Συγκριτική εξέλιξη σε αυτό που αποτελείται και παραδείγματα

Το συγκλίνουσα εξέλιξη είναι η εμφάνιση φαινοτυπικών ομοιοτήτων σε δύο ή περισσότερες γενεές, ανεξάρτητα. Γενικά, αυτό το πρότυπο παρατηρείται όταν οι εμπλεκόμενες ομάδες υποβάλλονται σε παρόμοια περιβάλλοντα, μικροπεριβάλλοντα ή τρόπους ζωής που οδηγούν σε ισοδύναμες επιλεκτικές πιέσεις..

Έτσι, τα εν λόγω φυσιολογικά ή μορφολογικά χαρακτηριστικά αυξάνουν τη βιολογική επάρκεια (fitness) και την ανταγωνιστική ικανότητα υπό αυτές τις συνθήκες. Όταν η σύγκλιση συμβαίνει σε ένα συγκεκριμένο περιβάλλον, μπορεί να είναι έμπνευση ότι αυτό το χαρακτηριστικό είναι του τύπου προσαρμοστικό. Ωστόσο, απαιτούνται περαιτέρω μελέτες για την επαλήθευση της λειτουργικότητας του χαρακτηριστικού, μέσω αποδεικτικών στοιχείων που υποστηρίζουν ότι, στην πραγματικότητα, αυξάνει το γυμναστήριο του πληθυσμού.

Ανάμεσα στα πιο αξιοσημείωτα παραδείγματα της εξέλιξης συγκλίνουν, μπορούμε να αναφέρουμε την πτήση στα σπονδυλωτά, το μάτι στα σπονδυλωτά και ασπόνδυλα, τρόπους ατρακτοειδές τα ψάρια και τα υδρόβια θηλαστικά, μεταξύ άλλων,.

Ευρετήριο

• 1 Τι είναι η σύγκλιση της εξέλιξης;?
  • 1.1 Γενικοί ορισμοί
  • 1.2 Προτεινόμενοι μηχανισμοί
  • 1.3 Εξέλιξη των επιπτώσεων
• 2 Εξέλιξη της εξέλιξης σε σχέση με τον παραλληλισμό
• 3 Σύγκλιση έναντι απόκλισης
• 4 Σε ποιο επίπεδο συμβαίνει η σύγκλιση;?
  • 4.1 Αλλαγές που αφορούν τα ίδια γονίδια
• 5 Παραδείγματα
  • 5.1 Πτήση σε σπονδυλωτά
  • 5.2 Τα μάτια και τα τρωκτικά
• 6 Αναφορές

Ποια είναι η συγκλίνουσα εξέλιξη;?

Φανταστείτε ότι γνωρίζουμε δύο άτομα που φυσικά μοιάζουν πολύ μεταξύ τους. Και τα δύο έχουν το ίδιο ύψος, χρώμα ματιών και παρόμοια μαλλιά. Τα χαρακτηριστικά του είναι παρόμοια. Πιθανότατα θα υποθέσουμε ότι οι δύο άνθρωποι είναι αδέλφια, ξαδέλφια ή ίσως, μακρινοί συγγενείς.

Παρόλα αυτά, δεν θα ήταν έκπληξη να μάθουμε ότι δεν υπάρχει στενή σχέση συγγένειας μεταξύ των ανθρώπων στο παράδειγμά μας. Το ίδιο συμβαίνει, σε μεγάλη κλίμακα, στην εξέλιξη: μερικές φορές παρόμοιες μορφές δεν μοιράζονται έναν πιο πρόσφατο κοινό πρόγονο.

Δηλαδή, σε όλη την εξέλιξη, χαρακτηριστικά που είναι παρόμοια σε δύο ή περισσότερες ομάδες μπορούν να αποκτηθούν σε ένα ανεξάρτητα.

Γενικοί ορισμοί

Οι βιολόγοι χρησιμοποιούν δύο γενικούς ορισμούς για εξελικτική σύγκλιση ή σύγκλιση. Και οι δύο ορισμοί απαιτούν οι δύο ή περισσότερες γενεές να εξελίσσουν χαρακτήρες παρόμοιους μεταξύ τους. Ο ορισμός συνήθως ενσωματώνει τον όρο "εξελικτική ανεξαρτησία", ακόμη και αν είναι σιωπηρή.

Ωστόσο, οι ορισμοί διαφέρουν στη συγκεκριμένη εξελικτική διαδικασία ή μηχανισμό που απαιτείται για την απόκτηση του σχεδίου.

Ορισμένοι ορισμοί της σύγκλισης που στερούνται μηχανισμού είναι οι εξής: "ανεξάρτητη εξέλιξη παρομοίων χαρακτηριστικών από ένα προγονικό γνώρισμα" ή "εξέλιξη παρόμοιων χαρακτηριστικών σε ανεξάρτητες εξελικτικές γενεές".

Προτεινόμενους μηχανισμούς

Σε αντίθεση, άλλοι συγγραφείς προτιμούν να ενσωματώσουν έναν μηχανισμό στην έννοια της συνένωση, προκειμένου να εξηγήσουν το πρότυπο.

Για παράδειγμα, "η ανεξάρτητη εξέλιξη παρόμοιων χαρακτηριστικών σε απομακρυσμένους οργανισμούς λόγω της εμφάνισης προσαρμογών σε παρόμοια περιβάλλοντα ή μορφές ζωής".

Και οι δύο ορισμοί χρησιμοποιούνται ευρέως σε επιστημονικά άρθρα και στη λογοτεχνία. Η βασική ιδέα πίσω από την εξελικτική σύγκλιση είναι να καταλάβουμε ότι ο κοινός πρόγονος των σχετικών γενεαλογιών είχε αρχική κατάσταση διαφορετικά.

Εξελικτικές επιπτώσεις

Μετά τον ορισμό της σύγκλισης που περιλαμβάνει έναν μηχανισμό (που αναφέρεται στην προηγούμενη ενότητα), εξηγεί την ομοιότητα των φαινοτύπων χάρη στην ομοιότητα των επιλεκτικών πιέσεων που υφίστανται τα ταξί..

Υπό το φως της εξέλιξης, αυτό ερμηνεύεται με όρους προσαρμογών. Δηλαδή, τα χαρακτηριστικά που προκύπτουν χάρη στη σύγκλιση είναι προσαρμογές για το εν λόγω μέσο, ​​καθώς θα αυξήσουν, κατά κάποιο τρόπο, την γυμναστήριο.

Ωστόσο, υπάρχουν περιπτώσεις όπου συμβαίνει εξελικτική σύγκλιση και το χαρακτηριστικό δεν είναι προσαρμοστικό. Δηλαδή, οι σχετικές γενεές δεν είναι υπό τις ίδιες επιλεκτικές πιέσεις.

Εξέλιξη της εξέλιξης σε σχέση με τον παραλληλισμό

Στη λογοτεχνία συνηθίζεται να γίνεται διάκριση μεταξύ σύγκλισης και παραλληλισμού. Ορισμένοι συγγραφείς χρησιμοποιούν την εξελικτική απόσταση μεταξύ των συγκρινόμενων ομάδων για να διαχωρίσουν τις δύο έννοιες.

Επαναλαμβανόμενες εξέλιξη ενός χαρακτηριστικού σε δύο ή περισσότερες ομάδες οργανισμών ομοιότητες θεωρούνται είτε παρόμοια φαινοτύπων που σχετίζονται με καταγωγές εξελίσσονται, ενώ σύγκλισης περιλαμβάνει την εξέλιξη των ανάλογων χαρακτηριστικών σε χωριστές καταγωγές και σχετικά μακρινές.

Ένας άλλος ορισμός της σύγκλισης και του παραλληλισμού επιδιώκει να τους χωρίσει από την άποψη των αναπτυξιακών οδών που εμπλέκονται στη δομή. Σε αυτό το πλαίσιο, η συγκλίνουσα εξέλιξη παράγει παρόμοια χαρακτηριστικά με διαφορετικές διαδρομές ανάπτυξης, ενώ η παράλληλη εξέλιξη το κάνει με παρόμοιους τρόπους.

Ωστόσο, η διάκριση μεταξύ παράλληλης και συγκλίνουσας εξέλιξης μπορεί να είναι αμφιλεγόμενη και γίνεται ακόμη πιο περίπλοκη όταν κατεβαίνουμε στην αναγνώριση των μοριακών βάσεων του εν λόγω χαρακτηριστικού. Παρά τις δυσκολίες αυτές, οι εξελικτικές επιπτώσεις που σχετίζονται με τις δύο έννοιες είναι σημαντικές.

Σύγκλιση έναντι απόκλισης

Αν και η επιλογή ευνοεί παρόμοιους φαινότυπους σε παρόμοια περιβάλλοντα, δεν είναι ένα φαινόμενο που μπορεί να εφαρμοστεί σε όλες τις περιπτώσεις.

Οι ομοιότητες, από την άποψη της μορφής και της μορφολογίας, μπορούν να οδηγήσουν τους οργανισμούς να ανταγωνίζονται μεταξύ τους. Ως εκ τούτου, η επιλογή ευνοεί την απόκλιση μεταξύ των ειδών που συνυπάρχουν τοπικά, δημιουργώντας μια ένταση μεταξύ των βαθμών σύγκλισης και αποκλίσεων που αναμένονται για ένα συγκεκριμένο βιότοπο..

Τα άτομα που είναι στενά και έχουν σημαντική επικάλυψη της θέσης, είναι οι πιο ισχυροί ανταγωνιστές - με βάση τη φαινοτυπική τους ομοιότητα, που τους οδηγεί στην εκμετάλλευση πόρων με παρόμοιο τρόπο.

Σε αυτές τις περιπτώσεις, η αποκλίνουσα επιλογή μπορεί να οδηγήσει σε ένα φαινόμενο γνωστό ως προσαρμοστική ακτινοβολία, όπου μια γενεαλογία δημιουργεί διαφορετικά είδη με μεγάλη ποικιλία οικολογικών ρόλων σε σύντομο χρονικό διάστημα. Οι συνθήκες που ευνοούν την προσαρμοστική ακτινοβολία περιλαμβάνουν την περιβαλλοντική ετερογένεια, την απουσία αρπακτικών, μεταξύ άλλων.

Οι προσαρμοζόμενες ακτινοβολίες και η συγκλίνουσα εξέλιξη θεωρούνται δύο όψεις του ίδιου "εξελικτικού νομίσματος".

Σε ποιο επίπεδο συμβαίνει η σύγκλιση;?

Με την κατανόηση της διαφοράς μεταξύ εξελικτικής σύγκλισης και παραλληλισμούς, τίθεται ένα ενδιαφέρον ερώτημα: όταν ευνοεί τη φυσική επιλογή η εξέλιξη των ανάλογων χαρακτηριστικών δεν θα συμβεί κάτω από τα ίδια γονίδια, ή μπορεί να περιλαμβάνει διαφορετικά γονίδια και μεταλλάξεις που οδηγούν σε παρόμοιο φαινότυπο?

Σύμφωνα με τα στοιχεία που προέκυψαν μέχρι τώρα, η απάντηση στις δύο ερωτήσεις φαίνεται να είναι ναι. Υπάρχουν μελέτες που υποστηρίζουν και τα δύο επιχειρήματα.

Αν και μέχρι τώρα δεν υπάρχει συγκεκριμένη απάντηση στο γιατί ορισμένα γονίδια "επαναχρησιμοποιούνται" στην εξέλιξη της εξέλιξης, υπάρχουν εμπειρικά στοιχεία που επιδιώκουν να διασαφηνίσουν το ζήτημα.

Αλλαγές που αφορούν τα ίδια γονίδια

Για παράδειγμα, έχει δειχθεί ότι η επαναλαμβανόμενη μεταβαλλόμενες φορές των ανθοφόρων φυτών, αντίσταση εντομοκτόνο σε έντομα, και μελάγχρωση στα σπονδυλωτά και ασπόνδυλα σε έχει προκύψει μέσω αλλαγών που αφορούν τα ίδια γονίδια.

Ωστόσο, για ορισμένα χαρακτηριστικά, μόνο ένας μικρός αριθμός γονιδίων μπορεί να μεταβάλει το χαρακτηριστικό. Πάρτε την περίπτωση της όρασης: οι αλλαγές στην έγχρωμη όραση πρέπει απαραίτητα να συμβαίνουν σε αλλαγές που σχετίζονται με γονίδια opsin.

Αντίθετα, σε άλλα χαρακτηριστικά τα γονίδια που τα ελέγχουν είναι πιο πολυάριθμα. Κατά την εποχή της ανθοφορίας των φυτών εμπλέκονται περίπου 80 γονίδια, αλλά μόνο αλλαγές έχουν αποδειχθεί σε όλη την εξέλιξη σε λίγα.

Παραδείγματα

Κατά το έτος 1997, οι Moore και Willmer ρώτησαν πόσο κοινό είναι το φαινόμενο της σύγκλισης.

Για αυτούς τους συγγραφείς, αυτό το ερώτημα παραμένει αναπάντητο. Υποστηρίζουν ότι, σύμφωνα με τα παραδείγματα που περιγράφονται μέχρι τώρα, υπάρχουν σχετικά υψηλά επίπεδα σύγκλισης. Ωστόσο, προτείνουν ότι εξακολουθεί να υπάρχει σημαντική υποεκτίμηση της εξελικτικής σύγκλισης στα οργανικά όντα.

Στα βιβλία εξέλιξης βρίσκουμε μια δωδεκάδα κλασικών παραδειγμάτων σύγκλισης. Αν ο αναγνώστης επιθυμεί να διευρύνει τις γνώσεις του για το θέμα, μπορεί να συμβουλευθεί το βιβλίο του McGhee (2011), όπου θα βρει πολλά παραδείγματα σε διάφορες ομάδες του δέντρου της ζωής.

Η πτήση στα σπονδυλωτά

Στα οργανικά όντα, ένα από τα πιο εντυπωσιακά παραδείγματα της εξελικτικής σύγκλισης είναι η εμφάνιση της πτήσης σε τρεις γενεές σπονδυλωτών: τα πουλιά, οι νυχτερίδες και τα ήδη εξαφανισμένα πτεροδάκτυλα.

Στην πραγματικότητα, η σύγκλιση στις ομάδες των σημερινών ιπτάμενων σπονδυλωτών υπερβαίνει την τροποποίηση των μπροστινών άκρων σε δομές που επιτρέπουν την πτήση.

Ένας αριθμός των φυσιολογικών και ανατομικών προσαρμογές μοιράζονται μεταξύ των δύο ομάδων, ως η χαρακτηριστική του ότι διαθέτουν βραχύτερο εντέρων που τεκμαίρεται ότι μειώνουν την μάζα του ατόμου κατά τη διάρκεια της πτήσης, καθιστώντας λιγότερο δαπανηρή και περισσότερο συναισθηματικές.

Ακόμη πιο περίεργο είναι ότι διάφοροι ερευνητές βρήκαν εξελικτικές συγκλίσεις εντός των ομάδων νυχτερίδων και πουλιών σε οικογενειακό επίπεδο.

Για παράδειγμα, οι νυχτερίδες της οικογένειας Molossidae είναι παρόμοιες με τα μέλη της οικογένειας Hirundinidae (χελιδόνια και συμμάχους) σε πτηνά. Και οι δύο ομάδες χαρακτηρίζονται από μια γρήγορη πτήση, σε μεγάλα υψόμετρα, που παρουσιάζουν παρόμοια φτερά.

Ομοίως, τα μέλη της οικογένειας Nycteridae συγκλίνουν σε διάφορες πτυχές με τα περασμένα πουλιά (Passeriformes). Και οι δύο πετούν με χαμηλές ταχύτητες και έχουν τη δυνατότητα να ελιχθούν μέσα στη βλάστηση.

Τα μάτια και τα τρωκτικά

Ένα σημαντικό παράδειγμα εξελικτικής σύγκλισης εντοπίζεται όταν αναλύονται δύο ομάδες θηλαστικών: ο αϊ-αϊέρ και οι σκίουροι.

Σήμερα, η aye-aye (Daubentonia madagascariensis) ταξινομείται ως ενδημικό λεμφιμόμορφο πρωτεύον της Μαδαγασκάρης. Η ασυνήθιστη διατροφή του βασικά αποτελείται από έντομα.

Έτσι, το aye-aye έχει προσαρμογές που σχετίζονται με τις τροφικές του συνήθειες, όπως η οξεία ακρόαση, η επιμήκυνση του μεσαίου δακτύλου και οι οδοντοστοιχίες με τους αυξανόμενους κοπτήρες..

Όσον αφορά την οδοντοφυΐα, μοιάζει από πολλές απόψεις με εκείνη ενός τρωκτικού. Όχι μόνο στην εμφάνιση των κοπτικών, αλλά μοιράζονται επίσης μια εξαιρετικά παρόμοια οδοντιατρική φόρμουλα.

Η εμφάνιση μεταξύ των δύο ταξινομικών είναι τόσο εντυπωσιακή, ότι οι πρώτοι ταξινομιστές ταξινομούν το aye-aye, μαζί με τους άλλους σκίουρους, στο γένος Sciurus.

Αναφορές

1. Doolittle, R.F. (1994). Συγκριτική εξέλιξη: η ανάγκη να είναι σαφής. Τάσεις στις βιοχημικές επιστήμες, 19(1), 15-18.
2. Greenberg, G., & Haraway, Μ. Μ. (1998). Συγκριτική ψυχολογία: Εγχειρίδιο. Routledge.
3. Kliman, R. Μ. (2016). Εγκυκλοπαίδεια της εξελικτικής βιολογίας. Academic Press.
4. Losos, J. Β. (2013). Ο οδηγός για την εξέλιξη του Πρίνστον. Princeton University Press.
5. McGhee, G. R. (2011). Συγκριτική εξέλιξη: περιορισμένες μορφές πιο όμορφες. MIT Press.
6. Morris, Ρ., Cobb, S., & Cox, Ρ. G. (2018). Συγκριτική εξέλιξη στις Euarchontoglires. Βιογραφικά γράμματα, 14(8), 20180366.
7. Rice, S. Α. (2009). Εγκυκλοπαίδεια της εξέλιξης. Εκδόσεις Infobase.
8. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Βιολογία: έννοιες και εφαρμογές χωρίς φυσιολογία. Εκπαιδευτική εκπαίδευση.
9. Stayton C. Τ. (2015). Τι σημαίνει σύγκλιση της εξέλιξης; Η ερμηνεία της σύγκλισης και οι επιπτώσεις της στην αναζήτηση ορίων στην εξέλιξη. Εστίαση διασύνδεσης, 5(6), 20150039.
10. Wake, D.Β., Wake, Μ. Η., & Specht, C.D. (2011). Ομοιοπία: από την ανίχνευση του προτύπου μέχρι τον προσδιορισμό της διαδικασίας και του μηχανισμού εξέλιξης. επιστήμη, 331(6020), 1032-1035.