Convergent evolūcija, ko tā sastāv un piemēri



The konverģence ir fenotipisku līdzību parādīšanās divās vai vairākās līnijās neatkarīgi. Parasti šis modelis tiek novērots, ja iesaistītās grupas tiek pakļautas līdzīgai videi, mikro videi vai dzīvesveidam, kas rada līdzvērtīgus selektīvus spiedienus..

Tādējādi attiecīgās fizioloģiskās vai morfoloģiskās īpašības palielina bioloģisko atbilstību (\ tpiemērotība) konkurētspēju šajos apstākļos. Ja konverģence notiek konkrētā vidē, var intuitēt, ka šī funkcija ir šāda veida adaptīvs. Tomēr ir vajadzīgi turpmāki pētījumi, lai pārbaudītu iezīmes funkcionalitāti, izmantojot pierādījumus, kas apstiprina, ka tas faktiski palielina īpašības piemērotība iedzīvotāju skaitu.

Starp ievērojamākajiem konverģences evolūcijas piemēriem varam pieminēt lidojumu ar mugurkaulniekiem, acīm mugurkaulniekiem un bezmugurkaulniekiem, fusiformu formas zivīs un ūdens zīdītājiem..

Indekss

  • 1 Kas ir konverģence??
    • 1.1. Vispārīgās definīcijas
    • 1.2. Ieteiktie mehānismi
    • 1.3 Evolūcijas sekas
  • 2 Evolūcijas konverģence pret paralēli
  • 3 Konverģence pret novirzi
  • 4 Kādā līmenī notiek konverģence??
    • 4.1 Izmaiņas, kas saistītas ar tiem pašiem gēniem
  • 5 Piemēri
    • 5.1 Lidojums ar mugurkaulniekiem
    • 5.2. Acs un grauzēji
  • 6 Atsauces

Kāda ir konverģence??

Iedomājieties, ka mēs pazīstam divus cilvēkus, kuri fiziski izskatās ļoti līdzīgi viens otram. Abiem ir vienāds augstums, acu krāsa un līdzīgi mati. Arī viņa iezīmes ir līdzīgas. Mēs, iespējams, pieņemsim, ka šie divi cilvēki ir brāļi, brālēni vai varbūt attālināti radinieki.

Neskatoties uz to, nebūtu pārsteigums uzzināt, ka mūsu paraugā nav ciešas radniecības attiecības. Tas pats notiek lielā mērā arī evolūcijā: dažreiz līdzīgām formām nav kopīgas jaunākās kopējās senči.

Tas ir, visā evolūcijā, īpašības, kas ir līdzīgas divās vai vairākās grupās, var iegūt a neatkarīga.

Vispārīgas definīcijas

Biologi izmanto divas vispārīgas definīcijas evolūcijas konverģencei vai konverģencei. Abās definīcijās ir prasīts, lai divas vai vairākas līnijas attīstītu vienādas rakstzīmes. Definīcija parasti ietver terminu "evolūcijas neatkarība", pat ja tā ir netieša.

Tomēr definīcijas atšķiras konkrētajā evolūcijas procesā vai mehānismā, kas nepieciešams, lai iegūtu modeli.

Dažas konverģences definīcijas, kurām trūkst mehānisma, ir šādas: "līdzīgu raksturlielumu neatkarīga evolūcija no senākās iezīmes" vai "līdzīgu īpašību attīstība neatkarīgās evolūcijas līnijās"..

Ieteiktie mehānismi

Turpretī citi autori dod priekšroku mehānisma integrēšanai koevolūcijas jēdzienā, lai izskaidrotu modeli.

Piemēram, "līdzīgu pazīmju neatkarīga attīstība tālos radniecīgos organismos, pateicoties pielāgojumiem līdzīgās vidēs vai dzīvības formās"..

Abas definīcijas plaši izmanto zinātniskos rakstos un literatūrā. Evolūcijas konverģences būtiskākā ideja ir saprast, ka iesaistīto ciltsrakstu kopīgajam senčim bija sākotnējais stāvoklis atšķiras.

Evolūcijas sekas

Saskaņā ar konverģences definīciju, kas ietver mehānismu (minēts iepriekšējā sadaļā), tā izskaidro fenotipu līdzību, pateicoties selektīvā spiediena līdzībai, ko taksoni piedzīvo..

Ņemot vērā evolūciju, tas tiek interpretēts pielāgojumu ziņā. Proti, iezīmes, kas iegūtas, pateicoties konverģencei, ir pielāgojumi minētajam vidē, jo tas kaut kādā veidā palielinātu piemērotība.

Tomēr ir gadījumi, kad notiek evolūcijas konverģence, un iezīme nav adaptīva. Tas nozīmē, ka iesaistītās līnijas nav pakļautas vienādam selektīvajam spiedienam.

Evolūcijas konverģence pret paralēli

Literatūrā parasti ir atšķirība starp konverģenci un paralēli. Daži autori izmanto evolūcijas attālumu starp salīdzināmām grupām, lai atdalītu abus jēdzienus.

Raksturlieluma atkārtota attīstība divās vai vairākās organismu grupās tiek uzskatīta par paralēli, ja līdzīgas fenotipi attīstās saistītajās līnijās, savukārt konverģence ietver līdzīgu iezīmju attīstību atsevišķās vai relatīvi tālās līnijās..

Vēl viena konverģences un paralēlisma definīcija ir vērsta uz to, lai tās nošķirtu no struktūras, kas ir saistīta ar attīstību. Šajā kontekstā konverģences evolūcija rada līdzīgas īpašības dažādos attīstības ceļos, bet paralēlā attīstība to dara līdzīgi.

Tomēr atšķirība starp paralēlo un konverģējošo evolūciju var būt pretrunīga un kļūst vēl sarežģītāka, kad mēs nonākam pie attiecīgās iezīmes molekulāro pamatu identificēšanas. Neskatoties uz šīm grūtībām, ar abiem jēdzieniem saistītās evolūcijas sekas ir būtiskas.

Konverģence pret atšķirībām

Lai gan selekcija veicina līdzīgus fenotipus līdzīgās vidēs, tā nav parādība, ko var izmantot visos gadījumos.

Līdzības no formas un morfoloģijas viedokļa var izraisīt organismu savstarpēju konkurenci. Rezultātā atlase dod priekšroku atšķirībām starp sugām, kas pastāv līdzās vietām, radot spriedzi starp konverģences pakāpi un atšķirībām, kas sagaidāmas konkrētam biotopam..

Cilvēki, kas ir tuvi un kuriem ir nišas būtiska pārklāšanās, ir visspēcīgākie konkurenti - pamatojoties uz to fenotipisko līdzību, kas liek tiem izmantot resursus līdzīgā veidā.

Šādos gadījumos atšķirīgā atlase var izraisīt fenomenu, kas pazīstams kā adaptīvais starojums, kur līnija rada dažādas sugas ar lielu ekoloģisko lomu īsu laiku. Nosacījumi, kas veicina adaptīvo starojumu, ietver arī vides neviendabīgumu, plēsoņu trūkumu.

Adaptīvā starojuma un konverģences evolūcija tiek uzskatīta par divām tās pašas "evolūcijas valūtas" pusēm..

Kādā līmenī notiek konverģence??

Izprotot atšķirību starp evolūcijas konverģenci un paralēlismu, rodas ļoti interesants jautājums: ja dabiskā atlase dod priekšroku līdzīgu īpašību attīstībai, vai tā notiek ar tiem pašiem gēniem, vai arī tie var būt dažādi gēni un mutācijas, kas izraisa līdzīgus fenotipus??

Saskaņā ar līdz šim iegūtajiem pierādījumiem atbilde uz abiem jautājumiem šķiet jā. Ir pētījumi, kas atbalsta abus argumentus.

Lai gan līdz šim nav konkrētas atbildes uz to, kāpēc daži gēni tiek „atkārtoti izmantoti” evolūcijas evolūcijā, ir empīriski pierādījumi, kas cenšas izskaidrot šo problēmu.

Izmaiņas, kas saistītas ar tiem pašiem gēniem

Piemēram, ir pierādīts, ka atkārtota ziedēšanas laika attīstība augos, izturība pret insekticīdiem kukaiņos un pigmentācija mugurkaulniekiem un bezmugurkaulniekiem ir notikusi ar izmaiņām, kas saistītas ar tiem pašiem gēniem..

Tomēr dažām iezīmēm tikai neliels skaits gēnu var mainīt šo iezīmi. Ņemiet vērā: redzes maiņa obligāti jāmaina izmaiņās, kas saistītas ar opsingēniem.

Turpretī citos raksturlielumos gēni, kas tos kontrolē, ir vairāk. Augu ziedēšanas laikā bija iesaistīti aptuveni 80 gēni, bet tikai dažās pārmaiņās ir vērojamas izmaiņas.

Piemēri

1997. gadā Moore un Willmer jautāja sev, cik izplatīta ir konverģences parādība.

Šiem autoriem šis jautājums paliek neatbildēts. Viņi apgalvo, ka saskaņā ar iepriekš aprakstītajiem piemēriem ir salīdzinoši augsts konverģences līmenis. Tomēr tie liek domāt, ka joprojām pastāv ievērojams novērtējums par bioloģiskās būtnes evolūcijas konverģenci.

Evolūcijas grāmatās mēs atrodam divpadsmit klasiskus konverģences piemērus. Ja lasītājs vēlas paplašināt savas zināšanas par šo tēmu, viņš var iepazīties ar McGhee grāmatu (2011), kur viņš atradīs daudz piemēru dažādās dzīves koka grupās.

Lidojums ar mugurkaulniekiem

Bioloģiskajās būtnēs viens no spilgtākajiem evolūcijas konverģences piemēriem ir lidojuma parādīšanās trijās mugurkaulnieku līnijās: putni, sikspārņi un jau izmirušie pterodaktili.

Patiesībā pašreizējo lidojošo mugurkaulnieku grupu konverģence pārsniedz to, ka ir pārveidotas priekšējās ekstremitātes struktūrās, kas ļauj lidot.

Daudzas fizioloģiskas un anatomiskas adaptācijas ir sadalītas starp abām grupām, piemēram, īsāku zarnu raksturojumu, kas, visticamāk, samazina indivīda masu lidojuma laikā, padarot to lētāku un emocionālāku.

Vēl vairāk pārsteidzoši, dažādi pētnieki ir atklājuši evolūcijas konverģences sikspārņu un putnu grupās ģimenes līmenī.

Piemēram, Molossidae ģimenes sikspārņi ir līdzīgi kā Hirundinidae ģimenes locekļiem (bezdelīgajiem un sabiedrotajiem) putniem. Abām grupām raksturīgs ātrs lidojums lielos augstumos, kam piemīt līdzīgi spārni.

Tāpat Nycteridae ģimenes locekļi vairākos aspektos saplūst ar pases putniem (Passeriformes). Abi lido zemā ātrumā un spēj manevrēt veģetācijā.

Akmeņi un grauzēji

Ievērojams evolūcijas konverģences piemērs ir atrodams, analizējot divas zīdītāju grupas: aye-ayer un vāveres.

Šodien, aye-aye (Daubentonia madagascariensis) ir klasificēts kā madagaskara endēmisks primārs. Tās neparastais uzturs pamatā sastāv no kukaiņiem.

Tādējādi aye-aye ir pielāgojusi, kas ir saistīta ar tās trofiskajiem paradumiem, piemēram, akūta dzirde, vidējā pirksta pagarināšana un zobu protēzes ar pieaugošiem inkubatoriem..

Attiecībā uz zobu protezēšanu tas vairākkārt atgādina grauzēju. Viņiem ir ne tikai zobu šķēlumu izskats, bet arī īpaša zobu formula.

Izskats starp abiem taksoniem ir tik pārsteidzošs, ka pirmie taksonomisti kopā ar pārējām vāverēm klasificēja ģints Sciurus.

Atsauces

  1. Doolittle, R. F. (1994). Konverģējošā attīstība: nepieciešamība būt skaidriem. Biochemisko zinātņu tendences, 19(1), 15-18.
  2. Greenberg, G., un Haraway, M. M. (1998). Salīdzinošā psiholoģija: rokasgrāmata. Routledge.
  3. Kliman, R. M. (2016). Evolucionārās bioloģijas enciklopēdija. Academic Press.
  4. Losos, J. B. (2013). Princeton ceļvedis evolūcijai. Princeton University Press.
  5. McGhee, G. R. (2011). Convergent evolution: ierobežotas formas, visskaistākās. MIT Press.
  6. Morris, P., Cobb, S., & Cox, P. G. (2018). Konverģentu evolūcija Euarchontoglires. Bioloģiskie burti, 14(8), 20180366.
  7. Rice, S. A. (2009). Attīstības enciklopēdija. Infobase Publishing.
  8. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Bioloģija: koncepcijas un lietojumi bez fizioloģijas. Cengage mācīšanās.
  9. Stayton C. T. (2015). Ko nozīmē konverģences evolūcija? Konverģences interpretācija un tās ietekme evolūcijas ierobežojumu meklējumos. Interfeisa fokuss, 5(6), 20150039.
  10. Wake, D. B., Wake, M. H., & Specht, C. D. (2011). Homoplazija: no parauga noteikšanas līdz evolūcijas procesam un mehānismam. zinātne, 331(6020), 1032-1035.