Heterokron peramorfose og pedomorfose (med eksempler)

1287
Simon Doyle

De heterokronier de er et sett med morfologiske endringer - avgjørende i makroevolusjonen - som skjer på grunn av modifikasjoner eller arrangementer i hastigheten og kronologien i utviklingen. De er klassifisert i to store familier: pedomorfose og peramorfose.

Den første, pedomorfose, refererer til oppbevaring av ungdomsutseendet av den voksne, hvis vi sammenligner dem med forfedrenes art. I motsetning til dette, i peramorphosis (også kjent som rekapitulering), har de voksne overdrevne egenskaper i den etterkommende arten..

Kilde: I, Drow male [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) eller CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Hver av disse heterokronefamiliene har i sin tur tre mekanismer som gjør det mulig å forklare eksistensen av de nevnte mønstrene. For pedomorfose er de progenese, neoteny og post-fortrengning, mens mekanismene for peramorphosis er hypermorfose, akselerasjon og pre-fortrengning..

For øyeblikket er forståelse av forholdet mellom utviklingsmønstre og evolusjon et av de mest ambisiøse målene til biologer, og det ble derfor “evo-devo” -disiplinen ble født. Heterokronier er et sentralt begrep i denne grenen.

Artikkelindeks

  • 1 Hva er heterokronier?
  • 2 På hvilket nivå forekommer heterokronier?
  • 3 Hvordan studerer du??
  • 4 Ontogenetiske prosesser som påvirker vekstraten
    • 4.1 Pedorfose
    • 4.2 Peramorfose
  • 5 eksempler
    • 5.1 Heterokronier i utviklingen av Drosophila
    • 5.2 Salamandere
    • 5.3 Mennesker
  • 6 Referanser

Hva er heterokronier?

Tradisjonelt snakker man 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 hos medlemmene i en befolkning..

I motsetning til dette, i henhold til valutakursen, makroevolusjon, innebærer det akkumulering av endringer på et mikroevolusjonært nivå som fører til diversifisering. Den berømte paleontologen og evolusjonsbiologen S. J. Gould peker på to hovedmåter som makroevolusjonær endring kan skje: innovasjon og heterokronier..

Heterokronier er alt det sett med variasjoner som oppstår under den individens ontogenetiske utvikling, når det gjelder tidspunktet for utseendet til en karakter eller i hastigheten for dannelsen. Denne ontogenetiske endringen har fylogenetiske konsekvenser.

I lys av evolusjonær biologi tjener heterokronier til å forklare et bredt spekter av fenomener og fungerer som et begrep som forener en modell for å forklare mangfold med fenomener knyttet til utvikling..

I dag har konseptet fått stor popularitet, og forskere bruker det på forskjellige nivåer - det forstår ikke lenger utelukkende morfologi - inkludert cellulære og molekylære nivåer..

På hvilket nivå forekommer heterokronier?

Sammenligningen som ble etablert i heterokroniene er laget basert på etterkommerne sammenlignet med deres forfedre. Med andre ord sammenlignes etterkommerne til en gruppe med den ytre gruppen. Dette fenomenet kan forekomme på forskjellige nivåer - kaller det populasjon eller art..

For eksempel er vi klar over at i alle våre individer ikke alle utviklingsfenomener forekommer samtidig hos alle individer: alderen med tenneskift er ikke homogen i befolkningen, og heller ikke alderen til den første menstruasjonen hos jenter.

En nøkkelfaktor er tidsrammen som er brukt i studien. Det anbefales at det er en midlertidig begrenset studie av en nært beslektet gruppe.

Omvendt vil sammenligninger på høyere nivåer (for eksempel phyla) ved bruk av tilnærmet utvalg av tidsperioder bli vektlagt og vil avdekke skårede mønstre av forskjeller som ikke kan brukes til å utlede prosesser..

Hvordan studerer du?

Den enkleste og raskeste måten å finne de potensielle evolusjonære hendelsene som kan forklares med heterokronier, er å observere og analysere den fossile posten. Tanken i denne prosedyren er å kunne gjenkjenne endringene som har skjedd med hensyn til størrelse og alder.

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

Ontogenetiske prosesser som påvirker vekstraten

Pedormofose

Pedomorfose oppstår når voksne former viser typiske trekk eller egenskaper hos ungdommer.

Det er tre hendelser som kan føre til pedomorfose. Den første er progenese, der tidspunktet for dannelsen av egenskapen forkortes, vanligvis forårsaket av fremgang i seksuell modenhet.

Neotheoni, derimot, reduserer endringshastigheten i ontogenetisk utvikling. Derfor opprettholdes de ungdommelige funksjonene hos den voksne. Til slutt innebærer post-forskyvning utvikling av et særtrekk..

Peramorfose

Peramorphosis er en overdrivelse eller en utvidelse av en viss morfologi hos det voksne individet, sammenlignet med sin forfader.

Som ved pedomorfose kan peramorfose forklares med tre hendelser. Hypermorfose omfatter en forsinkelse i modningsalderen, slik at kroppen vokser til modenhet kommer. Denne prosessen representerer en utvidelse av den ontogenetiske prosessen.

Akselerasjon refererer til økningen i valutakurser. I motsetning til forrige tilfelle er alderen for seksuell modenhet i akselerasjon den samme for forfedre og etterkommere. Til slutt refererer pre-fortrengning til det første utseendet til et trekk.

Hos virveldyr ser peramorfose ut til å være mer en teoretisk modell enn en hendelse som skjer i virkeligheten. Det er knappe data og i veldig spesifikke tilfeller av prosessen.

Eksempler

Heterokronier i utviklingen av Drosophila

Heterokronier kan også studeres på molekylært nivå, og det er forskjellige metoder for å utføre disse undersøkelsene.

For eksempel søkte Kim et al. (2000) å forstå heterokronier i tidlig utvikling av forskjellige arter av Drosophila - kjent som en fruktflue.

Resultatene antyder at i de tre evaluerte artene (D. melanogaster, D. simulans, Y D. pseudoobscura) det er en tidsmessig forskyvning av den ontogenetiske banen i de tidlige stadiene av utviklingen. D. simulans viste tidligere uttrykksmønstre, etterfulgt av D. melanogaster og slutter med og D. pseudoobscura.

Tidsskalaene der genuttrykk varierte mellom arter, var mindre enn en halv time. Forfatterne spekulerer i at det er epigenetiske interaksjoner mellom uttrykket av de studerte genene og synkroniseringen av cellesyklusen som fører til morfologiske forskjeller mellom arter..

Salamandere

Salamandere er det klassiske eksemplet på neoteny, spesielt arten Ambystoma mexicanum. De voksne former for denne arten viser sine karakteristiske gjeller, som er typiske for ungdomstrinnene..

Mennesker

Det spekuleres i at menneskets morfologi er et produkt av en neoteny hendelse. Hvis vi for eksempel sammenligner strukturen til hodeskallen vår, vil vi finne flere likheter med en juvenil form av vår forfedre enn med voksenvariasjonene.

Referanser

  1. Goswami, A., Foley, L., & Weisbecker, V. (2013). Mønstre og implikasjoner av omfattende heterokroni i lukking av kjøttetende kranial sutur. Tidsskrift for evolusjonær biologi26(6), 1294-1306.
  2. Hickman, C. P., Roberts, L. S., Larson, A., Ober, W. C., og 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 heterokroni i den tidlige utviklingen av DrosophilaProceedings of the National Academy of Sciences97(1), 212-216.
  5. Smith, K. K. (2003). Tids pil: heterokroni og utviklingen av utvikling. International Journal of Developmental Biology47(7-8), 613-621.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.