Das konvergente Evolution Es ist das Auftreten phänotypischer Ähnlichkeiten in zwei oder mehr Linien, unabhängig voneinander. Im Allgemeinen wird dieses Muster beobachtet, wenn die beteiligten Gruppen ähnlichen Umgebungen, Mikroumgebungen oder Lebensweisen ausgesetzt sind, die sich in äquivalenten selektiven Drücken niederschlagen..
Somit erhöhen die fraglichen physiologischen oder morphologischen Merkmale die biologische Angemessenheit (Fitness) und Wettbewerbsfähigkeit unter diesen Bedingungen. Wenn Konvergenz in einer bestimmten Umgebung auftritt, kann man sich vorstellen, dass dieses Merkmal vom Typ ist adaptiv. Es sind jedoch weitere Studien erforderlich, um die Funktionalität des Merkmals durch Beweise zu überprüfen, die belegen, dass es tatsächlich das Merkmal erhöht Fitness der Bevölkerung.
Unter den bemerkenswertesten Beispielen für konvergente Evolution können wir unter anderem den Flug bei Wirbeltieren, das Auge bei Wirbeltieren und Wirbellosen, die Spindelformen bei Fischen und aquatischen Säugetieren erwähnen..
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Stellen wir uns vor, wir treffen zwei Menschen, die sich physisch ziemlich ähnlich sind. Sie haben beide die gleiche Größe, Augenfarbe und Haarfarbe. Ihre Merkmale sind ebenfalls ähnlich. Wir werden wahrscheinlich annehmen, dass die beiden Personen Geschwister, Cousins oder vielleicht entfernte Verwandte sind..
Trotzdem wäre es keine Überraschung zu erfahren, dass es in unserem Beispiel keine enge familiäre Beziehung zwischen den Menschen gibt. Dasselbe gilt im großen Maßstab für die Evolution: Manchmal teilen ähnliche Formen keinen neueren gemeinsamen Vorfahren.
Das heißt, während der gesamten Evolution können Merkmale, die in zwei oder mehr Gruppen ähnlich sind, unterschiedlich erworben werden. Unabhängig.
Biologen verwenden zwei allgemeine Definitionen für evolutionäre Konvergenz oder Konvergenz. Beide Definitionen erfordern, dass zwei oder mehr Linien Zeichen entwickeln, die einander ähnlich sind. Die Definition integriert normalerweise den Begriff "evolutionäre Unabhängigkeit", obwohl er implizit ist.
Die Definitionen unterscheiden sich jedoch in dem spezifischen Evolutionsprozess oder -mechanismus, der erforderlich ist, um das Muster zu erhalten..
Einige Definitionen der Konvergenz, denen der Mechanismus fehlt, sind die folgenden: "unabhängige Entwicklung ähnlicher Merkmale aus einem Ahnenmerkmal" oder "Entwicklung ähnlicher Merkmale in unabhängigen Entwicklungslinien"..
Im Gegensatz dazu ziehen es andere Autoren vor, einen Mechanismus in das Konzept der Koevolution zu integrieren, um das Muster zu erklären.
Zum Beispiel "die unabhängige Entwicklung ähnlicher Merkmale in entfernt verwandten Organismen aufgrund der Entstehung von Anpassungen an ähnliche Umgebungen oder Lebensformen".
Beide Definitionen sind in wissenschaftlichen Artikeln und in der Literatur weit verbreitet. Die entscheidende Idee hinter der evolutionären Konvergenz besteht darin, zu verstehen, dass der gemeinsame Vorfahr der beteiligten Linien einen Anfangszustand besaß anders.
Nach der Definition der Konvergenz, die einen Mechanismus enthält (im vorherigen Abschnitt erwähnt), erklärt dies die Ähnlichkeit der Phänotypen dank der Ähnlichkeit des selektiven Drucks, dem die Taxa ausgesetzt sind..
Im Lichte der Evolution wird dies als Anpassung interpretiert. Das heißt, die Merkmale, die dank der Konvergenz erhalten werden, sind Anpassungen für diese Umgebung, da sie in gewisser Weise ihre Eigenschaften erhöhen würden Fitness.
Es gibt jedoch Fälle, in denen eine evolutionäre Konvergenz auftritt und das Merkmal nicht adaptiv ist. Das heißt, die beteiligten Linien stehen nicht unter dem gleichen selektiven Druck.
In der Literatur ist es üblich, zwischen Konvergenz und Parallelität zu unterscheiden. Einige Autoren verwenden die evolutionäre Distanz zwischen den zu vergleichenden Gruppen, um die beiden Konzepte zu trennen.
Die wiederholte Entwicklung eines Merkmals in zwei oder mehr Gruppen von Organismen wird als Parallelität angesehen, wenn sich ähnliche Phänotypen in verwandten Linien entwickeln, während die Konvergenz die Entwicklung ähnlicher Merkmale in getrennten oder relativ weit entfernten Linien beinhaltet..
Eine andere Definition von Konvergenz und Parallelität versucht, sie hinsichtlich der an der Struktur beteiligten Entwicklungspfade zu trennen. In diesem Zusammenhang erzeugt die konvergente Evolution ähnliche Eigenschaften über verschiedene Entwicklungspfade, während die parallele Evolution dies über ähnliche Pfade tut..
Die Unterscheidung zwischen paralleler und konvergenter Evolution kann jedoch kontrovers sein und wird noch komplizierter, wenn wir uns mit der Identifizierung der molekularen Basis des betreffenden Merkmals befassen. Trotz dieser Schwierigkeiten sind die evolutionären Auswirkungen beider Konzepte erheblich..
Obwohl die Selektion ähnliche Phänotypen in ähnlichen Umgebungen bevorzugt, ist dies nicht in allen Fällen ein Phänomen, das angewendet werden kann..
Ähnlichkeiten können unter dem Gesichtspunkt der Form und Morphologie dazu führen, dass Organismen miteinander konkurrieren. Infolgedessen begünstigt die Selektion die Divergenz zwischen lokal koexistierenden Arten, wodurch eine Spannung zwischen den Konvergenz- und Divergenzgraden entsteht, die für einen bestimmten Lebensraum erwartet werden..
Personen, die nahe beieinander liegen und erhebliche Nischenüberschneidungen aufweisen, sind die stärksten Wettbewerber - aufgrund ihrer phänotypischen Ähnlichkeit, die sie dazu veranlasst, Ressourcen auf ähnliche Weise zu nutzen.
In diesen Fällen kann eine unterschiedliche Selektion zu einem Phänomen führen, das als adaptive Strahlung bekannt ist, bei dem aus einer Linie in kurzer Zeit verschiedene Arten mit einer großen Vielfalt ökologischer Rollen hervorgehen. Zu den Bedingungen, die adaptive Strahlung fördern, gehören unter anderem Umweltheterogenität und das Fehlen von Raubtieren..
Adaptive Strahlung und konvergente Evolution werden als zwei Seiten derselben "Evolutionsmünze" betrachtet..
Beim Verständnis des Unterschieds zwischen evolutionärer Konvergenz und Parallelen stellt sich eine sehr interessante Frage: Wenn natürliche Selektion die Evolution ähnlicher Merkmale begünstigt, tritt sie unter denselben Genen auf oder kann sie unterschiedliche Gene und Mutationen beinhalten, die zu ähnlichen Phänotypen führen?
Basierend auf den bisher gewonnenen Erkenntnissen scheint die Antwort auf beide Fragen Ja zu sein. Es gibt Studien, die beide Argumente stützen.
Obwohl es bis jetzt keine konkrete Antwort darauf gibt, warum einige Gene in der evolutionären Evolution "wiederverwendet" werden, gibt es empirische Beweise, die versuchen, die Angelegenheit aufzuklären..
Beispielsweise wurde gezeigt, dass die wiederholte Entwicklung der Blütezeiten bei Pflanzen, die Insektizidresistenz bei Insekten und die Pigmentierung bei Wirbeltieren und Wirbellosen durch Veränderungen auftreten, an denen dieselben Gene beteiligt sind..
Für bestimmte Merkmale kann jedoch nur eine geringe Anzahl von Genen das Merkmal verändern. Nehmen wir den Fall des Sehens: Veränderungen des Farbsehens müssen notwendigerweise bei Veränderungen im Zusammenhang mit Opsin-Genen auftreten.
Im Gegensatz dazu sind bei anderen Merkmalen die Gene, die sie steuern, zahlreicher. Ungefähr 80 Gene sind an den Blütezeiten von Pflanzen beteiligt, aber Veränderungen wurden nur in wenigen Fällen während der Evolution nachgewiesen.
1997 fragten sich Moore und Willmer, wie häufig das Phänomen der Konvergenz ist.
Für diese Autoren bleibt diese Frage unbeantwortet. Sie argumentieren, dass auf der Grundlage der bisher beschriebenen Beispiele ein relativ hohes Maß an Konvergenz besteht. Sie argumentieren jedoch, dass die evolutionäre Konvergenz bei organischen Wesen immer noch erheblich unterschätzt wird.
In Evolutionsbüchern finden wir ein Dutzend klassische Beispiele für Konvergenz. Wenn der Leser sein Wissen zu diesem Thema erweitern möchte, kann er McGhees Buch (2011) konsultieren, in dem er zahlreiche Beispiele in verschiedenen Gruppen des Lebensbaums findet.
Eines der erstaunlichsten Beispiele für evolutionäre Konvergenz bei organischen Wesen ist das Auftreten von Flucht in drei Linien von Wirbeltieren: Vögeln, Fledermäusen und den inzwischen ausgestorbenen Pterodaktylen..
Tatsächlich geht die Konvergenz in aktuellen fliegenden Wirbeltiergruppen über die Modifizierung der Vorderbeine in Strukturen hinaus, die den Flug ermöglichen..
Eine Reihe von physiologischen und anatomischen Anpassungen wird zwischen beiden Gruppen geteilt, wie zum Beispiel die Eigenschaft, kürzere Därme zu haben, die vermutlich die Masse des Individuums während des Fluges verringern, wodurch es billiger und affektiver wird..
Noch überraschender ist, dass verschiedene Forscher evolutionäre Konvergenzen innerhalb von Fledermaus- und Vogelgruppen auf Familienebene gefunden haben..
Zum Beispiel ähneln Fledermäuse der Familie Molossidae Mitgliedern der Familie Hirundinidae (Schwalben und Verbündete) bei Vögeln. Beide Gruppen zeichnen sich durch einen schnellen Flug in großen Höhen mit ähnlichen Flügeln aus..
In ähnlicher Weise konvergieren Mitglieder der Familie der Nycteridae in verschiedener Hinsicht mit Sperlingsvögeln (Passeriformes). Beide fliegen mit niedriger Geschwindigkeit und können durch die Vegetation manövrieren.
Ein herausragendes Beispiel für evolutionäre Konvergenz findet sich bei der Analyse von zwei Gruppen von Säugetieren: dem Ja-Gestern und den Eichhörnchen..
Heute ist das aye-aye (Daubentonia madagascariensis) wird als lemuriformer Primat klassifiziert, der in Madagaskar endemisch ist. Ihre ungewöhnliche Ernährung besteht im Wesentlichen aus Insekten.
Somit weist das Aye-Aye Anpassungen auf, die mit seinen trophischen Gewohnheiten zusammenhängen, wie z. B. akutes Hören, Dehnung des Mittelfingers und Zähne mit wachsenden Schneidezähnen..
In Bezug auf die Prothese ähnelt sie in mehrfacher Hinsicht der eines Nagetiers. Sie haben nicht nur das Aussehen der Schneidezähne, sondern auch eine außerordentlich ähnliche Zahnformel.
Das Auftreten zwischen den beiden Taxa ist so auffällig, dass die ersten Taxonomen das Aye-Aye zusammen mit den anderen Eichhörnchen der Gattung zuordneten Sciurus.
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