Convergent-evoluutio siinä, mitä se koostuu ja esimerkkejä



lähentyvä kehitys on fenotyyppisten yhtäläisyyksien syntyminen kahdessa tai useammassa linjassa itsenäisesti. Yleensä tämä kuvio havaitaan, kun mukana olevat ryhmät altistuvat samanlaisille ympäristöille, mikroympäristöille tai elämäntavoille, jotka johtavat vastaaviin valikoiviin paineisiin..

Näin ollen kyseiset fysiologiset tai morfologiset ominaisuudet lisäävät biologista riittävyyttä (kunto) ja kilpailukyky näissä olosuhteissa. Kun lähentyminen tapahtuu tietyssä ympäristössä, voidaan intuitioida, että tämä ominaisuus on tyyppiä mukautuva. Tarvitaan kuitenkin lisätutkimuksia ominaisuuden toimivuuden varmistamiseksi todisteiden avulla, jotka tukevat sitä, että se itse asiassa lisää kunto väestöstä.

Huomattavimpia esimerkkejä lähentyvästä kehityksestä voidaan mainita lento selkärankaisilla, silmällä selkärankaisilla ja selkärangattomilla, muun muassa kalojen ja vesieliöiden fusiformit..

indeksi

  • 1 Mikä on lähentyvä kehitys??
    • 1.1 Yleiset määritelmät
    • 1.2 Ehdotetut mekanismit
    • 1.3 Kehitysvaikutukset
  • 2 Evolutionaarinen lähentyminen suhteessa rinnakkaisuuteen
  • 3 Lähentyminen ja ero
  • 4 Millä tasolla konvergenssi tapahtuu??
    • 4.1 Samoja geenejä koskevat muutokset
  • 5 Esimerkkejä
    • 5.1 Lento selkärankaisilla
    • 5.2 Vaahtava ja jyrsijät
  • 6 Viitteet

Mikä on lähentyvä kehitys??

Kuvittele, että tiedämme kaksi ihmistä, jotka fyysisesti näyttävät paljon toisistaan. Molemmilla on sama korkeus, silmien väri ja vastaavat hiukset. Hänen ominaisuudet ovat samankaltaisia. Oletamme oletettavasti, että nämä kaksi ihmistä ovat veljiä, serkkuja tai ehkä kaukaisia ​​sukulaisia.

Tästä huolimatta ei olisi yllätys, kun saamme selville, että esimerkissämme ei ole läheisiä sukulaisuussuhteita. Sama tapahtuu suuressa mittakaavassa evoluutiossa: joskus samanlaiset muodot eivät jaa uudempaa yhteistä esi-isää.

Toisin sanoen, koko evoluutiossa voidaan tunnusmerkkejä, jotka ovat samanlaisia ​​kahdessa tai useammassa ryhmässä, hankkia a itsenäinen.

Yleiset määritelmät

Biologit käyttävät kahta yleistä määritelmää evolutionaariselle lähentymiselle tai lähentymiselle. Molemmat määritelmät edellyttävät, että kaksi tai useampia linjoja kehittyvät samanlaisia ​​merkkejä. Määritelmä integroi tavallisesti ilmauksen "evoluutio-riippumattomuus", vaikka se olisi implisiittinen.

Määritelmät eroavat kuitenkin erityisestä evoluutioprosessista tai mekanismista, jota tarvitaan kuvion saamiseksi.

Jotkin konvergenssin määritelmät, joilla ei ole mekanismia, ovat seuraavat: "samanlaisten ominaisuuksien itsenäinen kehittyminen esivanhempaisesta ominaisuudesta" tai "samankaltaisten ominaisuuksien kehittyminen riippumattomissa evoluution linjoissa".

Ehdotetut mekanismit

Sitä vastoin muut tekijät mieluummin sisällyttävät mekanismin koevolutionin käsitteeseen kuvion selittämiseksi.

Esimerkiksi "samankaltaisten ominaisuuksien itsenäinen kehittyminen kaukana oleviin organismeihin vastaavien ympäristöjen tai elämää koskevien mukautusten syntymisen vuoksi".

Molempia määritelmiä käytetään laajalti tieteellisissä artikkeleissa ja kirjallisuudessa. Evolutionaarisen lähentymisen keskeinen ajatus on ymmärtää, että mukana olleiden linjojen yhteinen esi-isällä oli alkutila eri.

Evolutionaariset vaikutukset

Konvergenssin määritelmän mukaisesti, joka sisältää mekanismin (mainittu edellisessä osassa), se selittää fenotyyppien samankaltaisuuden selektiivisten paineiden samankaltaisuuden vuoksi, joita taksonit kokevat..

Evoluutiolla tämä tulkitaan mukautusten perusteella. Toisin sanoen konvergenssin ansiosta saadut ominaisuudet ovat mukautuksia mainittuun välineeseen, koska se lisäisi jollakin tavalla sen kunto.

On kuitenkin tapauksia, joissa kehittyvä konvergenssi tapahtuu ja piirre ei ole mukautuva. Toisin sanoen mukana olevat linjat eivät ole samojen valikoivien paineiden alaisia.

Evolutionaarinen lähentyminen suhteessa rinnakkaisuuteen

Kirjallisuudessa on tavallista löytää ero lähentymisen ja rinnakkaisuuden välillä. Jotkut tekijät käyttävät vertailtavien ryhmien välistä evoluutioetäisyyttä näiden kahden käsitteen erottamiseksi.

Piirteen toistuvaa kehittymistä kahteen tai useampaan organismiryhmään pidetään rinnakkaisuutena, jos samankaltaiset fenotyypit kehittyvät toisiinsa liittyvissä linjoissa, kun taas lähentyminen käsittää samanlaisten piirteiden kehittymisen erillisissä tai suhteellisen kaukaisissa linjoissa.

Toinen lähentymisen ja rinnakkaisuuden määritelmä pyrkii erottamaan ne rakenteeseen liittyvien kehityspolkujen perusteella. Tässä yhteydessä lähentyvä kehitys tuottaa samanlaiset ominaisuudet eri kehitysreiteillä, kun taas rinnakkainen kehitys tapahtuu samalla tavalla.

Kuitenkin erottelu rinnakkaisen ja lähentyvän kehityksen välillä voi olla kiistanalainen ja muuttuu entistä monimutkaisemmaksi, kun laskeudumme kyseessä olevan ominaisuuden molekyylipohjien tunnistamiseen. Näistä vaikeuksista huolimatta molempiin käsitteisiin liittyvät kehitysvaikutukset ovat huomattavia.

Lähentyminen ja ero

Vaikka valinta suosii samankaltaisia ​​fenotyyppejä samoissa ympäristöissä, se ei ole ilmiö, jota voidaan soveltaa kaikissa tapauksissa.

Samankaltaisuudet muodon ja morfologian näkökulmasta voivat johtaa organismeihin kilpailemaan keskenään. Tämän seurauksena valinta suosii paikallisesti esiintyvien lajien välistä eroa, mikä synnyttää jännitystä tiettyjen elinympäristöjen odotettavissa olevien lähentymis- ja eroavaisuuksien välillä..

Yksilöt, jotka ovat lähellä ja joilla on merkittävä kapasiteetin päällekkäisyys, ovat tehokkaimpia kilpailijoita, jotka perustuvat niiden fenotyyppiseen samankaltaisuuteen, mikä saa heidät hyödyntämään resursseja samalla tavalla.

Näissä tapauksissa erilainen valinta voi johtaa ilmiöön, joka tunnetaan adaptiivisena säteilynä, jossa linja aiheuttaa erilaisia ​​lajeja, joilla on hyvin erilaisia ​​ekologisia rooleja lyhyessä ajassa. Sopeutuvaa säteilyä suosivat olosuhteet sisältävät muun muassa ympäristön heterogeenisyyden, petoeläinten puuttumisen.

Sopeutuvia säteilyjä ja lähentyvää kehitystä pidetään saman evoluutiovaluutan kahdena puolena..

Millä tasolla konvergenssi tapahtuu??

Ymmärtämällä eroa evoluutioiden ja rinnakkaisuuden välillä, syntyy hyvin mielenkiintoinen kysymys: kun luonnollinen valinta suosii samanlaisten piirteiden kehittymistä, tapahtuuko se samojen geenien alla, vai voivatko ne liittyä eri geeneihin ja mutaatioihin, jotka johtavat samanlaisiin fenotyyppeihin??

Tähän mennessä saatujen todisteiden mukaan molempiin kysymyksiin on vastattu kyllä. On olemassa tutkimuksia, jotka tukevat molempia argumentteja.

Vaikka tähän mennessä ei ole konkreettista vastausta siihen, miksi jotkut geenit "käytetään uudelleen" evoluutiossa, on empiirisiä todisteita, joiden tarkoituksena on selvittää ongelma.

Muutokset, jotka koskevat samoja geenejä

Esimerkiksi on osoitettu, että kasvien kukinta-aikojen toistuva kehittyminen, hyönteisten hyönteismyrkkyjen vastustaminen ja selkärankaisilla ja selkärangattomilla esiintyvä pigmentaatio on tapahtunut samojen geenien muutosten kautta..

Tiettyjen piirteiden osalta vain pieni määrä geenejä voi muuttaa ominaisuutta. Ota silmällä nähtävyys: värin näön muutosten on välttämättä tapahtuttava opsiinigeeneihin liittyvissä muutoksissa.

Sitä vastoin muissa ominaisuuksissa niitä kontrolloivat geenit ovat enemmän. Kasvien kukinnan aikana oli mukana noin 80 geeniä, mutta vain muutokset ovat osoittautuneet muutaman evoluution aikana.

esimerkit

Vuonna 1997 Moore ja Willmer kysyivät itseltään, kuinka yleinen on lähentymisen ilmiö.

Näiden kirjoittajien osalta tämä kysymys jää vastaamatta. Ne väittävät, että tähän mennessä kuvattujen esimerkkien mukaan lähentyminen on suhteellisen korkea. Ne viittaavat kuitenkin siihen, että orgaanisten olentojen evoluutiota on lähinnä arvioitu selvästi.

Evoluution kirjoissa löydämme kymmenen klassista esimerkkiä lähentymisestä. Jos lukija haluaa laajentaa tietämystään aiheesta, hän voi tutustua McGheen kirjaan (2011), jossa hän löytää lukuisia esimerkkejä elämän puun eri ryhmistä.

Lento selkärankaisilla

Orgaanisissa oloissa yksi merkittävimmistä evoluution lähentymisreiteistä on lentojen esiintyminen kolmessa selkärankaisen linjassa: lintuja, lepakoita ja jo kuolleita pterodaktyylejä.

Itse asiassa nykyisten lentävien selkärankaisten ryhmien lähentyminen ylittää sen, että on muutettu eturaajoja rakenteissa, jotka sallivat lennon.

Sarja fysiologisia ja anatomisia mukautuksia on jaettu molempien ryhmien kesken, kuten piirre, jolla on lyhyemmät suolet, jotka oletettavasti vähentävät yksilön massaa lennon aikana, mikä tekee siitä halvemman ja affektiivisemman.

Vielä yllättävämpi on se, että eri tutkijat ovat löytäneet evoluutiot konvergenssejä perheen ja lintujen ryhmissä perheen tasolla.

Esimerkiksi Molossidae-perheen lepakot ovat samankaltaisia ​​kuin lintujen Hirundinidae-perheen (nielee ja liittolaiset) jäsenet. Molemmille ryhmille on ominaista nopea lento suurilla korkeuksilla, joilla on samanlaisia ​​siipiä.

Samoin Nycteridae-perheen jäsenet yhtyvät useaan otteeseen passerine-lintuihin (Passeriformes). Molemmat lentävät alhaisilla nopeuksilla ja voivat liikkua kasvillisuuden sisällä.

Aye-aye ja jyrsijät

Merkittävä esimerkki evolutionaarisesta lähentymisestä löytyy analysoitaessa kahta nisäkäsryhmää: aye-ayer ja oravia.

Tänään, aye-aye (Daubentonia madagascariensis) on luokiteltu lemuriformin primaatiksi, joka on endaginen Madagaskarille. Sen epätavallinen ruokavalio koostuu periaatteessa hyönteisistä.

Niinpä aye-ayeella on mukautuksia, jotka ovat liittyneet sen troofisiin tottumuksiin, kuten akuuttiin kuuloon, keskisormen pidentymiseen ja hammasproteeseihin kasvavilla leikkauksilla..

Hampaiden osalta se muistuttaa monessa suhteessa jyrsijän. He eivät myöskään osaa ulkonäöltään ulkonäöltään samankaltaista hammaskaavaa.

Molempien taksonien välinen ulkonäkö on niin silmiinpistävää, että ensimmäiset taksonomit luokittelivat ayeyyn yhdessä muiden oravien kanssa sukuun sciurus.

viittaukset

  1. Doolittle, R. F. (1994). Lähentyvä kehitys: tarve olla selkeä. Biokemiallisten tieteiden suuntaukset, 19(1), 15 - 18.
  2. Greenberg, G., & Haraway, M. M. (1998). Vertaileva psykologia: käsikirja. Routledge.
  3. Kliman, R. M. (2016). Evoluutiobiologian Encyclopedia. Academic Press.
  4. Losos, J. B. (2013). Princetonin opas evoluutioon. Princeton University Press.
  5. McGhee, G. R. (2011). Convergent evolution: rajoitetut muodot kauneimmat. MIT Press.
  6. Morris, P., Cobb, S., & Cox, P. G. (2018). Euarchontogliren käänteinen kehitys. Biologiset kirjeet, 14(8), 20180366.
  7. Rice, S. A. (2009). Kehityskysymys. Infobase-julkaisu.
  8. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Biologia: käsitteet ja sovellukset ilman fysiologiaa. Cengage-oppiminen.
  9. Stayton C. T. (2015). Mitä tarkoittaa lähentyvä kehitys? Lähentymisen tulkinta ja sen vaikutukset evoluution rajojen etsimiseen. Käyttöliittymän tarkennus, 5(6), 20150039.
  10. Wake, D. B., Wake, M. H., & Specht, C. D. (2011). Homoplasy: havainnollista mallia evoluutioprosessiin ja mekanismiin. tiede, 331(6020), 1032 - 1035.