Konvergente Evolution

Konvergente Entwicklung einer mobilen Knochenzunge in fliegenden Dinosauriern und Pterosauriern. Quelle: Li Z, Zhou Z, Clarke JA, CC von 4.0, Wikimedia Commons

Was ist die konvergente Entwicklung?

Der Konvergente Evolution Es ist die Entstehung ähnlicher evolutionärer Mechanismen in zwei oder mehr entfernten Linien unabhängig. Im Allgemeinen wird dieses Muster beobachtet, wenn die beteiligten Gruppen ähnlichen Umgebungen, Microambientes oder Lebensweisen unterzogen werden, die zu selektiven äquivalenten Drücken führen.

Somit erhöhen die physiologischen oder morphologischen Merkmale die biologische Angemessenheit (Fitness) und Wettbewerbsfähigkeiten unter solchen Bedingungen. Wenn Konvergenz in einer bestimmten Umgebung auftritt, kann es intuitiv sein, dass ein solches Merkmal vom Typ ist adaptiv. Nachfolgende Studien sind jedoch erforderlich, um die Funktionalität des Merkmals durch Beweise zu überprüfen, die dies effektiv stützen, die Fitness der Bevölkerung.

Zu den bemerkenswertesten Beispielen für die konvergente Evolution können wir den Flug in Wirbeltieren, das Auge in Wirbeltieren und Wirbellosen, fusiforme Formen in Fisch und Wassersäugetieren erwähnen, unter anderem.

Evolutionäre Konvergenz vs. Parallelität

In der Literatur ist es üblich, eine Unterscheidung zwischen Konvergenz und Parallelität zu finden. Einige Autoren verwenden den evolutionären Abstand zwischen den Gruppen, um die beiden Konzepte zu unterteilen.

Die wiederholte Entwicklung eines Merkmals in zwei oder mehr Gruppen von Organismen wird als parallel angesehen, wenn sich ähnliche Phänotypen in verwandten Linien entwickeln, während Konvergenz die Entwicklung ähnlicher Merkmale in getrennten oder relativ entfernten Linien beinhaltet.

Eine weitere Definition von Konvergenz und Parallelität versucht, sie in Bezug auf die Entwicklungspfade zu trennen, die an der Struktur beteiligt sind. In diesem Zusammenhang erzeugt die konvergente Evolution ähnliche Eigenschaften durch verschiedene Entwicklungsrouten, während die parallele Evolution durch ähnliche Straßen tut.

Die Unterscheidung zwischen paralleler und konvergierender Evolution kann jedoch umstritten sein und ist weiter kompliziert, wenn wir bis zur Identifizierung der molekularen Grundlagen des betreffenden Merkmals absteigen. Trotz dieser Schwierigkeiten sind die evolutionären Auswirkungen auf beide Konzepte erheblich.

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Konvergenz und Divergenz

Obwohl die Auswahl ähnliche Phänotypen in ähnlichen Umgebungen bevorzugt, ist sie kein Phänomen, das in allen Fällen angewendet werden kann.

Die Ähnlichkeiten aus Sicht der Morphologie können dazu führen, dass die Organismen miteinander konkurrieren. Infolgedessen begünstigt die Selektion die Divergenz zwischen den Arten, die lokal koexistieren, und erzeugt eine Spannung zwischen den Konvergenzgraden und Divergenz, die für einen bestimmten Lebensraum zu erwarten sind.

Personen, die sich in der Nähe befinden und eine signifikante Überlappung der Nische haben, sind die mächtigsten Konkurrenten, die auf ihrer phänotypischen Ähnlichkeit basieren, was sie dazu veranlasst.

In diesen Fällen kann die unterschiedliche Selektion zu einem Phänomen führen. Die Bedingungen, die adaptive Strahlung treiben.

Adaptive Strahlung und konvergente Evolution werden als zwei Seiten derselben "evolutionären Währung" angesehen.

Welches Niveau tritt Konvergenz auf?

Durch das Verständnis des Unterschieds zwischen evolutionärer Konvergenz und Parallelen stellt sich eine sehr interessante Frage: Wenn die natürliche Selektion die Entwicklung ähnlicher Merkmale begünstigt, tritt dies unter denselben Genen auf oder kann unterschiedliche Gene und Mutationen beinhalten, die sich in ähnliche Phänotypen übersetzen können?

Nach den bisher generierten Beweisen scheint die Antwort auf beide Fragen zu sein. Es gibt Studien, die beide Argumente unterstützen.

Obwohl es bisher keine konkrete Reaktion darauf gibt, warum einige Gene in der evolutionären Zukunft "wiederverwendet" werden, gibt es empirische Beweise, die versucht, die Angelegenheit aufzuklären.

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Veränderungen mit denselben Genen

Zum Beispiel wurde gezeigt, dass die wiederholte Entwicklung der Blütezeiten in Pflanzen, die Resistenz gegen Insektizide bei Insekten und die Pigmentierung bei Wirbeltieren und Wirbellosen durch Veränderungen aufgetreten ist, bei denen dieselben Gene dieselben Gene beinhalten.

Für bestimmte Merkmale kann jedoch nur eine kleine Anzahl von Genen das Merkmal verändern. Nehmen wir den Sichtfall an: Änderungen im Farbsehen müssen notwendigerweise in Änderungen im Zusammenhang mit Opsina -Genen auftreten.

Im Gegensatz dazu sind die Gene, die sie kontrollieren, in anderen Eigenschaften zahlreicher. In den blühenden Zeiten der Pflanzen gehen etwa 80 Gene ein, aber in der gesamten Entwicklung wurden nur Veränderungen in wenigen gezeigt.

Beispiele für die konvergente Entwicklung

1997 fragten sich Moore und Willmer, wie häufig das Phänomen der Konvergenz ist.

Für diese Autoren bleibt diese Frage unbeantwortet. Sie argumentieren, dass es nach den bisher beschriebenen Beispielen relativ hohe Konvergenzniveaus gibt. Sie schlagen jedoch vor, dass es immer noch eine signifikante Unterschätzung der evolutionären Konvergenz bei organischen Wesen gibt.

Der Flug in Wirbeltieren

In organischen Wesen ist eines der erstaunlichsten Beispiele für evolutionäre Konvergenz das Erscheinungsbild des Fluges in drei Wirbeltierlinien: Vögel, Fledermäuse und die bereits ausgestorbenen Pterodaktile.

Tatsächlich geht die Konvergenz in den aktuellen fliegenden Wirbeltiergruppen über die modifizierten Frontelemente in Strukturen, die Flug ermöglichen.

Eine Reihe physiologischer und anatomischer Anpassungen wird zwischen beiden Gruppen geteilt, beispielsweise das Merkmal, dass kürzere Darms, die vermutet werden.

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Noch überraschender, verschiedene Forscher haben evolutionäre Konvergenzen in den Gruppen von Fledermäusen und Vögeln im Familienbereich gefunden.

Zum Beispiel ähneln Fledermäuse der Molossidae -Familie den Mitgliedern der Hirundinidae -Familie (Swallows und verwandt) in Vögeln. Beide Gruppen sind durch einen schnellen Flug in großen Höhen gekennzeichnet und zeigen ähnliche Flügel.

In ähnlicher Weise konvergieren Mitglieder der Familie Nycteridae in mehreren Aspekten mit passeriformen Vögeln (passeriforme). Beide fliegen mit niedrigen Geschwindigkeiten und haben die Fähigkeit, in der Vegetation zu manövrieren.

Aye-aye und Nagetiere

Bei der Analyse von zwei Gruppen von Säugetieren wird ein herausragendes Beispiel für evolutionäre Konvergenz gefunden: Aye-Aye und Eichhörnchen.

Heute aye-aye (Daubentonia madagaskariensis) Es wird als endemischer Lemuriform -Primat von Madagaskar eingestuft. Seine ungewöhnliche Ernährung besteht im Grunde genommen aus Insekten.

Aye-aye hat Anpassungen, die mit ihren trophischen Gewohnheiten zusammenhängen, wie z. B. akut.

In Bezug auf die Prothese ähnelt es in mehreren Aspekten dem eines Nagetiers. Nicht nur im Erscheinen der Schneidezähne, sondern auch eine außerordentlich ähnliche Zahnformel.

Der Auftritt zwischen beiden Taxa ist so auffällig, dass die ersten Taxonomes Aye-aye zusammen mit den anderen Eichhörnchen im Genre klassifizierten Sciurus.

Verweise

1. Doolittle, r. F. Konvergente Evolution: Die Notwendigkeit, explizit zu sein. Trends in biochemischen Wissenschaften.
2. Greenberg, g., & Haraway, m. M. Vergleichende Psychologie: Ein Handbuch. Routledge.