble vurdert (D. melanogaster, D. simulans, og D. pseudoobscura) Det er en midlertidig forskyvning av den ontogenetiske banen i de tidlige utviklingsstadiene. D. simulans viste tidligere uttrykksmønstre, etterfulgt av D. melanogaster og slutter med og D. pseudoobscura.

De tidsmessige skalaene der uttrykket av gener mellom artene varierte var mindre enn en halv time. Forfatterne spekulerer på at det er interaksjoner av epigenetisk type mellom ekspresjonen av genene som studeres og synkroniseringen av cellesyklusen som fører til de morfologiske forskjellene som eksisterer mellom artene.

salaman

Salamanders er det klassiske eksempelet på neoteny, spesielt arten Ambystoma mexicanum. De voksne formene av denne arten viser sine karakteristiske gjenger, typisk for juvenile stadier.

menneskelig

Det er spekulert at morfologien til mennesker er produktet av et tilfelle av neoteny. Hvis vi sammenligner strukturen til hodeskallen vår, vil vi for eksempel finne flere likheter med en juvenil form av vår forfedre enn hos de voksne variasjonene.

referanser

  1. Goswami, A., Foley, L., & Weisbecker, V. (2013). Mønstre og implikasjoner av omfattende heterochrony i karnivoransk kranial suturlukking. Journal of evolutionary biology, 26(6), 1294-1306.
  2. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrerte prinsipper for zoologi. McGraw-Hill.
  3. Kardong, K. V. (2006). Vertebrater: komparativ anatomi, funksjon, evolusjon. McGraw-Hill.
  4. Kim, J., Kerr, J. Q., & Min, G. S. (2000). Molekylær heterochrony i tidlig utvikling av Drosophila. Prosedyrene ved det nasjonale vitenskapsakademiet, 97(1), 212-216.
  5. Smith, K. K. (2003). Tidens pil: heterochrony og utviklingen av utviklingen. International Journal of Development Biology, 47(7-8), 613-621.