Heterocronias peramorfosis en pedomorfosis (met voorbeelden)

de heterochronieën het zijn een reeks morfologische veranderingen - cruciaal in macro-evolutie - die optreden door modificaties of aanpassingen in de snelheid en chronologie van ontwikkeling. Ze zijn ingedeeld in twee grote families: de pedomorfosis en de peramorfosis.

De eerste, de pedomorfosis, verwijst naar de retentie van het jeugdige aspect door de volwassene, als we ze vergelijken met de voorganger. Daarentegen vertonen volwassenen in peramorfose (ook bekend als recapitulatie) overdreven karakteristieken in afstammende soorten.

Elk van deze families van heterochronieën heeft drie mechanismen die het bestaan ​​van de bovengenoemde patronen verklaren. Voor pedomorfose zijn progenese, neotenie en post-verplaatsing, terwijl de mechanismen van peramorfose hypermorfose, versnelling en voorverplaatsing zijn.

Momenteel is het begrijpen van de relatie tussen ontwikkelingspatronen en evolutie een van de meest ambitieuze doelen van biologen en daarom is de discipline "evo-devo" geboren. Heterocronies zijn een sleutelbegrip in deze branche.

index

• 1 Wat zijn deerochronieën?
• 2 Op welk niveau vinden deerochronieën plaats??
• 3 Hoe studeer je?
• 4 ontogenetische processen die de groeisnelheid beïnvloeden
  • 4.1 Pedormofosis
  • 4.2 Peramorfosis
• 5 voorbeelden
  • 5.1 Heterocronieën bij de ontwikkeling van Drosophila
  • 5.2 Salamanders
  • 5.3 Mensen
• 6 Referenties

Wat zijn heterochronieën?

Traditioneel gesproken praten we meestal over twee niveaus van veranderingen in evolutionaire biologie, microevolutie en macro-evolutie. De eerste is breed bestudeerd en probeert de veranderingen te begrijpen die optreden bij allelfrequenties in de leden van een populatie.

In tegenstelling, volgens het type verandering, macro-evolutie, impliceert de accumulatie van micro-evolutionaire veranderingen die leiden tot diversificatie. De beroemde paleontoloog en evolutionair bioloog S. J. Gould wijst op twee belangrijke manieren waarop macro-evolutionaire veranderingen kunnen plaatsvinden: innovatie en heterochronieën.

Heterochronieën zijn al die variaties die optreden tijdens de ontogenetische ontwikkeling van een individu, in termen van het tijdstip van verschijnen van een personage of in de snelheid van zijn vorming. Deze ontogenetische verandering heeft fylogenetische gevolgen.

In het licht van de evolutionaire biologie dient heterochronie om een ​​breed scala aan verschijnselen en functies te verklaren als een concept dat een model verenigt om diversiteit te verklaren met verschijnselen die verband houden met ontwikkeling.

Tegenwoordig heeft het concept veel populariteit gewonnen en onderzoekers passen het op verschillende niveaus toe - het omvat niet langer exclusief morfologie - inclusief cellulaire en moleculaire niveaus.

Op welk niveau vinden deerochronieën plaats??

De vergelijking vastgesteld in de heterochronieën is gemaakt op basis van de afstammelingen in vergelijking met hun voorouders. Met andere woorden, de afstammelingen van een groep worden vergeleken met de externe groep. Dit verschijnsel kan zich op verschillende niveaus voordoen, of dat nu een populatie of soort is.

We zijn ons er bijvoorbeeld van bewust dat in onze populaties niet alle ontwikkelingsfenomenen tegelijkertijd bij alle individuen voorkomen: de leeftijd van het veranderen van tanden is niet homogeen in de populatie, en evenmin is de leeftijd van de eerste menstruatie bij meisjes.

Een belangrijke factor is het tijdsbestek dat in de studie werd gebruikt. Het wordt aanbevolen dat het een tijdelijk beperkte studie is van een nauw verwante groep.

Omgekeerd zullen vergelijkingen op hogere niveaus (bijvoorbeeld phyla) met behulp van benaderde bemonstering van tijdsperioden de nadruk leggen op en blootgelegde verschillenpatronen blootleggen die niet kunnen worden gebruikt om processen af ​​te leiden..

Hoe studeer je?

De eenvoudigste en snelste manier om de potentiële evolutionaire gebeurtenissen aan te wijzen die kunnen worden verklaard door heterochronieën, is door observatie en analyse van het fossielenbestand. Het idee in deze procedure is om de veranderingen te herkennen die zich hebben voorgedaan in termen van grootte en leeftijd.

Vanuit het oogpunt van paleontologen zijn heterochronieën sleutelprocessen om de evolutie van een bepaalde groep te begrijpen en de fylogenetische relaties tussen hen te kunnen traceren.

Ontogenetische processen die de groeisnelheid beïnvloeden

Pedormofosis

Pedomorfose doet zich voor wanneer volwassen vormen kenmerken of kenmerken vertonen die kenmerkend zijn voor jonge exemplaren.

Er zijn drie gebeurtenissen die kunnen leiden tot pedomorfose. De eerste is progenesis, waarbij de tijd van vorming van de eigenschap wordt verkort, meestal veroorzaakt door de vooruitgang in geslachtsrijpheid.

Neoteonia, aan de andere kant, vermindert de snelheid van verandering in ontogenetische ontwikkeling. Daarom worden de jeugdige kenmerken gehandhaafd in de volwassene. Ten slotte omvat post-verplaatsing de ontwikkeling van een eigenschap die met vertraging begint.

Peramorfosis

Peramorfose is een overdrijving of uitbreiding van een bepaalde morfologie van het volwassen individu, vergeleken met zijn voorouder.

Net als bij pedomorfose kan peramorfose worden verklaard door drie gebeurtenissen. Hypermorfose bestrijkt een vertraging in de rijpingstijd, daarom groeit het lichaam tot de volwassenheid arriveert. Dit proces vertegenwoordigt een uitbreiding van het ontogenetische proces.

Versnelling verwijst naar de toename van wisselkoersen. In tegenstelling tot het vorige geval is de leeftijd van geslachtsrijpheid in versnelling hetzelfde voor voorouders en nazaten. Tot slot, pre-verplaatsing verwijst naar het vroegst begin van het uiterlijk van een eigenschap.

Bij gewervelden lijkt peramorfose meer een theoretisch model te zijn dan een gebeurtenis die in werkelijkheid voorkomt. Er zijn schaarse gegevens en in zeer specifieke gevallen van het proces.

Voorbeelden

Heterochronie in de ontwikkeling van Drosophila

Heterochronieën kunnen ook op moleculair niveau worden bestudeerd en er zijn verschillende methodologieën om deze onderzoeken uit te voeren.

Kim et al. (2000) probeerden bijvoorbeeld de heterogeniteiten te begrijpen in de vroege ontwikkeling van verschillende soorten Drosophila - bekend als fruitvlieg.

De resultaten suggereren dat bij de drie onderzochte soorten (D. melanogaster, D. simulans, en D. pseudoobscura) er is een tijdelijke verplaatsing van het ontogenetische traject in de vroege stadia van ontwikkeling. D. simulans toonde eerdere expressiepatronen, gevolgd door D. melanogaster en eindigend met en D. pseudoobscura.

De temporele schalen waarin de expressie van de genen tussen de soorten varieerde waren minder dan een half uur. De auteurs speculeren dat er interacties van het epigenetische type zijn tussen de expressie van de bestudeerde genen en de synchronisatie van de celcyclus die leidde tot de morfologische verschillen die bestaan ​​tussen de soort.

salamanders

Salamanders zijn het klassieke voorbeeld van neoteny, met name de soort Ambystoma mexicanum. De volwassen vormen van deze soort vertonen hun karakteristieke kieuwen, typisch voor juveniele stadia.

menselijk

Er wordt gespeculeerd dat de morfologie van mensen het product is van een gebeurtenis van neoteny. Als we de structuren van onze schedel bijvoorbeeld vergelijken, zullen we meer overeenkomsten vinden met een juveniele vorm van onze aapvoorouder dan met de volwassen variaties..

referenties

1. Goswami, A., Foley, L., & Weisbecker, V. (2013). Patronen en implicaties van uitgebreide heterochronie in de sluiting van carnivoran craniale hechtingen. Journal of evolutionary biology, 26(6), 1294-1306.
2. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Geïntegreerde principes van zoölogie. McGraw-Hill.
3. Kardong, K. V. (2006). Vertebraten: vergelijkende anatomie, functie, evolutie. McGraw-Hill.
4. Kim, J., Kerr, J. Q., & Min, G. S. (2000). Moleculaire heterochronie in de vroege ontwikkeling van Drosophila. Proceedings van de National Academy of Sciences, 97(1), 212-216.
5. Smith, K.K. (2003). Time's arrow: heterochrony en de evolutie van ontwikkeling. International Journal of Developmental Biology, 47(7-8), 613-621.