Convergente evolutie in wat het bevat en voorbeelden

de convergente evolutie is de opkomst van fenotypische overeenkomsten in twee of meer lijnen, onafhankelijk. Over het algemeen wordt dit patroon waargenomen wanneer de betrokken groepen worden onderworpen aan vergelijkbare omgevingen, micro-omgevingen of levensvormen die resulteren in equivalente selectieve druk..

De fysiologische of morfologische kenmerken in kwestie verhogen dus de biologische toereikendheid (fitness) en de concurrentiekracht onder deze omstandigheden. Wanneer de convergentie plaatsvindt in een bepaalde omgeving, kan het duidelijk zijn dat deze functie van het type is adaptieve. Er zijn echter verdere studies nodig om de functionaliteit van het kenmerk te verifiëren, door middel van bewijs om dit te ondersteunen, in feite verhoogt het de geschiktheid van de bevolking.

Onder de opmerkelijkste voorbeelden van convergente evolutie kunnen we de vlucht in gewervelde dieren, het oog in gewervelde dieren en ongewervelde dieren, de fusiforme vormen in onder andere vissen en in het water levende zoogdieren noemen..

index

• 1 Wat is convergente evolutie??
  • 1.1 Algemene definities
  • 1.2 Aanbevolen mechanismen
  • 1.3 Evolutionaire implicaties
• 2 Evolutionaire convergentie versus parallellisme
• 3 Convergentie versus divergentie
• 4 Op welk niveau vindt convergentie plaats??
  • 4.1 Wijzigingen met dezelfde genen
• 5 voorbeelden
  • 5.1 Vlucht in gewervelde dieren
  • 5.2 De aye-aye en de knaagdieren
• 6 Referenties

Wat is de convergente evolutie??

Stel je voor dat we twee mensen kennen die fysiek veel op elkaar lijken. Beide hebben dezelfde hoogte, oogkleur en vergelijkbaar haar. Zijn functies zijn ook vergelijkbaar. We gaan er waarschijnlijk van uit dat de twee mensen broers, neven of misschien verre familieleden zijn.

Desondanks zou het geen verrassing zijn om te horen dat er geen nauwe verwantschapsrelatie bestaat tussen de mensen in ons voorbeeld. Hetzelfde gebeurt op grote schaal in evolutie: soms delen soortgelijke vormen geen recentere gemeenschappelijke voorouder.

Dat wil zeggen, gedurende de gehele evolutie kunnen eigenschappen die in twee of meer groepen vergelijkbaar zijn, worden verkregen in a onafhankelijk.

Algemene definities

Biologen gebruiken twee algemene definities voor evolutionaire convergentie of convergentie. Beide definities vereisen dat twee of meer lijnen personages die op elkaar lijken evolueren. De definitie integreert meestal de term "evolutionaire onafhankelijkheid", zelfs als deze impliciet is.

De definities verschillen echter in het specifieke evolutionaire proces of mechanisme dat vereist is om het patroon te verkrijgen.

Sommige definities van convergentie zonder mechanisme zijn de volgende: "onafhankelijke evolutie van vergelijkbare kenmerken van een voorouderlijk kenmerk", of "evolutie van vergelijkbare kenmerken in onafhankelijke evolutionaire lijnen".

Voorgestelde mechanismen

In tegenstelling hiermee, geven andere auteurs er de voorkeur aan om een ​​mechanisme te integreren in het concept van co-evolutie, om het patroon te verklaren.

Bijvoorbeeld, "de onafhankelijke evolutie van vergelijkbare kenmerken in ver verwante organismen als gevolg van de opkomst van aanpassingen aan vergelijkbare omgevingen of levensvormen".

Beide definities worden veel gebruikt in wetenschappelijke artikelen en in de literatuur. Het cruciale idee achter evolutionaire convergentie is om te begrijpen dat de gemeenschappelijke voorouder van de betrokken geslachten een initiële toestand had verschillend.

Evolutionaire implicaties

Na de vaststelling van convergentie een mechanisme (zie hierboven) bevat, dit verklaart de gelijkenis tussen fenotypes wegens de soortgelijkheid van de selectieve druk die ervaren taxa.

In het licht van de evolutie wordt dit geïnterpreteerd in termen van aanpassingen. Dat wil zeggen, de kenmerken die worden verkregen dankzij convergentie zijn aanpassingen voor genoemd medium, omdat het op een of andere manier zijn geschiktheid.

Er zijn echter gevallen waarbij evolutionaire convergentie optreedt en de eigenschap niet adaptief is. Dat wil zeggen dat de betrokken geslachten niet onder dezelfde selectieve druk staan.

Evolutionaire convergentie versus parallellisme

In de literatuur is het gebruikelijk om een ​​onderscheid te vinden tussen convergentie en parallellisme. Sommige auteurs gebruiken de evolutionaire afstand tussen de groepen om te worden vergeleken om de twee concepten te scheiden.

De herhaalde evolutie van een eigenschap in twee of meer groepen organismen wordt als een parallellisme beschouwd als vergelijkbare fenotypen evolueren in verwante lijnen, terwijl convergentie de evolutie van vergelijkbare kenmerken in afzonderlijke of relatief verre lijnen met zich meebrengt..

Een andere definitie van convergentie en parallellisme tracht ze te scheiden in termen van de ontwikkelingsroutes die in de structuur zijn betrokken. In deze context produceert de convergente evolutie vergelijkbare kenmerken door verschillende ontwikkelingsroutes, terwijl de parallelle evolutie het op vergelijkbare manieren doet.

Echter zal het onderscheid tussen evenwijdige en convergerende evolutie controversieel en wordt verder gecompliceerd wanneer we de identificatie van de moleculaire basis van de betreffende kenmerk dalen. Ondanks deze moeilijkheden zijn de evolutionaire implicaties met betrekking tot beide concepten aanzienlijk.

Convergentie versus divergentie

Hoewel selectie vergelijkbare fenotypes in vergelijkbare omgevingen begunstigt, is het geen fenomeen dat in alle gevallen kan worden toegepast.

De overeenkomsten, vanuit het oogpunt van vorm en morfologie, kunnen ertoe leiden dat organismen met elkaar concurreren. Als gevolg daarvan kiest selectie voor de divergentie tussen soorten die naast elkaar bestaan, waardoor een spanning ontstaat tussen de mate van convergentie en divergentie die wordt verwacht voor een bepaalde habitat..

Personen die dichtbij zijn en een aanzienlijke overlapping van de niche hebben, zijn de meest krachtige concurrenten - gebaseerd op hun fenotypische gelijkenis, wat hen ertoe brengt middelen op een vergelijkbare manier te exploiteren..

In deze gevallen kan de divergente selectie leiden tot een fenomeen dat bekend staat als adaptieve straling, waarbij een afstamming leidt tot verschillende soorten met een grote verscheidenheid aan ecologische rollen in korte tijd. De omstandigheden die adaptieve straling bevorderen, omvatten omgevingsheterogeniteit, afwezigheid van roofdieren, onder andere.

Adaptieve stralingen en convergente evolutie worden beschouwd als twee zijden van dezelfde "evolutionaire valuta".

Op welk niveau vindt convergentie plaats??

Inzicht in het verschil tussen evolutionaire convergentie en parallellisme, een zeer interessante vraag doet zich voor: wanneer natuurlijke selectie de ontwikkeling van gelijkaardige eigenschappen bevordert, gebeurt het onder dezelfde genen, of kunnen ze verschillende genen en mutaties met zich meebrengen die resulteren in vergelijkbare fenotypes??

Volgens het tot nu toe gegenereerde bewijs lijkt het antwoord op beide vragen ja. Er zijn onderzoeken die beide argumenten ondersteunen.

Hoewel tot nu toe geen concreet antwoord op waarom sommige genen worden "hergebruikt" in het proces van evolutie, is er empirisch bewijs dat streeft naar de kwestie op te helderen.

Veranderingen met dezelfde genen

Er is bijvoorbeeld aangetoond dat de herhaalde evolutie van bloeitijden in planten, resistentie tegen insecticiden bij insecten en pigmentatie bij gewervelde dieren en ongewervelde dieren is opgetreden door veranderingen waarbij dezelfde genen betrokken waren.

Voor bepaalde kenmerken kan echter slechts een klein aantal genen de eigenschap veranderen. Neem het geval van zicht: veranderingen in het kleurenzicht moeten noodzakelijkerwijs optreden bij veranderingen die verband houden met opsin-genen.

In tegenstelling daarmee zijn bij andere kenmerken de genen die ze beheersen talrijker. Op het moment van bloeien van de planten betrokken ongeveer 80 genen, maar alleen veranderingen zijn bewezen gedurende de evolutie in een paar.

Voorbeelden

In het jaar 1997 vroegen Moore en Willmer zich af hoe vaak het verschijnsel van convergentie is.

Voor deze auteurs blijft deze vraag onbeantwoord. Volgens hen zijn er volgens de tot dusverre beschreven voorbeelden relatief hoge niveaus van convergentie. Ze suggereren echter dat er nog steeds een aanzienlijke onderschatting is van de evolutionaire convergentie in organische wezens.

In de evolutieboeken vinden we een dozijn klassieke voorbeelden van convergentie. Als de lezer wil om hun kennis op het onderwerp uit te breiden, kunt u het boek McGhee (2011), waar u talloze voorbeelden in verschillende groepen van de boom des levens te vinden raadplegen.

De vlucht in de gewervelde dieren

In organische wezens is een van de meest opvallende voorbeelden van evolutionaire convergentie de verschijning van vlucht in drie gewervelde lijnen: vogels, vleermuizen en de al uitgestorven pterodactylen.

In feite gaat de convergentie in de groepen van huidige vliegende gewervelde dieren verder dan het hebben van gemodificeerde voorste ledematen in structuren die vlucht mogelijk maken.

Een reeks fysiologische en anatomische aanpassingen worden gedeeld tussen beide groepen, zoals het kenmerk van het hebben van kortere darmen die vermoedelijk de massa van het individu tijdens de vlucht verminderen, waardoor het minder duur en affectiever wordt.

Nog verrassender zijn dat verschillende onderzoekers evolutionaire convergenties hebben gevonden binnen de vleermuis- en vogelgroepen op het niveau van de familie.

Vleermuizen van de familie Molossidae zijn bijvoorbeeld vergelijkbaar met leden van de familie Hirundinidae (zwaluwen en bondgenoten) bij vogels. Beide groepen worden gekenmerkt door een snelle vlucht, op grote hoogten, met vergelijkbare vleugels.

Evenzo komen leden van de familie Nycteridae in verschillende opzichten samen met zangvogels (Passeriformes). Beide vliegen met lage snelheden en hebben het vermogen om te manoeuvreren in de vegetatie.

De aye-aye en de knaagdieren

Een prominent voorbeeld van evolutionaire convergentie wordt gevonden bij het analyseren van twee groepen zoogdieren: de aye-ayer en de eekhoorns.

Vandaag de dag, de aye-aye (Daubentonia madagascariensis) is geclassificeerd als een lemuriform primaat endemisch voor Madagaskar. Het ongebruikelijke dieet bestaat voornamelijk uit insecten.

Aldus heeft de aye-aye aanpassingen die zijn gerelateerd aan zijn trofische gewoonten, zoals acuut horen, verlenging van de middelvinger en kunstgebitten met toenemende snijtanden..

In termen van dentitie lijkt het in verschillende opzichten op dat van een knaagdier. Niet alleen in het uiterlijk van de snijtanden, ze delen ook een buitengewoon vergelijkbare tandheelkundige formule.

Het uiterlijk tussen beide taxa is zo opvallend, dat de eerste taxonomen de aye-aye, samen met de andere eekhoorns, in het geslacht classificeerden sciurus.

referenties

1. Doolittle, R.F. (1994). Convergente evolutie: de noodzaak om expliciet te zijn. Trends in biochemische wetenschappen, 19(1), 15-18.
2. Greenberg, G., & Haraway, M. M. (1998). Vergelijkende psychologie: een handboek. Routledge.
3. Kliman, R. M. (2016). Encyclopedia of Evolutionary Biology. Academische pers.
4. Losos, J. B. (2013). De gids van Princeton voor evolutie. Princeton University Press.
5. McGhee, G. R. (2011). Convergente evolutie: beperkte vormen het mooist. MIT Druk op.
6. Morris, P., Cobb, S., & Cox, P.G. (2018). Convergente evolutie in de Euarchontoglires. Biologiebrieven, 14(8), 20180366.
7. Rice, S. A. (2009). Encyclopedia of evolution. Infobase-publicaties.
8. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Biologie: concepten en toepassingen zonder fysiologie. Cengage Learning.
9. Stayton C. T. (2015). Wat betekent convergente evolutie? De interpretatie van convergentie en de implicaties ervan in de zoektocht naar grenzen aan evolutie. Interface focus, 5(6), 20150039.
10. Wake, D. B., Wake, M. H., & Specht, C. D. (2011). Homoplasie: van het detecteren van patronen tot het bepalen van het proces en het mechanisme van evolutie. wetenschap, 331(6020), 1032-1035.