HETEROKRONIER: PERAMORFOS OCH PEDOMORFOS (MED EXEMPEL) - BIOLOGI - 2025

De heterochronies är en uppsättning morfologiska förändringar - avgörande Makro - förändringar som sker eller arrangemang på hastigheten och tidpunkten för utveckling. De klassificeras i två stora familjer: pedomorphosis och peramorphosis.

Den första, pedomorphosis, hänvisar till bevarandet av det ungdomliga utseendet hos den vuxna, om vi jämför dem med förfäderna. Däremot uppvisar de vuxna i peramorfos (även känd som rekapitulation) överdrivna egenskaper hos efterkommande arter.

Källa: Jag, Drow hane

Var och en av dessa familjer av heterokronier har i sin tur tre mekanismer som förklarar förekomsten av de nämnda mönstren. För pedomorphosis är de progenes, neoteny och post-displacement, medan mekanismerna för peramorphosis är hypermorphosis, acceleration och pre-displacement.

För närvarande är förståelsen av förhållandet mellan utvecklingsmönster och evolution ett av de mest ambitiösa målen för biologer och det är därför "evo-devo" -disciplinen föddes. Heterokronier är ett viktigt begrepp inom denna gren.

Vad är heterokronier?

Traditionellt talar man vanligtvis om två nivåer av förändringar i evolutionär biologi, mikroutveckling och makroutveckling. Den första studeras i stor utsträckning och försöker förstå de förändringar som inträffar i allelfrekvenser hos medlemmar i en befolkning.

Däremot innebär den enligt valutakursen, makroutvecklingen, ackumulering av förändringar på den mikroevolutionära nivån som leder till diversifiering. Den berömda paleontologen och evolutionärbiologen SJ Gould påpekar två huvudsakliga sätt på vilka makroevolutionsförändringar kan ske: innovation och heterokronier.

Heterokronier är alla den uppsättningen variationer som inträffar under individens ontogenetiska utveckling, i termer av tidpunkten för en karaktär eller i graden av dess bildning. Denna ontogenetiska förändring har fylogenetiska konsekvenser.

Mot bakgrund av evolutionsbiologin tjänar heterokronier för att förklara ett brett spektrum av fenomen och fungera som ett begrepp som förenar en modell för att förklara mångfald med fenomen relaterade till utveckling.

Idag har konceptet vunnit mycket popularitet och forskare tillämpar det på olika nivåer - det förstår inte längre uteslutande morfologi - inklusive cellulära och molekylära nivåer.

På vilken nivå förekommer heterokronier?

Jämförelsen som upprättats i heterokronierna görs baserat på ättlingar jämfört med sina förfäder. Med andra ord jämförs ättlingarna till en grupp med den yttre gruppen. Detta fenomen kan förekomma på olika nivåer - kalla det en population eller en art.

Till exempel är vi medvetna om att i våra populationer inte alla utvecklingsfenomen förekommer samtidigt hos alla individer: åldern för att byta tänder är inte homogen i befolkningen, och heller inte åldern för den första menstruationen hos flickor .

En nyckelfaktor är den tidsram som används i studien. Det rekommenderas att det är en tillfälligt begränsad studie av en nära besläktad grupp.

Omvänt kommer jämförelser på högre nivåer (till exempel phyla) med ungefärligt sampling av tidsperioder att betonas och kommer att avslöja poängmönster av skillnader som inte kan användas för att dra slutsatser om processer.

Hur studeras de?

Det enklaste och snabbaste sättet att kartlägga de potentiella evolutionshändelser som kan förklaras av heterokronier är genom att observera och analysera fossilposten. Idén med detta förfarande är att kunna känna igen de förändringar som har skett när det gäller storlek och ålder.

Ur paleontologers synvinkel är heterokronier viktiga processer för att förstå utvecklingen av en viss grupp och för att kunna spåra de fylogenetiska förhållandena mellan dem.

Ontogenetiska processer som påverkar tillväxthastigheten

Pedormofosis

Pedomorfos uppstår när vuxna former uppvisar typiska egenskaper eller egenskaper hos ungdomar.

Det finns tre händelser som kan leda till pedomorfos. Den första är avkomman, där tiden för att bilda egenskaperna förkortas, generellt orsakad av framsteg i sexuell mognad.

Neotheony, å andra sidan, minskar hastigheten på förändringar i ontogenetisk utveckling. Därför bibehålls de ungdomliga funktionerna hos vuxna. Slutligen involverar post-förflyttning utvecklingen av en sen-början drag.

Peramorphosis

Peramorphosis är en överdrift eller en förlängning av en viss morfologi hos den vuxna individen, jämfört med dess förfader.

Liksom vid pedomorfos kan peramorfos förklaras av tre händelser. Hypermorfos omfattar en försening i mognadens ålder, så att kroppen växer tills mogen kommer. Denna process representerar en förlängning av den ontogenetiska processen.

Acceleration avser ökningen av växelkurserna. Till skillnad från föregående fall, i acceleration, är åldern för sexuell mognad densamma för förfäder och efterkommande. Slutligen hänvisar pre-displacement till den tidigaste början av utseendet på en funktion.

I ryggradsdjur verkar peramorfos vara mer en teoretisk modell än en händelse som inträffar i verkligheten. Det finns knappa data och i mycket specifika fall av processen.

exempel

Heterokronier i utvecklingen av

Heterokronier kan också studeras på molekylnivå och det finns olika metoder för att utföra dessa undersökningar.

Till exempel försökte Kim et al. (2000) att förstå heterokronierna i tidig utveckling av olika Drosophila-arter - kända som fruktflugor.

Resultaten tyder på att hos de tre utvärderade arterna (D. melanogaster, D. simulans och D. pseudoobscura) finns en temporär förskjutning av ontogenetisk bana i de tidiga utvecklingsstadierna. D. simulans visade tidigare uttrycksmönster, följt av D. melanogaster och slutade med och D. pseudoobscura.

Tidsskalorna där genuttrycket varierade mellan arter var mindre än en halvtimme. Författarna spekulerar i att det finns epigenetiska interaktioner mellan uttrycket av de studerade generna och synkroniseringen av cellcykeln som leder till befintliga morfologiska skillnader mellan arter.

salamandrar

Salamandrar är det klassiska exemplet på neoteny, speciellt arten Ambystoma mexicanum. De vuxna formerna av denna art uppvisar sina karakteristiska källor, typiska för de ungdomsstadierna.

Människor

Det spekuleras i att morfologin hos människor är produkten av en neoteny händelse. Om vi ​​till exempel jämför vår skallestruktur, kommer vi att hitta fler likheter med en ung form av vår simianfader än med de vuxna variationerna.

referenser

1. Goswami, A., Foley, L., & Weisbecker, V. (2013). Mönster och implikationer av omfattande heterokroni i karnevoransk kranial suturstängning. Journal of evolutionary biology, 26 (6), 1294-1306.
2. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrerade zoologiska principer. McGraw - Hill.
3. Kardong, KV (2006). Ryggradsdjur: jämförande anatomi, funktion, evolution. McGraw-Hill.
4. Kim, J., Kerr, JQ, & Min, GS (2000). Molekylär heterokroni i den tidiga utvecklingen av Drosophila. Proceedings of the National Academy of Sciences, 97 (1), 212-216.
5. Smith, KK (2003). Tidens pil: heterokroni och utvecklingen av utvecklingen. International Journal of Developmental Biology, 47 (7-8), 613-621.