Parallell evolution

Parallell evolution är den liknande utvecklingen av en egenskap hos distinkta arter som inte är nära besläktade, men som delar en liknande ursprungliga egenskap som svar på liknande evolutionärt tryck.

Parallell vs. konvergent evolution

Evolution i en aminosyraposition . I varje fall ändras den vänstra arten från att inkorporera alanin (A) på en specifik position i ett protein i en hypotetisk gemensam förfader härledd från jämförelse av sekvenser av flera arter, och nu införlivar serin (S) i sin nuvarande form . Den högra arten kan genomgå divergerande evolution (alanin ersatt med treonin istället), parallell evolution (alanin också ersatt med serin) eller konvergent evolution (treonin ersatt med serin) vid denna aminosyraposition i förhållande till den första arten.

Med tanke på en speciell egenskap som förekommer i var och en av två linjer som härstammar från en specificerad förfader, är det i teorin möjligt att strikt definiera parallella och konvergerande evolutionära trender och tydligt skilja dem från varandra. Men kriterierna för att definiera konvergent i motsats till parallell evolution är ofta oklara i praktiken, så att godtycklig diagnos är vanlig i vissa fall.

När två arter är lika i en viss karaktär, definieras evolution som parallell om förfäderna delade den likheten; om de inte gjorde det, definieras utvecklingen av den karaktären i dessa arter som konvergent. Denna skillnad är dock inte entydig. Dels är de angivna förhållandena delvis en gradsfråga; alla organismer har mer eller mindre nya gemensamma förfäder. Inom evolutionär biologi kan frågan om hur långt tillbaka man ska leta efter liknande förfäder, och hur lika dessa förfäder behöver vara för att man ska anse att parallell evolution har ägt rum, alltid lösas. Vissa forskare har följaktligen hävdat att parallell evolution och konvergent evolution är mer eller mindre omöjliga att skilja. Andra insisterar på att vi i praktiken inte ska skygga för gråzonen eftersom många viktiga skillnader mellan parallell och konvergent evolution kvarstår.

När de förfäderliga formerna är ospecificerade eller okända, eller omfånget av egenskaper som beaktas inte är tydligt specificerade, blir distinktionen mellan parallell och konvergent evolution mer subjektiv. Till exempel Richard Dawkins i The Blind Watchmaker den slående likheten mellan placenta och pungdjursformer som resultatet av konvergent evolution, eftersom däggdjur på sina respektive förfäders kontinenter hade en lång evolutionär historia innan dinosauriernas utrotning. Denna period av separation skulle ha möjliggjort ackumuleringen av många relevanta skillnader. Stephen Jay Gould skiljde sig åt; han beskrev några av samma exempel som att ha utgått från den gemensamma förfadern till alla pungdjur och placenta, och därmed uppgå till parallell evolution. [ citat behövs ] Och visst, närhelst likheter kan beskrivas i konceptet som att de har utvecklats från ett gemensamt attribut som härrör från en enda avlägsen förfäderslinje, kan det legitimt betraktas som parallell evolution.

Däremot, där helt olika strukturer uppenbarligen har adjungerats till en liknande form och funktion, måste man med nödvändighet betrakta evolutionen som konvergent. Tänk till exempel på Mixotricha paradoxa , en eukaryot mikrob som har satt ihop ett system av rader av skenbara cilia och basala kroppar som nära liknar systemet i ciliater . Men vid inspektion visar det sig att i Mixotricha paradoxa , vad som verkar vara cilia faktiskt är mindre symbiontmikroorganismer ; det är inte fråga om parallell utveckling i ett sådant fall. Återigen, de olika orienterade svansarna av fiskar och valar som härrör vid mycket olika tidpunkter från radikalt olika förfäder och varje likhet i de resulterande ättlingarna måste därför ha utvecklats konvergent; alla fall där linjer inte utvecklas tillsammans samtidigt i samma ekoutrymme kan beskrivas som konvergent evolution vid någon tidpunkt.

Definitionen av en egenskap är avgörande för att avgöra om en förändring ses som divergent, eller som parallell eller konvergent. Till exempel är utvecklingen av jättepandans sesamoida " tumme " verkligen inte parallell med utvecklingen av primaters tummar , särskilt homininer , och den skiljer sig också morfologiskt från primattummar , men ur vissa synpunkter kan den betraktas som konvergerande i funktion och utseende.

Återigen, i bilden ovan, notera att eftersom serin och treonin har liknande strukturer med en alkoholsidokedja, skulle exemplet märkt "divergent" benämnas "parallellt" om aminosyrorna grupperades efter likhet istället för att betraktas individuellt. Som ett annat exempel, om gener i två arter oberoende av varandra blir begränsade till samma region av djuren genom reglering av en viss transkriptionsfaktor, kan detta beskrivas som ett fall av parallell evolution - men undersökning av den faktiska DNA-sekvensen kommer troligen endast att visa divergent förändringar i individuella basparpositioner, eftersom ett nytt transkriptionsfaktorbindningsställe kan läggas till på ett stort antal platser inom genen med liknande effekt.

En liknande situation uppstår med tanke på homologin hos morfologiska strukturer. Till exempel har många insekter två par flygande vingar. Hos skalbaggar härdas det första vingparet till elytra , vingskydd med liten roll under flygningen, medan det andra vingparet hos flugor kondenseras till små grimmor som används för balans. Om de två vingparen betraktas som utbytbara, homologa strukturer kan detta beskrivas som en parallell minskning av antalet vingar, men annars är de två förändringarna var och en divergerande förändringar i ett par vingar.

Liknande konvergent evolution beskriver evolutionär relä hur oberoende arter får liknande egenskaper genom sin evolution i liknande ekosystem, men inte samtidigt, såsom ryggfenorna hos hajar , valar och ichthyosaurier .

Exempel

  • Färgning som fungerar som en varning för rovdjur och för parningsvisningar har utvecklats hos många olika arter.
  • I växtriket är de mest välbekanta exemplen på parallell evolution formerna av löv , där mycket liknande mönster har dykt upp om och om igen i separata släkter och familjer.
  • I Arabidopsis thaliana har det föreslagits att populationer anpassar sig till lokalt klimat genom parallell evolution
  • Hos fjärilar finns många nära likheter i mönstren av vingfärgning, både inom och bland familjer.
  • Piggsvin från gamla och nya världen delade en gemensam förfader, båda utvecklade påfallande liknande fjäderstrukturer; detta är också ett exempel på konvergent evolution då liknande strukturer utvecklats i igelkottar , echidnas och tenrecs .
  • Vissa utdöda arkosaurier utvecklade en upprätt hållning och var troligen varmblodiga. Dessa två egenskaper finns också hos de flesta däggdjur. Moderna krokodiler har ett fyrkammarhjärta och en crorotarsal , den senare är också ett kännetecken för däggdjur från andra länder .
  • De utdöda pterosaurierna och fåglarna utvecklade båda vingar såväl som en distinkt näbb, men inte från en nyligen gemensam förfader.
  • Intern befruktning har utvecklats oberoende av hajar , vissa amfibier och fostervatten .
  • Patagium är ett köttigt membran som finns i glidande däggdjur som flyglemurer , flygekorrar , sockerglidare och det utdöda Volaticotherium . Dessa däggdjur förvärvade alla patagium oberoende av varandra.
  • Pyrotherianer utvecklade en kroppsplan som liknar proboscideans .
  • Det utdöda sydamerikanska hovdjuret Thoatherium hade ben som är svåra att skilja från hästar .
  • Bläckfiskens öga har samma komplicerade struktur som det mänskliga ögat. Som ett resultat ersätts det ofta i studier av ögat när det skulle vara olämpligt att använda ett mänskligt öga. Eftersom de två arterna divergerade när djuren utvecklades till deuterostomes och protostomes är detta extraordinärt.
  • Vissa trädlevande grodaarter, "flygande" grodor , i både gamla världens familjer och nya världens familjer har utvecklat förmågan att glidflyga . De har "förstorade händer och fötter, fulla vävband mellan alla fingrar och tår, laterala hudflikar på armar och ben och minskad vikt per nosöppningslängd".
  • Trädväxtvanan har utvecklats separat i orelaterade växtklasser .

Parallell evolution mellan pungdjur och placenta

Ett antal exempel på parallell evolution tillhandahålls av de två huvudgrenarna av däggdjuren , placenta och pungdjur , som har följt oberoende evolutionära vägar efter upplösningen av landmassor som Gondwanaland för ungefär 100 miljoner år sedan. I Sydamerika delade pungdjur och placenta ekosystemet (före Great American Interchange) ; i Australien rådde pungdjur; och i Gamla världen och Nordamerika vann moderkakoren. Men på alla dessa platser var däggdjur små och fyllde endast begränsade platser i ekosystemet fram till massutrotningen av dinosaurier för sextiofem miljoner år sedan. Vid den här tiden började däggdjur på alla tre landmassor ta på sig en mycket bredare variation av former och roller. Medan vissa former var unika för varje miljö, har förvånansvärt lika djur ofta dykt upp i två eller tre av de åtskilda kontinenterna. Exempel på dessa inkluderar placenta sabeltandade katter ( Machairodontinae ) och den sydamerikanska pungdjurssabeltanden ( Thylacosmilus ) ; den tasmanska vargen och den europeiska vargen ; likaså pungdjur och moderkaka mullvadar , flygekorrar och (förmodligen) möss .

Anteckningar
Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Parallel_evolution&oldid=1134180671 "