KONVERGENT EVOLUTION: VAD DEN BESTÅR AV OCH EXEMPEL - BIOLOGI

Den konvergerande utvecklingen är uppkomsten av fenotypiska likheter i två eller flera linjer oberoende. I allmänhet observeras detta mönster när de involverade grupperna utsätts för liknande miljöer, mikromiljöer eller livsstilar som översätts till motsvarande selektiva tryck.

Således ökar de fysiologiska eller morfologiska egenskaperna i fråga biologisk kondition (kondition) och konkurrensförmåga under sådana förhållanden. När konvergens inträffar i en viss miljö kan det antas att detta drag är av anpassningsbar typ. Emellertid behövs ytterligare studier för att verifiera funktionens funktion, med hjälp av bevis för att stödja att det verkligen ökar befolkningens kondition.

Exempel på egenskaper som delas av både delfiner och ichthyosaurs. Även om de två är mycket lika, fylogenetiskt sett är de mycket avlägsna, och de egenskaper som nämns där förvärvades oberoende.
Källa: Skeptisk vy från Wikimedia Commons

Bland de mest anmärkningsvärda exemplen på konvergent evolution kan vi nämna flyget i ryggradsdjur, ögat i ryggradsdjur och ryggradslösa djur, spindelformerna bland andra fisk och vattenlevande däggdjur.

Vad är konvergent evolution?

Låt oss föreställa oss att vi träffar två personer som är fysiskt ganska lika. De har båda samma höjd, ögonfärg och hårfärg. Deras funktioner är också liknande. Vi antar förmodligen att de två personerna är syskon, kusiner eller kanske avlägsna släktingar.

Trots detta skulle det inte vara en överraskning att få veta att det inte finns någon nära familjeförhållande mellan människorna i vårt exempel. Detsamma gäller i stor skala i evolutionen: ibland delar liknande former inte en nyare gemensam förfader.

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

Allmänna definitioner

Biologer använder två allmänna definitioner för evolutionär konvergens eller konvergens. Båda definitionerna kräver att två eller flera linjer utvecklar tecken som liknar varandra. Definitionen innehåller vanligtvis termen "evolutionär oberoende", även om den är implicit.

Definitionerna skiljer sig emellertid i den specifika evolutionära processen eller mekanismen som krävs för att få mönstret.

Vissa definitioner av konvergens som saknar mekanism är följande: "oberoende utveckling av liknande egenskaper från ett förfäderdrag", eller "utveckling av liknande egenskaper i oberoende evolutionära linjer".

Föreslagna mekanismer

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

Till exempel "den oberoende utvecklingen av liknande drag i avlägsna besläktade organismer på grund av uppkomsten av anpassningar till liknande miljöer eller livsformer."

Båda definitionerna används ofta i vetenskapliga artiklar och i litteraturen. Den avgörande tanken bakom evolutionär konvergens är att förstå att den gemensamma förfäderna till de involverade linjerna hade ett annat initialt tillstånd.

Evolutionära implikationer

Efter definitionen av konvergens som inkluderar en mekanism (nämns i föregående avsnitt) förklarar detta fenotypernas likhet tack vare likheten i de selektiva trycket som taxorna upplever.

Mot bakgrund av evolutionen tolkas detta i termer av anpassningar. Det vill säga, de drag som erhålls tack vare konvergens är anpassningar för nämnda miljö, eftersom det på något sätt skulle öka deras kondition.

Det finns emellertid fall där evolutionär konvergens inträffar och egenskaperna är inte anpassningsbara. Det vill säga att de involverade linjerna inte har samma selektiva tryck.

Evolutionär konvergens kontra parallellism

I litteraturen är det vanligt att hitta en åtskillnad mellan konvergens och parallellism. Vissa författare använder det evolutionära avståndet mellan grupperna som ska jämföras för att skilja de två koncepten.

Den upprepade utvecklingen av ett drag i två eller flera grupper av organismer anses vara en parallell om liknande fenotyper utvecklas i besläktade linjer, medan konvergens involverar utvecklingen av liknande egenskaper i separata eller relativt avlägsna linjer.

En annan definition av konvergens och parallellism försöker separera dem när det gäller utvecklingsvägarna i strukturen. I detta sammanhang producerar konvergent evolution liknande egenskaper genom olika utvecklingsvägar, medan parallell evolution gör det genom liknande rutter.

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

Konvergens kontra divergens

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

Likheter, med tanke på form och morfologi, kan leda organismer att konkurrera med varandra. Som en konsekvens av detta gynnar urval skillnader mellan arter som samexisterar lokalt, vilket skapar en spänning mellan graden av konvergens och divergens som förväntas för en viss livsmiljö.

Individer som är nära och har betydande nischöverlappningar är de starkaste konkurrenterna - baserat på deras fenotypiska likhet, vilket leder till att de utnyttjar resurser på liknande sätt.

I dessa fall kan divergerande urval leda till ett fenomen som kallas adaptiv strålning, där en avstamning ger upphov till olika arter med en stor mångfald av ekologiska roller på kort tid. Förhållandena som främjar adaptiv strålning inkluderar miljöheterogenitet, frånvaron av rovdjur, bland andra.

Adaptiva strålningar och konvergent evolution betraktas som två sidor av samma "evolutionära mynt".

På vilken nivå sker konvergens?

När man förstår skillnaden mellan evolutionär konvergens och paralleller uppstår en mycket intressant fråga: När naturligt urval främjar utvecklingen av liknande drag, inträffar det under samma gener, eller kan det involvera olika gener och mutationer som resulterar i liknande fenotyper?

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

Även om det hittills inte finns något konkret svar på varför vissa gener "återanvänds" i evolutionär evolution, finns det empiriska bevis som försöker belysa saken.

Förändringar som involverar samma gener

Exempelvis har den upprepade utvecklingen av blomningstider hos växter, insektsmedelsresistens hos insekter och pigmentering i ryggradsdjur och ryggradslösa djur visat sig inträffa genom förändringar som involverar samma gener.

För vissa drag kan emellertid endast ett litet antal gener förändra egenskaperna. Tänk på synen: förändringar i färgvision måste nödvändigtvis ske i förändringar relaterade till opsingener.

Däremot, i andra egenskaper är generna som kontrollerar dem fler. Cirka 80 gener är involverade i växternas blomningstider, men förändringar har visats under hela utvecklingen på bara ett fåtal.

exempel

1997 undrade Moore och Willmer hur vanligt fenomenet konvergens är.

För dessa författare förblir denna fråga obesvarad. De hävdar att baserat på exemplen som hittills beskrivits finns relativt höga konvergensnivåer. De hävdar dock att det fortfarande finns en betydande underskattning av evolutionär konvergens i organiska varelser.

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

Flyg i ryggradsdjur

I organiska varelser är ett av de mest fantastiska exemplen på evolutionär konvergens uppkomsten av flygning i tre ryggradslinjer: fåglar, fladdermöss och de nu utrotade pterodaktylerna.

I själva verket går konvergensen i dagens flygande ryggradsdryckgrupper utöver att fördelar ändras till strukturer som tillåter flygning.

En serie fysiologiska och anatomiska anpassningar delas mellan båda grupperna, till exempel kännetecknet av att ha kortare tarmar som, förmodas, minskar individens massa under flygningen, vilket gör den billigare och mer affektiv.

Ännu mer överraskande har olika forskare funnit evolutionära konvergens inom grupper av fladdermöss och fåglar på familjenivå.

Till exempel liknar fladdermöss i familjen Molossidae familjemedlemmarna Hirundinidae (svalor och allierade) hos fåglar. Båda grupperna kännetecknas av snabb flygning, i höga höjder, med liknande vingar.

På liknande sätt konvergerar familjen Nycteridae i olika avseenden med passerande fåglar (Passeriformes). Båda flyger i låga hastigheter och har förmågan att manövrera genom vegetation.

Åååå och gnagare

Ett enastående exempel på evolutionär konvergens finns när man analyserar två grupper av däggdjur: aye-igår och ekorrarna.

Idag klassas aye-aye (Daubentonia madagascariensis) som en lemurformig primatendemi till Madagaskar. Deras ovanliga diet består i grund och botten av insekter.

Således har aye-aye anpassningar som har varit relaterade till dess trofiska vanor, såsom akut hörsel, töjning i långfingret och tänderna med växande snitt.

När det gäller protesen, liknar den en gnagare på flera sätt. Inte bara när snittarna ser ut, de delar också en utomordentligt liknande tandformel.

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

referenser

Doolittle, RF (1994). Konvergent evolution: behovet av att vara uttrycklig. Trender i biokemiska vetenskaper, 19 (1), 15-18.
Greenberg, G., & Haraway, MM (1998). Jämförande psykologi: En handbok. Routledge.
Kliman, RM (2016). Encyclopedia of Evolutionary Biology. Academic Press.
Losos, JB (2013). Princeton-guiden till evolution. Princeton University Press.
McGhee, GR (2011). Konvergent evolution: begränsade former vackraste. MIT Tryck.
Morris, P., Cobb, S., & Cox, PG (2018). Konvergent evolution i Euarchontoglires. Biologibrev, 14 (8), 20180366.
Rice, SA (2009). Evolutionens encyklopedi. Infobase-publicering.
Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Biologi: begrepp och tillämpningar utan fysiologi. Cengage Learning.
Stayton CT (2015). Vad betyder konvergent evolution? Tolkningen av konvergens och dess konsekvenser i jakten på gränser för evolution. Gränssnittsfokus, 5 (6), 20150039.
Wake, DB, Wake, MH, & Specht, CD (2011). Homoplasy: från att upptäcka mönster till att bestämma processen och utvecklingsmekanismen. science, 331 (6020), 1032-1035.

KONVERGENT EVOLUTION: VAD DEN BESTÅR AV OCH EXEMPEL - BIOLOGI - 2025