Конвергентна еволюция в това, което се състои и примери



на конвергентна еволюция е появата на фенотипни сходства в две или повече линии, независимо. Като цяло, този модел се наблюдава, когато участващите групи се подлагат на подобни среди, микросреда или начини на живот, които водят до еквивалентно селективно налягане..

Следователно, въпросните физиологични или морфологични характеристики увеличават биологичната адекватност (фитнес) и конкурентоспособността при тези условия. Когато конвергенцията се случва в определена среда, може да се каже, че тази характеристика е от този тип адаптивна. Въпреки това са необходими по-нататъшни проучвания, за да се провери функционалността на характеристиката, чрез доказателства в подкрепа на това, че всъщност тя увеличава фитнес на населението.

Сред най-забележителните примери за конвергентна еволюция можем да споменем полета при гръбначни животни, окото на гръбначните и безгръбначните животни, както и други форми на риби и водни бозайници..

индекс

  • 1 Какво представлява конвергентната еволюция??
    • 1.1 Общи определения
    • 1.2 Предложени механизми
    • 1.3 Еволюционни последици
  • 2 Еволюционна конвергенция срещу паралелизъм
  • 3 Конвергенция спрямо дивергенция
  • 4 На какво ниво възниква конвергенцията??
    • 4.1 Промени, включващи едни и същи гени
  • 5 Примери
    • 5.1 Полет при гръбначни животни
    • 5.2. Ай-ай и гризачите
  • 6 Препратки

Какво е конвергентната еволюция??

Представете си, че знаем двама души, които физически изглеждат много като един на друг. И двете имат еднаква височина, цвят на очите и подобни коси. Неговите черти също са сходни. Вероятно ще предположим, че двамата са братя, братовчеди или може би далечни роднини.

Въпреки това, не би било изненада да научим, че в нашия пример няма близки отношения между хората. Същото се случва, в голям мащаб, в еволюцията: понякога подобни форми не споделят по-скорошен общ предшественик.

Това означава, че по време на еволюцията черти, които са сходни в две или повече групи, могат да бъдат придобити в a независим.

Общи определения

Биолозите използват две общи дефиниции за еволюционна конвергенция или конвергенция. И двете определения изискват две или повече линии да развиват символи, сходни помежду си. Дефиницията обикновено интегрира термина "еволюционна независимост", дори и да е имплицитен.

Определенията обаче се различават по специфичния еволюционен процес или механизъм, необходим за получаване на модела.

Някои дефиниции на конвергенция, които нямат механизъм, са следните: "независима еволюция на подобни характеристики от родовата черта", или "еволюция на подобни характеристики в независими еволюционни линии".

Предложени механизми

Обратно, други автори предпочитат да интегрират механизъм в концепцията за коеволюция, за да обяснят модела.

Например, "независимата еволюция на сходни характеристики в отдалечени сродни организми поради появата на адаптации към подобни среди или форми на живот".

И двете определения са широко използвани в научни статии и в литературата. Основната идея зад еволюционната конвергенция е да се разбере, че общият предшественик на участващите линии е имал първоначално състояние различен.

Еволюционни последици

Следвайки дефиницията за конвергенция, която включва механизъм (споменат в предишния раздел), той обяснява сходството на фенотипа благодарение на сходството на селективния натиск, който преживяват таксоните..

Под светлината на еволюцията, това се тълкува като адаптация. Това означава, че характеристиките, които се получават благодарение на конвергенцията, са адаптации за споменатата среда, тъй като това би увеличило по някакъв начин фитнес.

Въпреки това, има случаи, когато се случва еволюционна конвергенция и чертата не е адаптивна. Това означава, че засегнатите линии не са под един и същ селективен натиск.

Еволюционна конвергенция срещу паралелизъм

В литературата е обичайно да се намери разграничение между конвергенция и паралелизъм. Някои автори използват еволюционното разстояние между групите, за да бъдат сравнени, за да се разделят двете понятия.

Повтарящата се еволюция на черта в две или повече групи организми се счита за паралелизъм, ако подобни фенотипи се развиват в свързани линии, докато конвергенцията включва еволюцията на подобни черти в отделни или относително отдалечени линии..

Друга дефиниция за конвергенция и паралелизъм има за цел да ги раздели по отношение на пътищата за развитие, които участват в структурата. В този контекст конвергентната еволюция произвежда сходни характеристики по различни пътища на развитие, докато паралелната еволюция го прави по сходни начини.

Въпреки това, разграничението между паралелна и конвергентна еволюция може да бъде противоречиво и става още по-сложно, когато слизаме до идентифицирането на молекулярните основи на въпросната характеристика. Въпреки тези трудности, еволюционните последици, свързани с двете понятия, са съществени.

Конвергенция спрямо дивергенция

Въпреки че селекцията благоприятства подобни фенотипове в подобни среди, тя не е явление, което може да се приложи във всички случаи.

Сходствата, от гледна точка на формата и морфологията, могат да доведат организмите да се конкурират помежду си. Вследствие на това селекцията благоприятства разминаването между видовете, които съжителстват локално, създавайки напрежение между степените на сближаване и дивергенцията, които се очакват за дадено местообитание..

Лицата, които са близки и имат значително припокриване на нишата, са най-силните конкуренти - въз основа на фенотипното си сходство, което ги кара да използват ресурсите по подобен начин.

В тези случаи дивергентната селекция може да доведе до феномен, известен като адаптивна радиация, при която родословието поражда различни видове с голямо разнообразие от екологични роли в кратко време. Условията, които благоприятстват адаптивното излъчване, обхващат хетерогенността на околната среда, липсата на хищници, наред с други.

Адаптивните лъчения и конвергентната еволюция се разглеждат като две страни на една и съща "еволюционна валута".

На какво ниво се случва сближаването??

Разбирайки разликата между еволюционната конвергенция и паралелизма, възниква един много интересен въпрос: когато естественият подбор благоприятства еволюцията на подобни черти, той се появява при едни и същи гени или може да включва различни гени и мутации, които водят до подобни фенотипи??

Според доказателствата, получени досега, отговорът на двата въпроса изглежда е да. Има изследвания, които подкрепят и двата аргумента.

Въпреки че досега няма конкретен отговор на въпроса защо някои гени се използват повторно в еволюционната еволюция, има емпирични доказателства, които искат да изяснят проблема..

Промени, включващи същите гени

Например, доказано е, че повтарящата се еволюция на времената на цъфтеж в растенията, резистентността към инсектициди при насекоми и пигментацията при гръбначните и безгръбначните е станала чрез промени, включващи едни и същи гени..

Въпреки това, за някои черти, само малък брой гени могат да променят характеристиката. Вземете случая на видимост: промените в цветното зрение трябва задължително да се появят при промени, свързани с гените на опсина.

От друга страна, в други характеристики гените, които ги контролират, са по-многобройни. По време на цъфтежа на растенията са участвали около 80 гена, но в еволюцията са наблюдавани само промени в някои от тях.

Примери

През 1997 г. Мур и Уилмър се питат колко често се среща феноменът на конвергенцията.

За тези автори този въпрос остава без отговор. Те твърдят, че според описаните досега примери има сравнително високи нива на сближаване. Те обаче предполагат, че все още има значително подценяване на еволюционната конвергенция в органичните същества.

В еволюционните книги намираме дузина класически примери за сближаване. Ако читателят желае да разшири познанията си по темата, той може да се консултира с книгата на МакГий (2011), където ще намери много примери в различни групи от дървото на живота.

Полетът на гръбначните животни

В органичните същества един от най-ярките примери за еволюционно сближаване е появата на полет в три гръбначни линии: птици, прилепи и вече изчезнали птеродактили..

Всъщност, сближаването в групите на настоящите летящи гръбначни животни надхвърля възможността за промяна на предните крайници в структури, които позволяват полет.

Поредица от физиологични и анатомични адаптации се споделят между двете групи, като характеристиката на по-късите черва, които, вероятно, намаляват масата на индивида по време на полета, което я прави по-евтина и по-ефикасна.

Още по-изненадващо е, че различни изследователи са открили еволюционни конвергенции в групите на прилепите и птиците на ниво семейство.

Например прилепите от семейство Molossidae са подобни на членовете на семейството Hirundinidae (лястовици и съюзници) при птиците. И двете групи се характеризират с бърз полет, на големи височини, показващи подобни крила.

По същия начин, членовете на семейството Nycteridae се сливат в няколко аспекта с птици от вълци (Passeriformes). И двете летят на ниски скорости и имат способността да маневрират в рамките на растителността.

Ай-ай и гризачите

Известен пример за еволюционна конвергенция се открива, когато се анализират две групи бозайници: айеер и катерици..

Днес ай-айDaubentonia madagascariensis) е класифициран като лемуристки примат, ендемичен за Мадагаскар. Нейната необичайна диета се състои основно от насекоми.

Така, ай-ай има адаптации, които са свързани с неговите трофични навици, като остър слух, удължаване на средния пръст и протези с увеличаване на резците..

От гледна точка на зъбите, тя наподобява в няколко отношения тази на гризачи. Не само във външния вид на резците, те също споделят изключително сходна дентална формула.

Външният вид между двата таксона е толкова поразителен, че първите таксономи класифицират айе-ае, заедно с другите катерици, в рода Sciurus.

препратки

  1. Doolittle, R. F. (1994). Конвергентна еволюция: необходимостта да бъде изрично. Тенденции в биохимичните науки, 19(1), 15-18.
  2. Greenberg, G., & Haraway, M. M. (1998). Сравнителна психология: Наръчник. Routledge.
  3. Климан, Р. М. (2016). Енциклопедия на еволюционната биология. Академик Прес.
  4. Losos, J. B. (2013). Прънстънският наръчник за еволюцията. Пресцентър на Принстънския университет.
  5. McGhee, G. R. (2011). Конвергентна еволюция: ограничените форми са най-красиви. MIT Press.
  6. Morris, P., Cobb, S., & Cox, P.G. (2018). Конвергентна еволюция в Euarchontoglires. Биологични писма, 14(8), 20180366.
  7. Райс, С. А. (2009). Енциклопедия на еволюцията. Издаване на Infobase.
  8. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Биология: концепции и приложения без физиология. Cengage Learning.
  9. Stayton C. T. (2015). Какво означава конвергентна еволюция? Интерпретацията на конвергенцията и нейните последствия в търсенето на граници на еволюцията. Фокус на интерфейса, 5(6), 20150039.
  10. Wake, D. B., Wake, М. H., & Specht, C.D. (2011). Хомоплазия: от откриване на модел до процес на определяне и механизъм на еволюция. наука, 331(6020), 1032-1035.