KONVERGENTNA EVOLUCIJA: OD ČEGA SE SASTOJI I PRIMJERI - BIOLOGIJA

Razvoj konvergentna je pojava fenotipske sličnosti u dva ili više loza samostalno. Općenito, ovaj se obrazac primjećuje kada su skupine koje su uključene u slična okruženja, mikro okruženje ili način života koji se pretvaraju u ekvivalentne selektivne pritiske.

Stoga, dotične fiziološke ili morfološke osobine povećavaju biološku sposobnost (kondiciju) i natjecateljsku sposobnost u takvim uvjetima. Kad se konvergencija dogodi u određenom okruženju, može se intuitirati da je ta osobina adaptivnog tipa. Međutim, potrebne su daljnje studije za provjeru funkcionalnosti osobine, koristeći dokaze koji potvrđuju da doista povećava sposobnost stanovništva.

Primjeri karakteristika koje dijele i dupini i ihtiozauri. Iako su njih dvije vrlo slične, filogenetski gledano vrlo su udaljene, a tamo spomenute karakteristike stekle su se neovisno.

Izvor: Skeptični prikaz, sa Wikimedia Commons

Među najistaknutijim primjerima konvergentne evolucije možemo spomenuti let kod kralježnjaka, oko kod kralježnjaka i beskralježnjaka, između ostalih oblika vretena u riba i vodenih sisavaca.

Što je konvergentna evolucija?

Zamislimo da sretnemo dvoje ljudi koji su fizički prilično slični. Oboje imaju istu visinu, boju očiju i boju kose. Njihove su karakteristike također slične. Vjerojatno ćemo pretpostaviti da su dvije osobe braća i sestre, rođaci ili možda daleka rodbina.

Unatoč tome, ne bi bilo iznenađenje kad bismo saznali da u našem primjeru ne postoji bliski obiteljski odnos među ljudima. Isto je, u velikoj mjeri, u evoluciji: ponekad slični oblici ne dijele novijeg uobičajenog pretka.

To jest, tijekom evolucije, osobine slične u dvije ili više skupina mogu se steći neovisno.

Opće definicije

Biolozi koriste dvije opće definicije za evolucijsku konvergenciju ili konvergenciju. Obje definicije zahtijevaju da dvije ili više linija razvijaju likove slične jedna drugoj. Definicija obično uključuje pojam "evolucijske neovisnosti", iako je implicitna.

Međutim, definicije se razlikuju u specifičnom evolucijskom procesu ili mehanizmu potrebnom za dobivanje obrasca.

Neke definicije konvergencije kojima nedostaje mehanizam su sljedeće: „neovisna evolucija sličnih karakteristika iz osobina predaka“, ili „evolucija sličnih karakteristika u neovisnim evolucijskim linijama“.

Predloženi mehanizmi

Suprotno tome, drugi autori radije integriraju mehanizam u pojam koevolucije, kako bi objasnili uzorak.

Na primjer, "neovisna evolucija sličnih osobina u udaljeno povezanim organizmima uslijed nastanka prilagodbi na slična okruženja ili životne oblike".

Obje se definicije široko koriste u znanstvenim člancima i u literaturi. Ključna ideja evolucijske konvergencije je shvatiti da je zajednički predak uključenih loza imao drugačije početno stanje.

Evolucijske implikacije

Slijedom definicije konvergencije koja uključuje mehanizam (spomenut u prethodnom odjeljku), ovo objašnjava sličnost fenotipova zahvaljujući sličnosti selektivnih pritisaka koje doživljavaju svojte.

U svjetlu evolucije, ovo se tumači u smislu prilagodbi. Odnosno, osobine koje se dobivaju zahvaljujući konvergenciji su prilagodbe za navedeno okruženje, jer bi to na neki način povećalo njihovu kondiciju.

Međutim, postoje slučajevi u kojima dolazi do evolucijske konvergencije i svojstvo nije prilagodljivo. Odnosno, uključene linije nisu pod istim selektivnim pritiskom.

Evolucijska konvergencija nasuprot paralelizmu

U literaturi je uobičajeno pronaći razliku između konvergencije i paralelizma. Neki autori koriste evolucijsku udaljenost između skupina radi usporedbe kako bi razdvojili ta dva koncepta.

Ponovljena evolucija osobine u dvije ili više skupina organizama smatra se paralelnom ako se slični fenotipi razvijaju u srodnim rodovima, dok konvergencija uključuje evoluciju sličnih osobina u zasebnim ili relativno udaljenim rodovima.

Druga definicija konvergencije i paralelizma želi ih razdvojiti u smislu razvojnih staza uključenih u strukturu. U tom kontekstu, konvergentna evolucija stvara slične karakteristike kroz različite razvojne rute, dok paralelna evolucija to čini kroz slične rute.

Međutim, razlika između paralelne i konvergentne evolucije može biti kontroverzna i postaje još složenija kada se spustimo na identifikaciju molekularne osnove predmetne osobine. Unatoč tim poteškoćama, evolucijske implikacije povezane s oba koncepta su znatne.

Konvergencija nasuprot divergenciji

Iako odabir pogoduje sličnim fenotipovima u sličnim okruženjima, to nije fenomen koji se može primijeniti u svim slučajevima.

Sličnosti, s gledišta oblika i morfologije, mogu dovesti organizme da se natječu jedni s drugima. Kao posljedica toga, odabir pogoduje divergenciji među vrstama koje koegzistiraju lokalno, stvarajući napetost između stupnjeva konvergencije i odstupanja koja se očekuju za određeno stanište.

Pojedinci koji su bliski i imaju značajno nišno preklapanje najmoćniji su konkurenti - na temelju njihove fenotipske sličnosti, što ih dovodi do iskorištavanja resursa na sličan način.

U tim slučajevima, divergentna selekcija može dovesti do fenomena poznatog kao adaptivno zračenje, pri čemu loza u kratkom vremenu rađa različite vrste s velikom raznolikošću ekoloških uloga. Uvjeti koji promiču adaptivno zračenje uključuju heterogenost okoliša, odsutnost predatora, među ostalim.

Prilagodljiva zračenja i konvergentna evolucija smatraju se dvije strane istog "evolucijskog kovanica".

Na kojoj se razini događa konvergencija?

Razumijevajući razliku između evolucijske konvergencije i paralele, postavlja se vrlo zanimljivo pitanje: Kada prirodna selekcija favorizira evoluciju sličnih osobina, pojavljuje li se pod istim genima ili može uključivati različite gene i mutacije koje rezultiraju sličnim fenotipovima?

Na temelju do sada prikupljenih dokaza, čini se da je odgovor na oba pitanja potvrdan. Postoje studije koje podupiru oba argumenta.

Iako do sada nema konkretnog odgovora zašto su neki geni „ponovo korišteni“ u evolucijskoj evoluciji, postoje empirijski dokazi koji žele nastojati rasvijetliti to pitanje.

Promjene koje uključuju iste gene

Na primjer, pokazalo se da se ponavljana evolucija vremena cvatnje u biljkama, otpornost na insekte i insekte, te pigmentacija u kralježnjaka i beskralježnjaka, promjenama koje uključuju iste gene.

Međutim, za neke osobine samo mali broj gena može promijeniti svojstvo. Uzmite slučaj vida: promjene u boji vida moraju se nužno dogoditi u promjenama povezanim s genima opsina.

Suprotno tome, u drugim su karakteristikama geni koji ih kontroliraju mnogobrojniji. Oko 80 gena uključeno je u vrijeme cvjetanja biljaka, ali promjene su zabilježene tijekom evolucije u samo nekoliko.

Primjeri

Moore i Willmer su se 1997. pitali koliko je čest fenomen konvergencije.

Za ove autore ovo pitanje ostaje bez odgovora. Tvrde da, na temelju do sada opisanih primjera, postoje relativno visoke razine konvergencije. Međutim, oni tvrde da još uvijek postoji značajno podcjenjivanje evolucijske konvergencije u organskim bićima.

U evolucijskim knjigama nalazimo desetak klasičnih primjera konvergencije. Ako čitatelj želi proširiti svoje znanje o ovoj temi, može potražiti McGhee-ovu knjigu (2011), gdje će naći brojne primjere u različitim skupinama stabla života.

Let u kralježnjacima

U organskih bića, jedan od najupečatljivijih primjera evolucijske konvergencije je pojava leta u tri kralježnjaka: ptica, šišmiša i sada već izumrlih pterodaktila.

U stvari, konvergencija današnjih skupina letećih kralježnjaka nadilazi promjenu prednjih udova u strukture koje omogućuju let.

Niz fizioloških i anatomskih prilagodbi dijeli se između obje skupine, poput karakteristika da imaju kraća crijeva koja, pretpostavlja se, smanjuju masu pojedinca tijekom leta, čineći je skupljom i afektivnijom.

Što je još iznenađujuće, različiti istraživači otkrili su evolucijsku konvergenciju unutar grupa šišmiša i ptica na obiteljskoj razini.

Na primjer, šišmiši u obitelji Molossidae slični su članovima porodice Hirundinidae (lastavice i saveznici) kod ptica. Obje skupine karakterizira brz let, na velikim nadmorskim visinama, koji pokazuju slična krila.

Slično tome, članovi porodice Nycteridae u različitom pogledu konvergiraju se s passerinim pticama (Passeriformes). Oboje lete malim brzinama i imaju sposobnost manevriranja vegetacijom.

Aye-aye i glodavci

Izvanredan primjer evolucijske konvergencije pronađen je prilikom analize dviju skupina sisavaca: jučerašnjeg i vjeverice.

Danas je aye-aye (Daubentonia madagascariensis) klasificirana kao lemuriformni primat endem na Madagaskar. Njihova neobična prehrana u osnovi se sastoji od insekata.

Dakle, aye-aye ima prilagodbe koje su povezane s njegovim trofičkim navikama, poput akutnog sluha, produljenja srednjeg prsta i zuba s rastućim sjekutićima.

Što se tiče proteze, ona podsjeća na glodavca na nekoliko načina. Ne samo po izgledu sjekutića, oni dijele i izvanredno sličnu zubnu formulu.

Pojava između dviju svojti tako je upečatljiva da su prvi taksonomisti klasificirali aye-aye, zajedno s drugim vjevericama, u rod Sciurus.

Reference

Doolittle, RF (1994). Konvergentna evolucija: potreba da bude eksplicitna. Trendovi biokemijskih znanosti, 19 (1), 15-18.
Greenberg, G., i Haraway, MM (1998). Uporedna psihologija: priručnik. Routledge.
Kliman, RM (2016). Enciklopedija evolucijske biologije. Akademska štampa.
Losos, JB (2013). Princeton vodič za evoluciju. Princeton University Press.
McGhee, GR (2011). Konvergentna evolucija: ograničeni oblici najljepši. MIT Pritisnite.
Morris, P., Cobb, S., & Cox, PG (2018). Konvergentna evolucija u Euarchontogliresu. Biološka pisma, 14 (8), 20180366.
Rice, SA (2009). Enciklopedija evolucije. Izdavaštvo Infobase.
Starr, C., Evers, C., i Starr, L. (2010). Biologija: koncepti i primjene bez fiziologije. Cengage Learning.
Stayton CT (2015). Što znači konvergentna evolucija? Tumačenje konvergencije i njezine implikacije u potrazi za ograničenjima evolucije. Sučelje sučelja, 5 (6), 20150039.
Wake, DB, Wake, MH, & Specht, CD (2011). Homoplazija: od otkrivanja uzorka do određivanja procesa i mehanizma evolucije. znanost, 331 (6020), 1032-1035.

KONVERGENTNA EVOLUCIJA: OD ČEGA SE SASTOJI I PRIMJERI - BIOLOGIJA - 2026