Konvergent evolusjon av hva den består av og eksempler

4570
Robert Johnston

De konvergent evolusjon Det er fremveksten av fenotypiske likheter i to eller flere linjer, uavhengig. Generelt observeres dette mønsteret når de involverte gruppene utsettes for lignende miljøer, mikromiljøer eller livsformer som oversettes til tilsvarende selektive trykk..

Dermed øker de fysiologiske eller morfologiske egenskapene det gjelder biologisk tilstrekkelighet (Fitness) og konkurransedyktighet under disse forholdene. Når konvergens oppstår i et bestemt miljø, kan det være intuitert at nevnte egenskap er av typen adaptiv. Imidlertid er det behov for ytterligere studier for å verifisere funksjonen til egenskapen, gjennom bevis som støtter at det faktisk øker Fitness av befolkningen.

Eksempler på egenskaper som deles av både delfiner og iktyosaurer. Selv om de to er veldig like, er de fylogenetisk veldig fjerne, og egenskapene nevnt der ble ervervet uavhengig..
Kilde: Skeptisk visning [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], fra Wikimedia Commons

Blant de mest bemerkelsesverdige eksemplene på konvergent evolusjon kan vi nevne flukten hos virveldyr, øyet hos virveldyr og virvelløse dyr, spindelen dannes blant annet i fisk og vannpattedyr..

Artikkelindeks

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

Hva er konvergent evolusjon?

La oss forestille oss at vi møter to mennesker som fysisk er ganske like. De har begge samme høyde, øyenfarge og hårfarge. Funksjonene deres er også like. Vi vil antagelig anta at de to personene er søsken, fettere eller kanskje fjerne slektninger..

Til tross for dette ville det ikke være en overraskelse å høre at det ikke er noe nært familieforhold mellom menneskene i vårt eksempel. Det samme gjelder i stor skala i evolusjonen: Noen ganger deler ikke lignende former en nyere felles forfader.

Det vil si at gjennom hele evolusjonen kan trekk som er like i to eller flere grupper anskaffes forskjellig. Uavhengig.

Generelle definisjoner

Biologer bruker to generelle definisjoner for evolusjonær 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.

Definisjonene er imidlertid 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 et forfedres trekk", eller "evolusjon av lignende egenskaper i uavhengige evolusjonære linjer".

Foreslåtte mekanismer

Derimot foretrekker andre forfattere å integrere en mekanisme i begrepet coevolution, for å forklare mønsteret.

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

Begge definisjonene er mye brukt i vitenskapelige artikler og i litteraturen. Den avgjørende ideen bak evolusjonær konvergens er å forstå at den felles forfaren til de involverte linjene hadde en opprinnelig tilstand annerledes.

Evolusjonelle implikasjoner

Etter definisjonen av konvergens som inkluderer en mekanisme (nevnt i forrige avsnitt), forklarer dette likheten mellom fenotypene takket være likheten mellom det selektive presset som taxaene opplever..

I lys av evolusjonen tolkes dette i form av tilpasninger. Det vil si at egenskapene som oppnås takket være konvergens, er tilpasninger for miljøet, siden det på en eller annen måte vil øke dets Fitness.

Imidlertid er det tilfeller der evolusjonær konvergens oppstår og egenskapen ikke er adaptiv. Det vil si at de involverte linjene ikke er under samme selektive press.

Evolusjonær konvergens versus parallellisme

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

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

En annen definisjon av konvergens og parallellisme søker å skille dem når det gjelder utviklingsveiene som er involvert i strukturen. I denne sammenheng produserer konvergent evolusjon lignende egenskaper gjennom forskjellige utviklingsveier, mens parallell evolusjon gjør det gjennom lignende veier..

Skillet mellom parallell og konvergent evolusjon kan imidlertid være kontroversiell og blir enda mer komplisert når vi går ned til identifisering av det molekylære grunnlaget for den aktuelle egenskapen. Til tross for disse vanskelighetene er evolusjonære implikasjoner knyttet til begge begrepene betydelige..

Konvergens versus divergens

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

Likheter, sett fra form og morfologi, kan føre til at organismer konkurrerer med hverandre. Som en konsekvens av dette favoriserer utvalg divergens mellom arter som eksisterer sammen lokalt, og skaper en spenning mellom gradene av konvergens og divergens som forventes for et bestemt habitat..

Individer som er nærme og har betydelig nisjeoverlapping er de mektigste konkurrentene - basert på deres fenotypiske likhet, noe som får dem til å utnytte ressurser på en lignende måte.

I disse tilfellene kan divergerende utvalg føre til et fenomen kjent som adaptiv stråling, der en avstamning gir opphav til forskjellige arter med et stort mangfold av økologiske roller på kort tid. Forholdene som fremmer adaptiv stråling inkluderer blant annet miljø heterogenitet, fravær av rovdyr..

Adaptiv stråling og konvergent evolusjon blir betraktet som to sider av samme "evolusjonære mynt".

På hvilket nivå forekommer konvergens?

Når vi forstår forskjellen mellom evolusjonær konvergens og paralleller, oppstår et veldig interessant spørsmål: når naturlig utvalg favoriserer utviklingen av lignende egenskaper, forekommer det under de samme genene, eller kan det involvere forskjellige gener og mutasjoner som resulterer i lignende fenotyper?

Basert på bevisene som er generert så langt, ser svaret på begge spørsmålene ut til 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 "gjenbrukt" i evolusjonær evolusjon, er det empiriske bevis som søker å belyse saken..

Endringer som involverer de samme gener

For eksempel har den gjentatte utviklingen av blomstringstider i planter, insekticidmotstand hos insekter og pigmentering hos virveldyr og virvelløse dyr vist seg å forekomme gjennom endringer som involverer de samme gener..

Imidlertid, for visse trekk, kan bare et lite antall gener endre egenskapen. Ta synet: endringer i fargesynet må nødvendigvis forekomme i endringer relatert til opsin-gener.

I motsetning, i andre egenskaper er genene som kontrollerer dem flere. Cirka 80 gener er involvert i blomstringstidene til planter, men endringer har bare blitt påvist gjennom evolusjonen i noen få.

Eksempler

I 1997 lurte Moore og Willmer på hvor vanlig fenomenet konvergens er.

For disse forfatterne forblir dette spørsmålet ubesvart. De hevder at, basert på eksemplene som er beskrevet hittil, er det relativt høye nivåer av konvergens. Imidlertid hevder de at det fortsatt er en betydelig undervurdering av evolusjonær konvergens i organiske vesener.

I evolusjonsbøker finner vi et titalls klassiske eksempler på konvergens. Hvis leseren ønsker å utvide sin kunnskap om emnet, kan han konsultere McGhees bok (2011), hvor han vil finne mange eksempler i forskjellige grupper av livets tre..

Flytur hos virveldyr

I organiske vesener er et av de mest forbløffende eksemplene på evolusjonær konvergens utseendet til flukt i tre linjer av virveldyr: fugler, flaggermus og de nå utdøde pterodaktylene..

Faktisk går konvergens i nåværende flygende virveldyrsgrupper utover å ha forbenene modifisert til strukturer som tillater flyging..

En rekke fysiologiske og anatomiske tilpasninger deles mellom begge gruppene, for eksempel karakteristikken ved å ha kortere tarm som antas å redusere individets masse under flyturen, noe som gjør det billigere og mer affektivt..

Enda mer overraskende, forskjellige forskere har funnet evolusjonære konvergenser innen flaggermus og fuglgrupper på familienivå..

Flaggermus i familien Molossidae ligner for eksempel medlemmer av familien Hirundinidae (sveler og allierte) hos fugler. Begge gruppene er preget av rask flyging i høye høyder, med lignende vinger..

På samme måte konvergerer medlemmer av familien Nycteridae på forskjellige måter med passerinefugler (Passeriformes). Begge flyr i lave hastigheter, og har evnen til å manøvrere gjennom vegetasjon.

Aye-aye og gnagere

Et fremragende eksempel på evolusjonær konvergens er å finne når man analyserer to grupper av pattedyr: aye-gårdag og ekorn..

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

Dermed har aye-aye tilpasninger som har vært relatert til dens trofiske vaner, for eksempel akutt hørsel, forlengelse i langfingeren og tenner med voksende fortenner..

Når det gjelder protesen, ligner den i flere henseender gnagere. Ikke bare i utseendet til fortennene, de deler også en ekstraordinært lik tannformel.

Utseendet mellom de to taxaene 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 innen biokjemiske vitenskaper19(1), 15-18.
  2. Greenberg, G., & Haraway, M. M. (1998). Komparativ psykologi: En håndbok. Routledge.
  3. Kliman, R. M. (2016). Encyclopedia of Evolutionary Biology. Akademisk presse.
  4. Losos, J. B. (2013). Princeton-guiden til evolusjon. Princeton University Press.
  5. McGhee, G. R. (2011). Konvergent evolusjon: begrensede former vakreste. MIT Trykk.
  6. Morris, P., Cobb, S., & Cox, P. G. (2018). Konvergent evolusjon i Euarchontoglires. Biologibrev14(8), 20180366.
  7. Rice, S. A. (2009). Encyclopedia of evolution. Infobase Publishing.
  8. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Biologi: begreper og anvendelser uten fysiologi. Cengage læring.
  9. Stayton C. T. (2015). Hva betyr konvergent evolusjon? Tolkningen av konvergens og dens implikasjoner i jakten på grenser for evolusjon. Grensesnittfokus5(6), 20150039.
  10. Wake, D. B., Wake, M. H., & Specht, C. D. (2011). Homoplasi: fra å oppdage mønster til å bestemme prosess og evolusjonsmekanisme. vitenskap331(6020), 1032-1035.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.