Konvergent utveckling i vad den består och exempel



den konvergent utveckling är framväxten av fenotypiska likheter i två eller flera linjer, oberoende. I allmänhet observeras detta mönster när de involverade grupperna utsätts för liknande miljöer, mikromiljöer eller livsformer som resulterar i ekvivalenta selektiva tryck..

Således ökar de fysiologiska eller morfologiska egenskaperna i fråga den biologiska tillräckligheten (fitness) och konkurrenskraften under dessa förhållanden. När konvergensen sker i en viss miljö kan det intuiteras att denna funktion är av typen adaptiv. Men ytterligare studier behövs för att verifiera egenskapens funktionalitet, genom bevis för att stödja att det i själva verket ökar fitness av befolkningen.

Bland de mest anmärkningsvärda exemplen på konvergent utveckling kan vi nämna flyget i ryggradsdjur, ögat hos ryggradsdjur och ryggradslösa djur, fusiforma former i fisk och vattenlevande däggdjur..

index

  • 1 Vad är konvergerande evolution??
    • 1.1 Allmänna definitioner
    • 1.2 Föreslagna mekanismer
    • 1.3 Evolutionära konsekvenser
  • 2 Evolutionskonvergens kontra parallellitet
  • 3 Konvergens mot divergens
  • 4 På vilken nivå uppträder konvergens??
    • 4.1 Förändringar som involverar samma gener
  • 5 exempel
    • 5.1 Flyg i ryggradsdjur
    • 5.2 Aye-aye och gnagare
  • 6 referenser

Vad är den konvergerande utvecklingen??

Föreställ dig att vi känner till två personer som fysiskt ser mycket ut som varandra. Båda har samma höjd, ögonfärg och liknande hår. Hans egenskaper är också lika. Vi antar förmodligen att de två personerna är bröder, kusiner eller kanske avlägsna släktingar.

Trots detta skulle det inte vara en överraskning att veta att det inte finns något nära släktskapsförhållande mellan folket i vårt exempel. Samma händer, i stor skala, i evolutionen: ibland delar inte liknande former en nyfiken gemensam förfader.

Det vill säga under hela evolutionen kan egenskaper som liknar två eller flera grupper förvärvas i en oberoende.

Allmänna definitioner

Biologer använder två allmänna definitioner för evolutionskonvergens eller konvergens. Båda definitionerna kräver att två eller flera linjer utvecklar tecken som liknar varandra. Definitionen brukar integrera termen "evolutionellt oberoende", även om det är implicit.

Däremet skiljer sig definitionerna i den specifika evolutionära processen eller mekanismen som krävs för att erhålla mönstret.

Vissa definitioner av konvergens som saknar mekanism är "oberoende utveckling av liknande egenskaper från en uråldrig drag" eller "liknande utveckling i oberoende evolutionära linjer".

Föreslagna mekanismer

Däremot föredrar andra författare att integrera en mekanism i begreppet samvolution för att förklara mönstret.

Till exempel "den oberoende utvecklingen av liknande egenskaper i distansrelaterade organismer på grund av framväxten av anpassningar till liknande miljöer eller livsformer".

Båda definitionerna används i stor utsträckning i vetenskapliga artiklar och litteratur. Den avgörande tanken bakom den evolutionära konvergensen är att förstå att den gemensamma förfaderen till de involverade linjerna hade ett initialt tillstånd annorlunda.

Evolutionära konsekvenser

Enligt definitionen av konvergens som innefattar en mekanism (som nämns ovan), förklarar detta likheten av fenotyper grund av likheten mellan de selektiva tryck som upplever taxa.

Under evolutionsljuset tolkas detta i form av anpassningar. Det vill säga de funktioner som erhålls tack vare konvergens är anpassningar för mediet, eftersom det på något sätt skulle öka sin fitness.

Det finns emellertid fall där evolutionär konvergens uppträder och egenskapen inte är adaptiv. Det innebär att de involverade linjerna inte är under samma selektiva tryck.

Evolutionär konvergens kontra parallellitet

I litteraturen är det vanligt att skilja mellan konvergens och parallellitet. Vissa författare använder det evolutionära avståndet mellan de grupper som ska jämföras för att skilja de två begreppen.

Upprepad utveckling av en egenskap i två eller flera grupper av organismer paralleller betraktas huruvida liknande fenotyper relaterade härstamningar utvecklas, medan konvergensen involverar utvecklingen av liknande egenskaper i separata linjer eller relativt avlägsen.

En annan definition av konvergens och parallellitet syftar till att skilja dem från de utvecklingsvägar som är inblandade i strukturen. I detta sammanhang producerar den konvergenta utvecklingen liknande egenskaper genom olika utvecklingsvägar, medan parallellutvecklingen gör det på liknande sätt.

Skillnaden mellan parallell och konvergent evolution kan emellertid vara kontroversiell och blir ännu mer komplicerad när vi går ner till identifieringen av de molekylära baserna av det aktuella draget. Trots dessa svårigheter är de evolutionära konsekvenserna som är relaterade till båda begreppen väsentliga.

Konvergens mot divergens

Även om valet gynnar liknande fenotyper i liknande miljöer, är det inte ett fenomen som kan tillämpas i alla fall.

Likheterna, ur form och morfologi, kan leda organismer att konkurrera med varandra. Som ett resultat, gynnar valet skillnader mellan arter som samexisterar lokalt, skapar en spänning mellan graden av konvergens och divergens förväntas för en viss livsmiljö.

Individer som är nära och har en betydande nisch överlappning, är den mest kraftfulla konkurrenter - baserat på deras fenotypiska likheter, vilket leder dem att utnyttja resurserna på samma sätt.

I dessa fall kan det divergerande urvalet leda till ett fenomen som kallas adaptiv strålning, där en släde ger upphov till olika arter med stor mångfald av ekologiska roller på kort tid. De förhållanden som gynnar adaptiv strålning omfattar bland annat heterogenitet, frånvaron av rovdjur, bland andra.

Adaptiva strålningar och konvergent utveckling betraktas som två sidor av samma "evolutionära valuta".

På vilken nivå uppträder konvergens??

Genom att förstå skillnaden mellan evolutions konvergens och paralleller uppstår en intressant fråga: när det naturliga urvalet gynnar utvecklingen av liknande egenskaper förekommer det under samma gener, eller kan innebära olika gener och mutationer som resulterar i liknande fenotyper?

Enligt de bevis som hittills genererats verkar svaret på båda frågorna vara ja. Det finns studier som stöder båda argumenten.

Trots att det hittills inte finns något konkret svar på varför några gener återanvänds i evolutionär evolution finns det empiriska bevis som syftar till att belysa frågan.

Förändringar som involverar samma gener

Det har till exempel visat sig att den upprepade utvecklingen av blomningstider i växter, motstånd mot insekticider i insekter och pigmentering hos ryggradsdjur och ryggradslösa djur har uppstått genom förändringar som involverar samma gener.

För vissa egenskaper kan dock bara ett litet antal gener ändra egenskapen. Ta saken med sikte: Ändringar i färgvision måste nödvändigtvis ske i förändringar relaterade till opsingener.

Däremot är de gener som styr dem i andra egenskaper mer talrika. Vid tidpunkten för blommande av plantorna som är involverade omkring 80 gener, men endast förändringar har visats under hela utvecklingen i några få.

exempel

År 1997 frågade Moore och Willmer sig hur vanligt fenomenet konvergens är.

För dessa författare är den här frågan obesvarad. De hävdar att enligt de exemplen som hittills beskrivits finns det relativt höga konvergensnivåer. De föreslår emellertid att det fortfarande finns en betydande underskattning av evolutionskonvergensen i organiska varelser.

I evolutionböckerna hittar vi ett dussin klassiska exempel på konvergens. Om läsaren vill bredda sin kunskap om ämnet kan han konsultera McGhees bok (2011), där han kommer att hitta många exempel i olika grupper av livets träd.

Flygningen i ryggradsdjur

I organiska varelser är ett av de mest slående exempel på evolutionskonvergens utseendet av flygning i tre ryggradsledningar: fåglar, fladdermöss och de redan utdöda pterodaktylerna.

Faktum är att konvergensen i grupperna av nuvarande flygande ryggradsdjur går utöver att ha modifierat främre ben i strukturer som tillåter flygning.

Ett antal fysiologiska och anatomiska anpassningar delas mellan båda grupperna, som det karakteristiska att ha kortare tarmar som antas minska massan hos individen under flygningen, vilket gör den billigare och mer affektiv.

Ännu mer överraskande har olika forskare funnit evolutionskonvergenser inom fladdermusen och fågelgrupperna på familjenivå.

Till exempel, fladdermöss av familjen Molossidae liknar medlemmar av familjen Hirundinidae (svallar och allierade) hos fåglar. Båda grupperna kännetecknas av en snabb flygning, vid höga höjder, som uppvisar liknande vingar.

På samma sätt konvergerar medlemmarna av Nycteridae-familjen i flera aspekter med passerinfåglar (Passeriformes). Båda flyger med låga hastigheter och har möjlighet att manövrera inom växtligheten.

Aye-aye och gnagare

Ett framträdande exempel på evolutionskonvergens finns vid analys av två grupper av däggdjur: aye-ayer och ekorrar.

Idag är aye-aye (Daubentonia madagascariensis) klassificeras som en lemiformiformpopat endemisk till Madagaskar. Dess ovanliga diet består i grunden av insekter.

Således har aye-aye anpassningar som har relaterats till sina trofiska vanor, såsom akut hörsel, förlängning av långfinger och proteser med ökande snedställningar..

När det gäller tandvård, liknar den i flera avseenden en gnagare. Inte bara i framträdande utseende, delar de också en ovanligt liknande tandform.

Utseendet mellan båda taxorna är så slående att de första taxonomerna klassificerade aye-aye tillsammans med de andra ekorren i släktet Sciurus.

referenser

  1. Doolittle, R. F. (1994). Konvergent utveckling: behovet av att vara explicit. Trender i biokemiska vetenskaper, 19(1), 15-18.
  2. Greenberg, G., & Haraway, M. M. (1998). Jämförande psykologi: En handbok. Routledge.
  3. Kliman, R. M. (2016). Encyclopedia of Evolutionary Biology. Academic Press.
  4. Losos, J. B. (2013). Princeton guide till evolutionen. Princeton University Press.
  5. McGhee, G. R. (2011). Konvergent utveckling: begränsade former vackraste. MIT Press.
  6. Morris, P., Cobb, S., & Cox, P.G. (2018). Konvergent utveckling i Euarchontoglires. Biologibrev, 14(8), 20180366.
  7. Rice, S.A. (2009). Encyclopedia of evolution. Infobase Publishing.
  8. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Biologi: begrepp och tillämpningar utan fysiologi. Cengage Learning.
  9. Stayton C. T. (2015). Vad betyder konvergerande evolution? Tolkningen av konvergens och dess konsekvenser i sökandet efter gränser för evolution. Gränssnittskonfiguration, 5(6), 20150039.
  10. Wake, D. B., Wake, M.H., & Specht, C.D. (2011). Homoplasi: från detektering av mönster för att bestämma process och evolutionsmekanism. vetenskap, 331(6020), 1032-1035.