KONVERGENT EVOLUTION: HVAD DEN BESTÅR AF OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025

Den konvergente udvikling er fremkomsten af ​​fænotypiske ligheder i to eller flere linjer uafhængigt. Generelt observeres dette mønster, når de involverede grupper udsættes for lignende miljøer, mikromiljøer eller livsformer, der omsættes til ækvivalente selektive tryk.

De fysiologiske eller morfologiske egenskaber øger således den biologiske egnethed (egnethed) og konkurrenceevne under sådanne forhold. Når konvergens finder sted i et bestemt miljø, kan det antydes, at denne egenskab er af den adaptive type. Imidlertid er der behov for yderligere undersøgelser for at verificere egenskaben ved egenskaben ved at bruge bevis for at understøtte, at det virkelig øger befolkningens kondition.

Eksempler på karakteristika, der deles af både delfiner og ichthyosaurer. Selvom de to er meget ens, er de phylogenetisk set meget fjerne, og de karakteristika, der er nævnt der, blev erhvervet uafhængigt.

Kilde: Skeptisk visning fra Wikimedia Commons

Blandt de mest bemærkelsesværdige eksempler på konvergent udvikling kan vi nævne flyvningen i hvirveldyr, øjet i hvirveldyr og hvirvelløse dyr, spindelformene blandt andre fisk og vandpattedyr.

Hvad er konvergent evolution?

Lad os forestille os, at vi møder to mennesker, der er fysisk helt ens. De har begge samme højde, øjenfarve og hårfarve. Deres funktioner er også ens. Vi antager sandsynligvis, at de to mennesker er søskende, fætre eller måske fjerne slægtninge.

På trods af dette ville det ikke være en overraskelse at vide, at der ikke er noget tæt familieforhold mellem mennesker i vores eksempel. Det samme er tilfældet i stor skala i evolutionen: undertiden har lignende former ikke en nyere fælles stamfar.

Det vil sige gennem hele evolutionen træk, der ligner i to eller flere grupper, kan erhverves uafhængigt.

Generelle definitioner

Biologer bruger to generelle definitioner til evolutionær konvergens eller konvergens. Begge definitioner kræver, at to eller flere linjer udvikler tegn, der ligner hinanden. Definitionen inkorporerer normalt udtrykket "evolutionær uafhængighed", skønt den er implicit.

Definitionerne er dog forskellige i den specifikke evolutionære proces eller mekanisme, der kræves for at opnå mønsteret.

Nogle definitioner af konvergens, der mangler mekanisme, er følgende: "uafhængig udvikling af lignende egenskaber fra en forfædres egenskab", eller "udvikling af lignende egenskaber i uafhængige evolutionære linjer".

Foreslåede mekanismer

I modsætning hertil foretrækker andre forfattere at integrere en mekanisme i begrebet coevolution for at forklare mønsteret.

F.eks. "Den uafhængige udvikling af lignende træk i fjernt beslægtede organismer på grund af fremkomsten af ​​tilpasninger til lignende miljøer eller livsformer."

Begge definitioner er vidt brugt i videnskabelige artikler og i litteraturen. Den afgørende idé bag evolutionær konvergens er at forstå, at den fælles stamfar til de involverede linjer havde en anden oprindelig tilstand.

Evolutionære implikationer

Efter definitionen på konvergens, der inkluderer en mekanisme (nævnt i det foregående afsnit), forklarer dette ligheden mellem fænotyperne takket være ligheden mellem det selektive pres, som taxaerne oplever.

I lyset af evolutionen fortolkes dette med hensyn til tilpasninger. Det vil sige, de træk, der opnås takket være konvergens, er tilpasninger til det nævnte miljø, da det på en eller anden måde ville øge deres egnethed.

Der er dog tilfælde, hvor evolutionær konvergens forekommer, og egenskaben er ikke adaptiv. Det vil sige, at de involverede linjer ikke er under det samme selektive pres.

Evolutionær konvergens kontra parallelisme

I litteraturen er det sædvanligt at finde en skelnen mellem konvergens og parallelisme. Nogle forfattere bruger den evolutionære afstand mellem grupperne, der skal sammenlignes for at adskille de to begreber.

Den gentagne udvikling af en egenskab i to eller flere grupper af organismer betragtes som en parallel, hvis lignende fænotyper udvikler sig i beslægtede linjer, medens konvergens involverer udviklingen af ​​lignende træk i separate eller relativt fjerne afstamninger.

En anden definition af konvergens og parallelisme søger at adskille dem med hensyn til de udviklingsveje, der er involveret i strukturen. I denne sammenhæng producerer konvergent evolution lignende egenskaber gennem forskellige udviklingsruter, mens parallel evolution gør det gennem lignende ruter.

Forskellen mellem parallel og konvergent evolution kan imidlertid være kontroversiel og bliver endnu mere kompliceret, når vi går ned på identifikationen af ​​det molekylære grundlag for det pågældende træk. På trods af disse vanskeligheder er de evolutionære konsekvenser forbundet med begge begreber væsentlige.

Konvergens versus divergens

Selvom selektion favoriserer lignende fænotyper i lignende miljøer, er det ikke et fænomen, der kan anvendes i alle tilfælde.

Ligheder, set ud fra form og morfologi, kan føre til, at organismer konkurrerer med hinanden. Som en konsekvens af dette favoriserer udvælgelse afvigelse mellem arter, der sameksisterer lokalt, hvilket skaber en spænding mellem graderne af konvergens og divergens, der forventes for et bestemt habitat.

Personer, der er tæt og har betydelig nicheoverlapning, er de mest magtfulde konkurrenter - baseret på deres fænotype lighed, hvilket fører dem til at udnytte ressourcer på en lignende måde.

I disse tilfælde kan divergerende selektion føre til et fænomen kendt som adaptiv stråling, hvor en afstamning giver anledning til forskellige arter med en stor mangfoldighed af økologiske roller på kort tid. Betingelserne, der fremmer adaptiv stråling, inkluderer miljømæssig heterogenitet, fraværet af rovdyr, blandt andre.

Adaptive stråling og konvergent evolution betragtes som to sider af den samme "evolutionære mønt".

På hvilket niveau forekommer konvergens?

Når man forstår forskellen mellem evolutionær konvergens og paralleller, opstår et meget interessant spørgsmål: når naturlig selektion favoriserer udviklingen af ​​lignende træk, forekommer det under de samme gener, eller kan det involvere forskellige gener og mutationer, der resulterer i lignende fænotyper?

Baseret på de hidtil frembragte beviser, synes svaret på begge spørgsmål at være ja. Der er undersøgelser, der understøtter begge argumenter.

Selv om der indtil nu ikke er noget konkret svar på, hvorfor nogle gener "genbruges" i den evolutionære udvikling, er der empiriske beviser, der søger at belyse sagen.

Ændringer, der involverer de samme gener

F.eks. Har det vist sig, at den gentagne udvikling af blomstringstider i planter, modstand mod insekticider i insekter og pigmentering i hvirveldyr og hvirvelløse dyr forekommer gennem ændringer, der involverer de samme gener.

For visse træk er det kun et lille antal gener, der kan ændre egenskaben. Tag tilfældet: ændringer i farvesyn skal nødvendigvis forekomme i ændringer relateret til opsingener.

I modsætning hertil er generne, der kontrollerer dem, flere andre i andre egenskaber. Cirka 80 gener er involveret i planternes blomstringstider, men ændringer er bevist gennem hele evolutionen på kun få.

eksempler

I 1997 spekulerede Moore og Willmer på, hvor almindeligt fænomenet konvergens er.

For disse forfattere forbliver dette spørgsmål ubesvaret. De hævder, at der på baggrund af de hidtil beskrevne eksempler er relativt høje konvergensniveauer. De hævder dog, at der stadig er en betydelig undervurdering af den evolutionære konvergens i organiske væsener.

I evolutionbøger finder vi et dusin klassiske eksempler på konvergens. Hvis læseren ønsker at udvide sin viden om emnet, kan han konsultere McGhees (2011) -bog, hvor han vil finde adskillige eksempler i forskellige grupper af livets træ.

Flyvning i hvirveldyr

I organiske væsener er et af de mest fantastiske eksempler på evolutionær konvergens forekomsten af ​​flyvning i tre hvirveldyrsafstande: fugle, flagermus og de nu uddøde pterodactyler.

Faktisk går konvergensen i dagens flyvende hvirveldyrgrupper ud over at have forplader ændret til strukturer, der tillader flyvning.

En række fysiologiske og anatomiske tilpasninger deles mellem begge grupper, såsom karakteristika ved at have kortere tarme, som det formodes at reducere individets masse under flyvningen, hvilket gør det billigere og mere affektiv.

Endnu mere overraskende har forskellige forskere fundet evolutionære konvergenser inden for grupper af flagermus og fugle på familieplan.

For eksempel svarer flagermus i familien Molossidae til medlemmer af familien Hirundinidae (svaler og allierede) hos fugle. Begge grupper er kendetegnet ved hurtig flyvning i store højder med lignende vinger.

Tilsvarende konverterer medlemmer af Nycteridae-familien på forskellige måder med passagerfugle (Passeriformes). Begge flyver i lave hastigheder og har evnen til at manøvrere gennem vegetation.

Åååå og gnavere

Et fremragende eksempel på evolutionær konvergens findes, når man analyserer to grupper af pattedyr: Å-går-i-tiden og egern.

I dag klassificeres aye-aye (Daubentonia madagascariensis) som en lemurformet primat endemisk for Madagaskar. Deres usædvanlige diæt består grundlæggende af insekter.

Således har aye-aye tilpasninger, der har været relateret til dens trofiske vaner, såsom akut hørelse, forlængelse af langfingeren og tænderne med voksende forænder.

Med hensyn til protesen ligner den en gnaver på flere måder. Ikke kun når fortennerne ser ud, deler de også en ekstraordinær lignende tandformel.

Utseendet mellem de to taxaer er så slående, at de første taxonomister klassificerede aye-aye sammen med de andre egern i slægten Sciurus.

Referencer

1. Doolittle, RF (1994). Konvergent evolution: behovet for at være eksplicit. Tendenser inden for biokemiske videnskaber, 19 (1), 15-18.
2. Greenberg, G., & Haraway, MM (1998). Sammenlignende psykologi: En håndbog. Routledge.
3. Kliman, RM (2016). Encyclopedia of Evolutionary Biology. Academic Press.
4. Losos, JB (2013). Princeton guide til evolution. Princeton University Press.
5. McGhee, GR (2011). Konvergent evolution: begrænsede former smukkeste. MIT Tryk på.
6. Morris, P., Cobb, S., & Cox, PG (2018). Konvergent evolution i Euarchontoglires. Biologiske breve, 14 (8), 20180366.
7. Rice, SA (2009). Evolutionens encyklopædi. Infobase Publishing.
8. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Biologi: begreber og anvendelser uden fysiologi. Cengage Learning.
9. Stayton CT (2015). Hvad betyder konvergent evolution? Fortolkningen af ​​konvergens og dens implikationer i søgen efter grænser for evolution. Grænsefladefokus, 5 (6), 20150039.
10. Wake, DB, Wake, MH, & Specht, CD (2011). Homoplasy: fra detektering af mønster til bestemmelse af processen og mekanismen for evolution. videnskab, 331 (6020), 1032-1035.