Konvergentne areng selles, mida see koosneb ja näited



The lähenev areng on fenotüüpiliste sarnasuste tekkimine kahes või enamas reas, sõltumatult. Üldiselt täheldatakse seda mustrit siis, kui asjaomased rühmad allutatakse sarnastele keskkondadele, mikrokeskkondadele või eluviisidele, mille tulemuseks on samaväärne selektiivne rõhk..

Seega suurendavad kõnealused füsioloogilised või morfoloogilised omadused bioloogilist piisavust (sobivus konkurentsivõime nendes tingimustes. Kui lähenemine toimub teatavas keskkonnas, võib seda intuitiivselt hinnata kohanduv. Siiski on vaja täiendavaid uuringuid, et kontrollida omaduse funktsionaalsust, kasutades tõendeid selle kohta, et see tegelikult suurendab sobivus elanikkonnast.

Kõige olulisemate konvergentsete arengute näidetena võib mainida ka lendu selgroogsetel, silma selgroogsetel ja selgrootutel, fusiformi vorme kalades ja veeimetajates..

Indeks

  • 1 Mis on lähenev areng??
    • 1.1 Üldised määratlused
    • 1.2 Soovitatud mehhanismid
    • 1.3 Evolutsioonilised tagajärjed
  • 2 Evolutsiooniline lähenemine versus paralleelsus
  • 3 Konvergents versus lahknevus
  • 4 Millisel tasemel lähenemine toimub??
    • 4.1 Samade geenide muutused
  • 5 Näited
    • 5.1 Lend selgroogsetel
    • 5.2 Närilised ja närilised
  • 6 Viited

Mis on lähenev areng??

Kujutage ette, et me teame kahte inimest, kes füüsiliselt üksteisega palju sarnanevad. Mõlemal on sama kõrgus, silmade värvus ja sarnased juuksed. Tema omadused on sarnased. Tõenäoliselt eeldame, et kaks inimest on vennad, nõod või võib-olla ka kauged sugulased.

Sellest hoolimata ei oleks üllatav teada, et meie näites ei ole inimeste vahel tihedat sugulussuhet. Sama juhtub suurel määral ka evolutsioonis: mõnikord ei ole sarnastel vormidel ühist värskemat ühist esivanemat.

See tähendab, et kogu evolutsiooni käigus saab omandada sarnased omadused kahes või enamas grupis sõltumatu.

Üldmõisted

Bioloogid kasutavad evolutsioonilise lähenemise või lähenemise jaoks kahte üldmõistet. Mõlemad määratlused nõuavad, et kaks või enam liini areneksid üksteisega sarnased tähemärgid. Määratlus hõlmab tavaliselt mõistet "evolutsiooniline sõltumatus", isegi kui see on kaudne.

Mõisted erinevad siiski konkreetse evolutsioonilise protsessi või mehhanismi jaoks, mis on vajalik mustri saamiseks.

Mõned lähenemise mõisted, millel puudub mehhanism, on järgmised: "sarnaste omaduste iseseisev areng esivanemate omadustest" või "sarnaste omaduste kujunemine sõltumatutel evolutsioonilistel liinidel".

Soovitatavad mehhanismid

Seevastu eelistavad teised autorid integreerida mehhanismi coevolutioni kontseptsiooni, et selgitada mustrit.

Näiteks "sarnaste omaduste sõltumatu areng kaugelt seotud organismides sarnaste keskkondade või eluvormide kohanduste tõttu".

Mõlemat mõistet kasutatakse laialdaselt teaduslikes artiklites ja kirjanduses. Evolutsioonilise lähenemise oluline mõte on mõista, et kaasatud sugulaste ühine esivanem oli algseisundis erinev.

Evolutsioonilised tagajärjed

Järgides lähenemise määratlust, mis sisaldab mehhanismi (mainitud eelmises osas), selgitab ta fenotüüpide sarnasust tänu taksonite selektiivse surve sarnasusele..

Arengu valguses tõlgendatakse seda kohanduste mõttes. See tähendab, et funktsioonid, mis saadakse tänu konvergentsile, on nimetatud andmekandja kohandused, kuna see suurendaks mingil viisil selle sobivus.

Siiski on juhtumeid, kus toimub evolutsiooniline lähenemine ja omadus ei ole kohanemisvõimeline. See tähendab, et asjaomased liinid ei ole samade selektiivsete surve all.

Evolutsiooniline lähenemine versus paralleelsus

Kirjanduses on tavaline leida vahet lähenemise ja paralleelsuse vahel. Mõned autorid kasutavad võrreldavate rühmade vahelist evolutsioonilist kaugust, et eraldada kaks mõistet.

Tunnuse korduvat arengut kahes või enamas organismirühmas loetakse paralleelseks, kui sarnased fenotüübid arenevad seotud sugulussuundades, samas kui lähenemine hõlmab sarnaste tunnuste muutumist eraldi või suhteliselt kaugel liinidel.

Teine lähenemise ja paralleelsuse määratlus püüab neid eraldada struktuuris osalevate arenguteede poolest. Selles kontekstis tekitab konvergentne evolutsioon sarnaseid omadusi erinevate arenguteede kaudu, samal ajal kui paralleelne areng seda teeb sarnaselt.

Paralleelse ja läheneva evolutsiooni erinevus võib aga olla vastuoluline ja muutuda veelgi keerulisemaks, kui me langeme asjaomase tunnuse molekulaarsete aluste tuvastamiseks. Nendest raskustest hoolimata on mõlema mõistega seotud evolutsioonilised tagajärjed olulised.

Konvergents versus lahknevus

Kuigi valik soosib sarnaseid fenotüüpe sarnases keskkonnas, ei ole see kõikidel juhtudel rakendatav nähtus.

Sarnasused vormide ja morfoloogia seisukohalt võivad organismid üksteisega konkureerida. Selle tulemusena soosib valik valikulisi erinevusi liikide vahel, mis eksisteerivad kohapeal, tekitades pingeid lähenemise ja lahknevuse astmete vahel, mis on eeldatavad konkreetse elupaiga jaoks..

Üksikisikud, kes on niši lähedal ja millel on märkimisväärne kattuvus, on kõige võimsamad konkurendid, kes põhinevad nende fenotüübilisel sarnasusel, mis sunnib neid kasutama ressursse sarnaselt.

Nendel juhtudel võib lahknev valik põhjustada fenomeni, mida nimetatakse adaptiivseks kiirguseks, kus sugupuu tekitab lühikese aja jooksul erinevaid liike, millel on väga erinevad ökoloogilised rollid. Kohanduvat kiirgust soodustavad tingimused hõlmavad muu hulgas keskkonna heterogeensust, röövloomade puudumist.

Kohanevat kiirgust ja lähenevat arengut peetakse sama "areneva valuuta" kaheks küljeks..

Millisel tasemel lähenemine toimub??

Arusaam evolutsioonilise lähenemise ja paralleelsuse erinevusest tekib väga huvitav küsimus: kui looduslik valik soosib sarnaste tunnuste arengut, kas see toimub samade geenide all või kas need võivad hõlmata erinevaid geene ja mutatsioone, mis põhjustavad sarnaseid fenotüüpe??

Seniste tõendite kohaselt näib vastus mõlemale küsimusele olevat jah. On uuringuid, mis toetavad mõlemat argumenti.

Kuigi siiani ei ole konkreetset vastust sellele, miks mõned geenid evolutsioonilises evolutsioonis "taaskasutatakse", on empiirilised tõendid, mis püüavad selgitada probleemi.

Sama geeniga seotud muutused

Näiteks on näidatud, et taimede õitsemisaegade korduv areng, putukate insektitsiidide resistentsus ja selgroogsete ja selgrootute pigmentatsioon on toimunud samade geenide muutuste kaudu..

Teatud tunnuste puhul võib omadusi muuta ainult väike arv geene. Vaadake nägemise korral: värvi nägemise muutused peavad tingimata esinema opsiini geenidega seotud muutustes.

Seevastu teistes omadustes on neid kontrollivad geenid arvukamad. Taimede õitsemise ajal osales umbes 80 geeni, kuid muutuste jooksul on evolutsiooni käigus ilmnenud ainult muutusi.

Näited

1997. aastal küsisid Moore ja Willmer endalt, kui tavaline on lähenemise nähtus.

Nende autorite jaoks jääb see küsimus vastuseta. Nad väidavad, et vastavalt siiani kirjeldatud näidetele on lähenemise suhteliselt kõrge. Siiski viitavad nad sellele, et mahepõllumajanduslike olendite evolutsiooniline lähenemine on ikka veel alahinnatud.

Evolutsiooniraamatutes leiame kümmekond klassikalist lähenemist. Kui lugeja soovib oma teadmisi selle teema kohta laiendada, võib ta tutvuda McGhee raamatuga (2011), kus ta leiab mitmeid näiteid elupuu erinevates rühmades..

Lend selgroogsetel

Mahepõllumajanduslikes olendites on üks kõige silmapaistvamaid näiteid evolutsioonilisest lähenemisest, kui lennud ilmuvad kolme selgroogse liini hulka: linnud, nahkhiired ja juba kadunud pterodaktüülid.

Tegelikult läheb praeguste lendavate selgroogsete rühmade lähenemine kaugemale sellest, kui on muudetud esiosasid konstruktsioonides, mis võimaldavad lendu.

Mõlema rühma vahel jagatakse mitmeid füsioloogilisi ja anatoomilisi kohandusi, näiteks lühemate soolte omapära, mis tõenäoliselt vähendab üksikisiku massi lennu ajal, muutes selle odavamaks ja tundlikumaks.

Veelgi üllatavam on, et erinevad teadlased on leidnud, et nahkhiir- ja linnugruppides on perekonna tasandil evolutsioonilised lähenemised.

Näiteks perekonna Molossidae nahkhiired on sarnased Hirundinidae perekonna liikmetele (neelavad ja liitlased) lindudel. Mõlemat rühma iseloomustab kiire lend suurtel kõrgustel, millel on sarnased tiivad.

Samamoodi lähenevad Nycteridae perekonna liikmed mitmetes aspektides passerine lindudele (Passeriformes). Mõlemad sõidavad madala kiirusega ja neil on taimestikus manööverdusvõime.

Aye-aye ja närilised

Kahe imetajate grupi analüüsimisel leitakse silmapaistev näide evolutsioonilisest lähenemisest: aye-ayer ja oravad.

Täna, aye-aye (Daubentonia madagascariensis) klassifitseeritakse Madriidlaste endeemiliseks lemuriformi primaadiks. Selle ebatavaline toit on põhiliselt putukad.

Seega on aye-ayel kohandusi, mis on seotud tema troofiliste harjumustega, nagu äge kuulmine, keskmise sõrme pikendamine ja hambaproteeside suurenemine suurenevate lõikehambadega..

Hammaste osas meenutab see mitmel moel närilist. Ka mitte ainult lõikehamba välimusel on neil erakordselt sarnane hambaprotees.

Mõlema taksoni välimus on nii silmatorkav, et esimesed taksonoomid klassifitseerisid koos teiste oravadega perekonda Sciurus.

Viited

  1. Doolittle, R. F. (1994). Konvergentne areng: vajadus olla selge. Biokeemiliste teaduste suundumused, 19(1), 15-18.
  2. Greenberg, G., & Haraway, M. M. (1998). Võrdlev psühholoogia: käsiraamat. Routledge.
  3. Kliman, R. M. (2016). Evolutsioonilise bioloogia entsüklopeedia. Academic Press.
  4. Losos, J. B. (2013). Princetoni juhend evolutsiooni kohta. Princetoni ülikooli press.
  5. McGhee, G. R. (2011). Convergent evolution: piiratud vormid kõige ilusamad. MIT Press.
  6. Morris, P., Cobb, S., & Cox, P. G. (2018). Konvergentne evolutsioon Euarchontoglires. Bioloogia tähed, 14(8), 20180366.
  7. Rice, S. A. (2009). Arengu entsüklopeedia. Infobase Publishing.
  8. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Bioloogia: mõisted ja rakendused ilma füsioloogiata. Cengage'i õppimine.
  9. Stayton C. T. (2015). Mida tähendab konvergentne areng? Lähenemise tõlgendamine ja selle mõju evolutsiooni piiride otsimisele. Liidese fookus, 5(6), 20150039.
  10. Wake, D. B., Wake, M. H., & Specht, C. D. (2011). Homoplasy: alates mustri avastamisest evolutsiooniprotsessi ja mehhanismini. teadus, 331(6020), 1032-1035.