КОНВЕРГЕНТНА ЕВОЛУЦИЈА: ОД ЧЕГА СЕ САСТОЈИ И ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЈА - 2025

Конвергентне еволуције је појава фенотипских сличности у две или више родова самостално. Генерално, овај образац се примећује када су групе које су укључене у слична окружења, микро окружења или начин живота који се претварају у еквивалентне селективне притиске.

Дакле, дотичне физиолошке или морфолошке особине повећавају биолошку кондицију (кондицију) и конкурентску способност у таквим условима. Када се конвергенција догоди у одређеном окружењу, може се интуитирати да је ова особина адаптивног типа. Међутим, потребне су додатне студије да би се утврдила функционалност ове особине, користећи доказе који потврђују да заиста повећава кондицију становништва.

Примери карактеристика које деле и делфини и ихтиозаури. Иако су њих две врло сличне, филогенетски гледано веома су удаљене, а поменуте карактеристике тамо су стечене независно.
Извор: Скептични приказ, са Викимедиа Цоммонс

Међу најистакнутијим примерима конвергентне еволуције можемо поменути лет код краљежњака, око код краљежњака и бескраљежњака, између осталог и облик вретена код риба и водених сисара.

Шта је конвергентна еволуција?

Замислимо да сретнемо двоје људи који су физички прилично слични. Обоје имају исту висину, боју очију и боју косе. Њихове карактеристике су такође сличне. Вероватно ћемо претпоставити да су двоје људи браћа и сестре, рођаци или можда далека родбина.

Упркос томе, не би било изненађујуће сазнати да не постоји блиски породични однос између људи у нашем примеру. Исто је, у великој мери, и у еволуцији: понекад слични облици не деле новијег заједничког претка.

То јест, током еволуције, особине сличне у две или више група могу се стећи независно.

Опште дефиниције

Биолози користе две опште дефиниције за еволуцијску конвергенцију или конвергенцију. Обје дефиниције захтијевају да два или више родова развијају ликове сличне једни другима. Дефиниција обично укључује појам „еволуциона независност“, иако је имплицитна.

Међутим, дефиниције се разликују у специфичном еволуцијском процесу или механизму који су потребни за добивање обрасца.

Неке дефиниције конвергенције којима недостаје механизам су следеће: „независна еволуција сличних карактеристика из особина предака“, или „еволуција сличних карактеристика у независним еволуцијским линијама“.

Предложени механизми

Насупрот томе, други аутори радије интегришу механизам у концепт коеволуције, како би објаснили образац.

На пример, "независна еволуција сличних особина у удаљено повезаним организмима услед појаве прилагођавања сличним окружењима или животним облицима".

Обе дефиниције се широко користе у научним чланцима и у литератури. Кључна идеја еволуцијске конвергенције је разумевање да је заједнички предак лозе имао различито почетно стање.

Еволуцијске импликације

Након дефиниције конвергенције која укључује механизам (поменут у претходном одељку), ово објашњава сличност фенотипа захваљујући сличности селективних притисака које таксови доживљавају.

У светлу еволуције, ово се тумачи у смислу адаптација. Односно, особине које се добијају захваљујући конвергенцији су адаптације за наведено окружење, јер би то на неки начин повећало њихову кондицију.

Међутим, постоје случајеви када се догоди еволуциона конвергенција и својство није прилагодљиво. Односно, укључене линије нису под истим селективним притисцима.

Еволуциона конвергенција насупрот паралелизму

У литератури је уобичајено пронаћи разлику између конвергенције и паралелизма. Неки аутори користе еволуциону удаљеност између група ради поређења како би раздвојили два концепта.

Поновљена еволуција особине у две или више група организама сматра се паралелном ако се слични фенотипи развијају у сродним родовима, док конвергенција укључује еволуцију сличних особина у одвојеним или релативно удаљеним родовима.

Друга дефиниција конвергенције и паралелизма жели их раздвојити у смислу развојних путева који су укључени у структуру. У том контексту, конвергентна еволуција производи сличне карактеристике кроз различите развојне руте, док паралелна еволуција то чини кроз сличне руте.

Међутим, разлика између паралелне и конвергентне еволуције може бити контроверзна и постаје још сложенија када се спустимо на идентификацију молекулске основе предметне особине. Упркос овим потешкоћама, еволутивне импликације повезане са оба концепта су велике.

Конвергенција насупрот дивергенцији

Иако одабир фаворизира сличне фенотипове у сличним окружењима, то није феномен који се може примијенити у свим случајевима.

Сличности, са становишта облика и морфологије, могу довести организме да се међусобно надмећу. Као резултат тога, селекција фаворизује дивергенцију међу врстама које коегзистирају локално, стварајући напетост између степена конвергенције и дивергенције која се очекује за одређено станиште.

Појединци који су блиски и имају значајно нишно преклапање најмоћнији су конкуренти - на основу њихове фенотипске сличности, што их доводи до експлоатације ресурса на сличан начин.

У тим случајевима, дивергентна селекција може довести до феномена познатог као адаптивно зрачење, при чему рода у кратком времену рађа различите врсте са великом разноликошћу еколошких улога. Услови који промовишу адаптивно зрачење укључују хетерогеност околине, одсуство предатора, између осталих.

Адаптивна зрачења и конвергентна еволуција сматрају се двема странама истог "еволуционог новчића".

На ком нивоу се конвергенција дешава?

Разумевајући разлику између еволуцијске конвергенције и паралеле, поставља се врло занимљиво питање: Када природна селекција фаворизује еволуцију сличних особина, да ли се она одвија под истим генима или могу укључивати различите гене и мутације што резултира сличним фенотиповима?

На основу до сада прикупљених доказа, чини се да је одговор на оба питања да. Постоје студије које подржавају оба аргумента.

Иако до сада не постоји конкретан одговор зашто се неки гени „поново користе“ у еволуцијској еволуцији, постоје емпиријски докази који желе да разјасне то питање.

Промјене које укључују исте гене

На пример, показало се да се поновљена еволуција времена цветања у биљкама, отпорност на инсектициде код инсеката и пигментација у кичмењака и бескраљежњака јављају кроз промене које укључују исте гене.

Међутим, за одређене особине, само мали број гена може променити особину. Узмите случај вида: промене у виду у боји морају се нужно појавити у променама повезаним са генима опсина.

Супротно томе, у другим карактеристикама гени који их контролишу су многобројнији. Око 80 гена је укључено у време цветања биљака, али промене су евидентиране током еволуције у само неколико.

Примери

Мооре и Виллмер су се 1997. питали колико је уобичајен феномен конвергенције.

За ове ауторе ово питање остаје без одговора. Они тврде да, на основу до сада описаних примера, постоје релативно високи нивои конвергенције. Међутим, они тврде да и даље постоји значајно подцењивање еволуцијске конвергенције у органским бићима.

У еволуционим књигама налазимо десетак класичних примера конвергенције. Ако читалац жели да прошири своје знање о овој теми, може да се осврне на књигу МцГхее (2011), где ће наћи бројне примере у различитим групама дрвета живота.

Лет код кичмењака

Код органских бића један од најупечатљивијих примера еволуционе конвергенције је појава лета у три кичмењака: птица, слепих мишева и тренутно изумрлих птеродактила.

У ствари, конвергенција у данашњим групама летећих краљежњака надилази промјену предњих удова у структуре које омогућавају лет.

Низ физиолошких и анатомских адаптација дели се између обе групе, попут карактеристике да имају краћа црева која, претпоставља се, смањују масу појединца током лета, чинећи је скупљом и афективнијом.

Што је још изненађујуће, различити истраживачи открили су еволуцијску конвергенцију унутар група слепих мишева и птица на породичном нивоу.

На пример, слепи мишеви из породице Молоссидае слични су члановима породице Хирундинидае (ластавице и савезници) код птица. Обе групе карактерише брз лет, на великим висинама, који показују слична крила.

Слично томе, чланови породице Ництеридае конвергирају се у различитим погледима са пассерин птицама (Пассериформес). Обоје лете малим брзинама и имају могућност маневрисања вегетацијом.

Аие-аие и глодавци

Изузетан пример еволуционе конвергенције пронађен је када се анализирају две групе сисара: јучерашњи и веверице.

Данас је аие-аие (Даубентониа мадагасцариенсис) класификована као лемуриформни примат ендем на Мадагаскару. Њихова необична исхрана у основи се састоји од инсеката.

Дакле, аие-аие има прилагодбе које су повезане са његовим трофичким навикама, попут акутног слуха, продужења средњег прста и зуба са растућим сјекутићима.

Што се тиче протезе, она подсећа на глодавца на више начина. Не само по изгледу сјекутића, већ имају и изузетно сличну зубну формулу.

Појава између таксона је тако упечатљива да су први таксономисти класифицирали аие-аие, заједно с другим веверицама, у род Сциурус.

Референце

1. Доолиттле, РФ (1994). Конвергентна еволуција: потреба да буде експлицитна. Трендови у биохемијским наукама, 19 (1), 15-18.
2. Греенберг, Г., и Хараваи, ММ (1998). Упоредна психологија: приручник. Роутледге.
3. Климан, РМ (2016). Енцицлопедиа оф Еволутионари Биологи. Академска штампа.
4. Лосос, ЈБ (2013). Принцетон водич за еволуцију. Принцетон Университи Пресс.
5. МцГхее, ГР (2011). Конвергентна еволуција: ограничени облици најлепши. МИТ Пресс.
6. Моррис, П., Цобб, С., & Цок, ПГ (2018). Конвергентна еволуција у Еуарцхонтоглирес. Биолошка писма, 14 (8), 20180366.
7. Рице, СА (2009). Енциклопедија еволуције. Инфобасе Публисхинг
8. Старр, Ц., Еверс, Ц. и Старр, Л. (2010). Биологија: концепти и примене без физиологије. Ценгаге Леарнинг.
9. Стаитон ЦТ (2015). Шта значи конвергентна еволуција? Тумачење конвергенције и њене импликације у тражењу граница еволуције. Интерфејс фокус, 5 (6), 20150039.
10. Ваке, ДБ, Ваке, МХ, & Спецхт, ЦД (2011). Хомоплазија: од детекције узорка до одређивања процеса и механизма еволуције. наука, 331 (6020), 1032-1035.