Конвергентная эволюция в чем она состоит и примеры



конвергентная эволюция является проявлением фенотипического сходства в двух или более родословных, независимо. Как правило, такая картина наблюдается, когда участвующие группы подвергаются воздействию аналогичной среды, микросреды или образа жизни, которые приводят к эквивалентным селективным давлениям..

Таким образом, рассматриваемые физиологические или морфологические признаки увеличивают биологическую адекватность (фитнес) и конкурентоспособность в этих условиях. Когда конвергенция происходит в конкретной среде, может быть интуитивно понятно, что эта функция имеет тип адаптивный. Тем не менее, необходимы дальнейшие исследования, чтобы проверить функциональность этой черты, на основе доказательств, подтверждающих, что, по сути, это увеличивает фитнес населения.

Среди наиболее заметных примеров конвергентной эволюции мы можем упомянуть полет у позвоночных, глаз у позвоночных и беспозвоночных, веретенообразные формы у рыб и водных млекопитающих и другие..

индекс

  • 1 Что такое конвергентная эволюция??
    • 1.1 Общие определения
    • 1.2 Предлагаемые механизмы
    • 1.3 Эволюционные последствия
  • 2 Эволюционная конвергенция против параллелизма
  • 3 Конвергенция против дивергенции
  • 4 На каком уровне происходит конвергенция??
    • 4.1 Изменения с участием тех же генов
  • 5 примеров
    • 5.1 Полет у позвоночных
    • 5.2 Да-да и грызуны
  • 6 Ссылки

Что такое конвергентная эволюция??

Представьте, что мы знаем двух людей, которые физически очень похожи друг на друга. Оба имеют одинаковый рост, цвет глаз и одинаковые волосы. Его черты тоже похожи. Мы, вероятно, предположим, что эти два человека братья, двоюродные братья или, может быть, дальние родственники.

Несмотря на это, неудивительно, что в нашем примере между людьми нет тесных родственных связей. То же самое происходит в больших масштабах в эволюции: иногда похожие формы не имеют более общего общего предка..

То есть на протяжении эволюции черты, которые похожи в двух или более группах, могут быть приобретены в независимый.

Общие определения

Биологи используют два общих определения для эволюционной конвергенции или конвергенции. Оба определения требуют, чтобы две или более линии эволюционировали персонажей, похожих друг на друга. В определение обычно включается термин «эволюционная независимость», даже если он неявный.

Тем не менее, определения различаются в конкретном эволюционном процессе или механизме, необходимом для получения модели.

Вот некоторые определения конвергенции, в которых отсутствует механизм: «независимая эволюция сходных характеристик от наследственного признака» или «эволюция сходных характеристик в независимых эволюционных линиях».

Предлагаемые механизмы

Напротив, другие авторы предпочитают интегрировать механизм в концепцию коэволюции, чтобы объяснить закономерность.

Например, «независимая эволюция сходных признаков у отдаленно связанных организмов вследствие появления приспособлений к подобным средам или формам жизни».

Оба определения широко используются в научных статьях и в литературе. Основная идея эволюционной конвергенции состоит в том, чтобы понять, что общий предок участвующих линий имел начальное состояние другой.

Эволюционные последствия

Следуя определению конвергенции, которое включает механизм (упомянутый в предыдущем разделе), оно объясняет сходство фенотипов благодаря сходству избирательного давления, которое испытывают таксоны..

В свете эволюции это интерпретируется с точки зрения адаптации. То есть признаки, которые получены благодаря конвергенции, являются адаптациями для упомянутой среды, поскольку это каким-то образом увеличит ее фитнес.

Однако есть случаи, когда происходит эволюционная конвергенция, и эта черта не является адаптивной. То есть участвующие линии не находятся под тем же избирательным давлением.

Эволюционная конвергенция против параллелизма

В литературе обычно можно найти различие между конвергенцией и параллелизмом. Некоторые авторы используют эволюционное расстояние между сравниваемыми группами, чтобы разделить две концепции.

Повторная эволюция признака в двух или более группах организмов считается параллелизмом, если сходные фенотипы развиваются в связанных линиях, в то время как конвергенция включает эволюцию сходных признаков в отдельных или относительно отдаленных линиях..

Другое определение конвергенции и параллелизма стремится разделить их с точки зрения путей развития, вовлеченных в структуру. В этом контексте конвергентная эволюция дает сходные характеристики различными путями развития, в то время как параллельная эволюция делает это сходными способами..

Однако различие между параллельной и конвергентной эволюцией может быть спорным и становится еще более сложным, когда мы опускаемся до идентификации молекулярных основ рассматриваемого признака. Несмотря на эти трудности, эволюционные последствия, связанные с обеими концепциями, являются существенными.

Конвергенция против дивергенции

Хотя отбор благоприятствует сходным фенотипам в сходных условиях, он не может применяться во всех случаях.

Сходство, с точки зрения формы и морфологии, может привести к тому, что организмы будут конкурировать друг с другом. Как следствие, отбор способствует расхождению между видами, которые сосуществуют локально, создавая напряженность между степенями конвергенции и расхождения, которые ожидаются для конкретной среды обитания..

Люди, которые близки и имеют значительное перекрытие ниши, являются наиболее сильными конкурентами - на основе их фенотипического сходства, что приводит их к использованию ресурсов аналогичным образом..

В этих случаях дивергентный отбор может привести к явлению, известному как адаптивное излучение, когда происхождение порождает различных видов с большим разнообразием экологических ролей в короткие сроки. Условия, благоприятствующие адаптивному излучению, включают в себя неоднородность окружающей среды, отсутствие хищников и др..

Адаптивные излучения и конвергентная эволюция рассматриваются как две стороны одной и той же "эволюционной валюты".

На каком уровне происходит конвергенция??

Понимая разницу между эволюционной конвергенцией и параллелизмом, возникает очень интересный вопрос: когда естественный отбор способствует эволюции сходных признаков, происходит ли он под одними и теми же генами, или они могут включать разные гены и мутации, которые приводят к сходным фенотипам??

Согласно полученным данным, ответ на оба вопроса, кажется, да. Есть исследования, которые поддерживают оба аргумента.

Хотя до сих пор нет конкретного ответа на вопрос, почему некоторые гены «повторно используются» в эволюционной эволюции, есть эмпирические данные, которые пытаются выяснить проблему.

Изменения с участием тех же генов

Например, было показано, что повторяющиеся изменения времени цветения у растений, устойчивости к инсектицидам у насекомых и пигментации у позвоночных и беспозвоночных произошли в результате изменений, затрагивающих одни и те же гены..

Тем не менее, для определенных признаков, только небольшое количество генов может изменить признак. Возьмем случай зрения: изменения в цветовом зрении обязательно должны происходить при изменениях, связанных с генами опсина.

В отличие от других характеристик, гены, которые контролируют их, являются более многочисленными. Во время цветения растений участвовало около 80 генов, но только изменения были обнаружены в течение эволюции в нескольких.

примеров

В 1997 году Мур и Уиллмер спросили себя, насколько распространено явление конвергенции.

Для этих авторов этот вопрос остается без ответа. Они утверждают, что, согласно описанным выше примерам, существуют относительно высокие уровни конвергенции. Тем не менее, они предполагают, что все еще существует значительная недооценка эволюционной конвергенции у органических существ.

В книгах по эволюции мы находим дюжину классических примеров конвергенции. Если читатель хочет расширить свои знания в этой области, он может обратиться к книге Макги (2011), где он найдет многочисленные примеры в разных группах дерева жизни..

Полет у позвоночных

У органических существ одним из наиболее ярких примеров эволюционной конвергенции является появление полета у трех линий позвоночных: птиц, летучих мышей и уже вымерших птеродактилей..

Фактически, конвергенция в группах современных летающих позвоночных выходит за рамки модифицированных передних конечностей в структурах, которые позволяют полет.

Серия физиологических и анатомических адаптаций разделяется между обеими группами, например, характерна короткая кишка, которая, по-видимому, уменьшает массу человека во время полета, делая его менее дорогим и более эффективным.

Еще более удивительно, что разные исследователи обнаружили эволюционные сходства в группах летучих мышей и птиц на уровне семьи..

Например, летучие мыши семейства Molossidae похожи на представителей семейства Hirundinidae (ласточки и союзники) у птиц. Обе группы характеризуются быстрым полетом на больших высотах с одинаковыми крыльями.

Точно так же члены семейства Nycteridae сходятся в нескольких аспектах с воробьиными птицами (Passeriformes). Оба летают на низких скоростях и обладают способностью маневрировать в растительности.

Да-да и грызуны

Яркий пример эволюционной конвергенции обнаружен при анализе двух групп млекопитающих: аира и белки.

Сегодня даааа (Daubentonia madagascariensis) классифицируется как примат лемуриформ, эндемичный для Мадагаскара. Его необычная диета в основном состоит из насекомых.

Таким образом, у да-у есть приспособления, которые были связаны с его трофическими привычками, такими как острый слух, удлинение среднего пальца и зубные протезы с увеличивающимися резцами..

Что касается зубных рядов, то в некоторых отношениях он похож на грызуна. Не только по внешнему виду резцов, они также имеют чрезвычайно похожую зубную формулу.

Появление между обоими таксонами настолько поразительно, что первые таксономисты классифицировали «да» вместе с другими белками в роду Sciurus.

ссылки

  1. Дулиттл Р. Ф. (1994). Конвергентная эволюция: необходимость быть явной. Тенденции в биохимических науках, 19(1), 15-18.
  2. Гринберг Г. и Харауэй М. М. (1998). Сравнительная психология: справочник. Routledge.
  3. Климан Р. М. (2016). Энциклопедия эволюционной биологии. Академическая пресса.
  4. Losos, J. B. (2013). Руководство Принстона по эволюции. Издательство Принстонского университета.
  5. Макги, Дж. Р. (2011). Конвергентная эволюция: ограниченные формы самые красивые. MIT Press.
  6. Моррис П., Кобб С. и Кокс П. Г. (2018). Конвергентная эволюция в Euarchontoglires. Биология письма, 14(8), 20180366.
  7. Райс С. А. (2009). Энциклопедия эволюции. Infobase Publishing.
  8. Старр С., Эверс С. и Старр Л. (2010). Биология: концепции и приложения без физиологии. Cengage Learning.
  9. Стейтон С. Т. (2015). Что означает конвергентная эволюция? Интерпретация конвергенции и ее значение в поиске пределов эволюции. Фокус интерфейса, 5(6), 20150039.
  10. Wake, D. B., Wake, M.H., & Specht, C.D. (2011). Гомоплазия: от выявления паттерна до определения процесса и механизма эволюции. наука, 331(6020), 1032-1035.