Konvergentna evolucija u onome što se sastoji i primjeri



konvergentna evolucija je pojava fenotipskih sličnosti u dvije ili više linija, neovisno. Općenito, ovaj se uzorak promatra kada su uključene skupine podvrgnute sličnim okruženjima, mikro okruženjima ili načinima života koji rezultiraju ekvivalentnim selektivnim pritiscima..

Prema tome, dotične fiziološke ili morfološke značajke povećavaju biološku adekvatnost (fitness) i konkurentnost u tim uvjetima. Kada dođe do konvergencije u određenom okruženju, može se reći da je ova značajka takva prilagodljiv. Međutim, potrebne su daljnje studije kako bi se provjerila funkcionalnost te osobine, kroz dokaze koji podupiru da, zapravo, povećava sposobnost stanovništva.

Među najistaknutijim primjerima konvergentne evolucije možemo spomenuti let u kralježnjacima, oku kod kralježnjaka i beskralježnjaka, između ostalog, i fusiformnih oblika kod riba i vodenih sisavaca..

indeks

  • 1 Što je konvergentna evolucija??
    • 1.1 Opće definicije
    • 1.2 Predloženi mehanizmi
    • 1.3 Evolucijske implikacije
  • 2 Evolucijska konvergencija nasuprot paralelizmu
  • 3 Konvergencija prema divergenciji
  • 4 Na kojoj se razini događa konvergencija??
    • 4.1 Promjene koje uključuju iste gene
  • 5 Primjeri
    • 5.1 Let u kralježnjaka
    • 5.2 Aye-aye i glodavci
  • 6 Reference

Što je konvergentna evolucija??

Zamislite da znamo dvoje ljudi koji, fizički, izgledaju vrlo slično. Obje imaju istu visinu, boju očiju i sličnu kosu. I njegove su osobine slične. Vjerojatno ćemo pretpostaviti da su to dvoje ljudi braća, rođaci ili možda, daleki rođaci.

Unatoč tome, ne bi bilo iznenađenje saznati da u našem primjeru nema bliskog odnosa između ljudi. Isto se događa u velikoj mjeri u evoluciji: ponekad slični oblici ne dijele novijeg zajedničkog pretka.

To jest, tijekom evolucije, osobine koje su slične u dvije ili više skupina mogu se steći u a samostalan.

Opće definicije

Biolozi koriste dvije opće definicije za evolucijsku konvergenciju ili konvergenciju. Obje definicije zahtijevaju da dvije ili više linija razvijaju znakove koji su slični jedan drugome. Definicija obično integrira pojam "evolucijska neovisnost", čak i ako je implicitna.

Međutim, definicije se razlikuju u specifičnom evolucijskom procesu ili mehanizmu potrebnom za dobivanje uzorka.

Neke definicije konvergencije kojima nedostaje mehanizam su sljedeće: "neovisna evolucija sličnih karakteristika od predaka", ili "evolucija sličnih karakteristika u nezavisnim evolucijskim linijama".

Predloženi mehanizmi

Nasuprot tome, drugi autori radije integriraju mehanizam u koncept koevolucije, kako bi objasnili obrazac.

Na primjer, "neovisna evolucija sličnih obilježja u udaljenim srodnim organizmima zbog pojave prilagodbi sličnim okruženjima ili životnim oblicima".

Obje su definicije široko korištene u znanstvenim člancima i literaturi. Ključna ideja evolucijske konvergencije jest shvatiti da je zajednički predak uključenih linija imao početno stanje drugačiji.

Evolucijske implikacije

Slijedeći definiciju konvergencije koja uključuje mehanizam (spomenut u prethodnom odjeljku), on objašnjava sličnost fenotipa zahvaljujući sličnosti selektivnih pritisaka koje taksonomi doživljavaju..

Pod svjetlom evolucije, to se tumači u smislu prilagodbi. Odnosno, obilježja koja se dobivaju zahvaljujući konvergenciji su prilagodbe za navedeni medij, budući da će na neki način povećati sposobnost.

Međutim, postoje slučajevi u kojima dolazi do evolucijske konvergencije i ta osobina nije prilagodljiva. Odnosno, uključene linije nisu pod istim selektivnim pritiscima.

Evolucijska konvergencija nasuprot paralelizmu

U literaturi je uobičajeno pronaći razliku između konvergencije i paralelizma. Neki autori koriste evolucijsku udaljenost između skupina koje treba usporediti kako bi razdvojili dva pojma.

Ponovljena evolucija osobine u dvije ili više skupina organizama smatra se paralelizmom ako se slični fenotipovi razvijaju u srodnim lozama, dok konvergencija uključuje evoluciju sličnih osobina u odvojenim ili relativno udaljenim linijama..

Druga definicija konvergencije i paralelizma nastoji ih razdvojiti u smislu razvojnih putova uključenih u strukturu. U tom kontekstu konvergentna evolucija stvara slične karakteristike različitim razvojnim putevima, dok paralelna evolucija to čini na sličan način.

Međutim, razlika između paralelne i konvergentne evolucije može biti kontroverzna i postaje još složenija kada se spustimo na identifikaciju molekularnih baza dotičnog obilježja. Unatoč tim poteškoćama, evolucijske implikacije povezane s oba koncepta su značajne.

Konvergencija prema divergenciji

Iako selekcija favorizira slične fenotipove u sličnim okruženjima, to nije fenomen koji se može primijeniti u svim slučajevima.

Sličnosti, sa stajališta oblika i morfologije, mogu dovesti organizme da se međusobno natječu. Kao posljedica toga, izbor favorizira divergenciju između vrsta koje koegzistiraju lokalno, stvarajući napetost između stupnjeva konvergencije i divergencije koje se očekuju za određeno stanište..

Pojedinci koji su bliski i imaju značajno preklapanje niša, najmoćniji su konkurenti - na temelju njihove fenotipske sličnosti, što ih navodi na iskorištavanje resursa na sličan način.

U tim slučajevima, divergentna selekcija može dovesti do fenomena poznatog kao adaptivno zračenje, gdje loza stvara različite vrste s velikom raznolikošću ekoloških uloga u kratkom vremenu. Uvjeti koji pogoduju adaptivnom zračenju obuhvaćaju heterogenost okoliša, izostanak predatora, među ostalima.

Adaptivno zračenje i konvergentna evolucija smatraju se dvjema stranama iste "evolucijske valute".

Na kojoj se razini događa konvergencija??

Shvaćajući razliku između evolucijske konvergencije i paralelizma, postavlja se vrlo zanimljivo pitanje: kada prirodna selekcija favorizira evoluciju sličnih osobina, javlja li se pod istim genima, ili mogu uključivati ​​različite gene i mutacije koje rezultiraju sličnim fenotipovima??

Prema dosadašnjim dokazima, čini se da je odgovor na oba pitanja da. Postoje studije koje podržavaju oba argumenta.

Iako do sada ne postoji konkretan odgovor na pitanje zašto se neki geni "ponovno koriste" u evolucijskoj evoluciji, postoje empirijski dokazi koji nastoje rasvijetliti problem..

Promjene koje uključuju iste gene

Na primjer, pokazalo se da se ponavljanje evolucije vremena cvatnje u biljkama, otpornost na insekticide kod insekata i pigmentacija u kralježnjaka i beskralježnjaka dogodilo kroz promjene koje uključuju iste gene..

Međutim, za određene osobine samo mali broj gena može promijeniti svojstvo. Uzmite u obzir vid: promjene u vidu boje moraju se nužno pojaviti u promjenama koje su povezane s genima opsina.

Nasuprot tome, u drugim karakteristikama geni koji ih kontroliraju su brojniji. U vrijeme cvatnje biljaka uključivalo je oko 80 gena, ali samo su neke promjene zabilježene tijekom evolucije u nekoliko.

Primjeri

Godine 1997. Moore i Willmer pitali su se koliko je uobičajen fenomen konvergencije.

Za ova autora ovo pitanje ostaje bez odgovora. Oni tvrde da, prema do sada opisanim primjerima, postoje relativno visoke razine konvergencije. Međutim, oni sugeriraju da još uvijek postoji značajno podcjenjivanje evolucijske konvergencije u organskim bićima.

U knjigama evolucije nalazimo desetak klasičnih primjera konvergencije. Ako čitatelj želi proširiti svoje znanje o predmetu, može konzultirati McGheeovu knjigu (2011), gdje će naći brojne primjere u različitim skupinama stabla života..

Let u kralježnjacima

U organskim bićima, jedan od najupečatljivijih primjera evolucijske konvergencije je pojava leta u tri linije kralježnjaka: ptice, šišmiši i već izumrle pterodaktile..

U stvari, konvergencija u skupinama suvremenih letećih kralježnjaka nadilazi modificiranje prednjih udova u strukturama koje omogućuju let.

Niz fizioloških i anatomskih prilagodbi dijeli se u obje skupine, kao što je karakteristika kraćih crijeva koja, vjerojatno, smanjuju masu pojedinca tijekom leta, čineći ga jeftinijim i afektivnijim..

Čak i više iznenađujuće, različiti istraživači su pronašli evolucijsku konvergenciju unutar grupa šišmiša i ptica na razini obitelji.

Primjerice, šišmiši obitelji Molossidae slični su članovima obitelji Hirundinidae (lastavica i saveznika) u ptica. Obje skupine karakterizira brzi let, na velikim visinama, koje pokazuju slična krila.

Slično tome, članovi obitelji Nycteridae susreću se u nekoliko aspekata s pticama prolaznicima (Passeriformes). Oba lete na malim brzinama i imaju sposobnost manevriranja unutar vegetacije.

Aye-aye i glodavci

Istaknuti primjer evolucijske konvergencije nalazi se u analizi dviju skupina sisavaca: aye-ayer i vjeverica.

Danas, aye-aye (Daubentonia madagascariensis) je klasificiran kao lemuriformni primat endemski za Madagaskar. Njegova neobična prehrana u osnovi se sastoji od insekata.

Dakle, aye-aye ima adaptacije koje su povezane s njegovim trofičkim navikama, kao što su akutni sluh, produljenje srednjeg prsta i proteze s povećanjem sjekutića..

Što se tiče denticije, u nekoliko je aspekata nalik glodaru. Ne samo u izgledu sjekutića, već imaju i izvanredno sličnu dentalnu formulu.

Pojava između taksona je tako zapanjujuća, da su prvi taksonomi klasificirali aye-aye, zajedno s ostalim vjevericama, u rod Sciurus.

reference

  1. Doolittle, R.F. (1994). Konvergentna evolucija: potreba za eksplicitnošću. Trendovi u biokemijskim znanostima, 19(1), 15-18.
  2. Greenberg, G., i Haraway, M. M. (1998). Komparativna psihologija: Priručnik. Routledge.
  3. Kliman, R. M. (2016). Enciklopedija evolucijske biologije. Academic Press.
  4. Losos, J. B. (2013). Princetonski vodič za evoluciju. Princeton University Press.
  5. McGhee, G. R. (2011). Konvergentna evolucija: ograničeni oblici najljepši. MIT Press.
  6. Morris, P., Cobb, S., & Cox, P.G. (2018). Konvergentna evolucija u Euarchontogliresu. Pisma biologije, 14(8), 20180366.
  7. Rice, S. A. (2009). Enciklopedija evolucije. Infobase Publishing.
  8. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Biologija: koncepti i primjene bez fiziologije. Cengage učenje.
  9. Stayton C.T. (2015). Što znači konvergentna evolucija? Tumačenje konvergencije i njezine implikacije u potrazi za granicama evolucije. Fokus sučelja, 5(6), 20150039.
  10. Wake, D. B., Wake, M.H., & Specht, C.D. (2011). Homoplazija: od otkrivanja uzorka do određivanja procesa i mehanizma evolucije. znanost, 331(6020), 1032-1035.