Chia sẻ:
Sự tiến hóa hội tụ trong những gì nó bao gồm và các ví dụ
các tiến hóa hội tụ là sự xuất hiện của sự tương đồng về kiểu hình trong hai hoặc nhiều dòng, một cách độc lập. Nói chung, mô hình này được quan sát thấy khi các nhóm liên quan phải chịu các môi trường, môi trường vi mô hoặc chế độ sống tương tự dẫn đến áp lực chọn lọc tương đương..
Do đó, các đặc điểm sinh lý hoặc hình thái trong câu hỏi làm tăng tính đầy đủ sinh học (thể dục) và khả năng cạnh tranh trong những điều kiện này. Khi sự hội tụ xảy ra trong một môi trường cụ thể, có thể thấy rằng tính năng này thuộc loại thích nghi. Tuy nhiên, cần nghiên cứu thêm để xác minh chức năng của tính trạng, thông qua bằng chứng để hỗ trợ rằng, thực tế, nó làm tăng thể dục của dân số.
Trong số các ví dụ đáng chú ý nhất về sự tiến hóa hội tụ, chúng ta có thể kể đến chuyến bay ở động vật có xương sống, mắt ở động vật có xương sống và động vật không xương sống, dạng fusiform ở cá và động vật có vú sống dưới nước, trong số những loài khác..
Chỉ số
- 1 Tiến hóa hội tụ là gì??
- 1.1 Định nghĩa chung
- 1.2 Cơ chế đề xuất
- 1.3 Ý nghĩa tiến hóa
- 2 Sự hội tụ tiến hóa so với sự song song
- 3 Hội tụ so với phân kỳ
- 4 Sự hội tụ xảy ra ở cấp độ nào??
- 4.1 Những thay đổi liên quan đến cùng một gen
- 5 ví dụ
- 5.1 Chuyến bay ở động vật có xương sống
- 5.2 Aye-aye và loài gặm nhấm
- 6 tài liệu tham khảo
Sự tiến hóa hội tụ là gì??
Hãy tưởng tượng rằng chúng ta biết hai người, về mặt thể chất, trông rất giống nhau. Cả hai đều có cùng chiều cao, màu mắt và mái tóc tương tự nhau. Đặc điểm của anh ấy cũng tương tự. Chúng tôi có thể sẽ cho rằng hai người là anh em, anh em họ hoặc có thể, họ hàng xa.
Mặc dù vậy, sẽ không có gì ngạc nhiên khi biết rằng không có mối quan hệ họ hàng chặt chẽ giữa những người trong ví dụ của chúng tôi. Điều tương tự cũng xảy ra, trên quy mô lớn, trong quá trình tiến hóa: đôi khi các hình thức tương tự không chia sẻ tổ tiên chung gần đây hơn.
Đó là, trong suốt quá trình tiến hóa, những đặc điểm giống nhau ở hai hoặc nhiều nhóm có thể có được trong một độc lập.
Định nghĩa chung
Các nhà sinh học sử dụng hai định nghĩa chung cho sự hội tụ tiến hóa hoặc hội tụ. Cả hai định nghĩa đều yêu cầu hai hoặc nhiều dòng dõi phát triển các ký tự tương tự nhau. Định nghĩa thường tích hợp thuật ngữ "độc lập tiến hóa", ngay cả khi nó là ẩn.
Tuy nhiên, các định nghĩa khác nhau trong quy trình hoặc cơ chế tiến hóa cụ thể cần có để có được mẫu.
Một số định nghĩa về sự hội tụ thiếu cơ chế như sau: "tiến hóa độc lập có đặc điểm tương tự từ đặc điểm tổ tiên" hoặc "tiến hóa của các đặc điểm tương tự trong dòng dõi tiến hóa độc lập".
Cơ chế đề xuất
Ngược lại, các tác giả khác thích tích hợp một cơ chế trong khái niệm hợp tác, để giải thích mô hình.
Ví dụ: "sự tiến hóa độc lập của các tính năng tương tự ở các sinh vật có liên quan xa do sự xuất hiện của sự thích nghi với môi trường hoặc dạng sống tương tự".
Cả hai định nghĩa được sử dụng rộng rãi trong các bài báo khoa học và trong văn học. Ý tưởng cốt yếu đằng sau sự hội tụ tiến hóa là hiểu rằng tổ tiên chung của các dòng dõi liên quan có trạng thái ban đầu khác nhau.
Ý nghĩa tiến hóa
Theo định nghĩa về sự hội tụ bao gồm một cơ chế (đã đề cập trong phần trước), nó giải thích sự giống nhau của các kiểu hình nhờ vào sự giống nhau của áp lực chọn lọc mà các loài taxi đang gặp phải..
Dưới ánh sáng của sự tiến hóa, điều này được giải thích dưới dạng thích ứng. Điều đó có nghĩa là, các tính năng thu được nhờ sự hội tụ là sự thích ứng cho phương tiện đã nói, vì nó sẽ tăng lên, theo một cách nào đó, nó thể dục.
Tuy nhiên, có những trường hợp xảy ra sự hội tụ tiến hóa và đặc điểm không thích nghi. Đó là, dòng dõi liên quan không phải chịu cùng áp lực chọn lọc.
Hội tụ tiến hóa so với song song
Trong văn học, người ta thường tìm thấy sự phân biệt giữa hội tụ và song song. Một số tác giả sử dụng khoảng cách tiến hóa giữa các nhóm để so sánh để tách hai khái niệm.
Sự tiến hóa lặp đi lặp lại của một tính trạng ở hai hoặc nhiều nhóm sinh vật được coi là song song nếu các kiểu hình tương tự tiến hóa trong các dòng liên quan, trong khi hội tụ liên quan đến sự tiến hóa của các tính trạng tương tự trong các dòng riêng biệt hoặc tương đối xa.
Một định nghĩa khác về hội tụ và song song tìm cách tách chúng theo các lộ trình phát triển liên quan đến cấu trúc. Trong bối cảnh này, tiến hóa hội tụ tạo ra các đặc điểm tương tự bởi các tuyến phát triển khác nhau, trong khi tiến hóa song song thực hiện theo các cách tương tự.
Tuy nhiên, sự khác biệt giữa tiến hóa song song và tiến hóa hội tụ có thể gây tranh cãi và thậm chí còn phức tạp hơn khi chúng ta đi xuống để xác định các cơ sở phân tử của tính trạng trong câu hỏi. Mặc dù có những khó khăn này, ý nghĩa tiến hóa liên quan đến cả hai khái niệm là đáng kể.
Hội tụ so với phân kỳ
Mặc dù lựa chọn ủng hộ các kiểu hình tương tự trong các môi trường tương tự, nhưng đó không phải là một hiện tượng có thể được áp dụng trong mọi trường hợp.
Sự tương đồng, từ quan điểm về hình thức và hình thái, có thể khiến các sinh vật cạnh tranh với nhau. Kết quả là, lựa chọn ủng hộ sự khác biệt giữa các loài cùng tồn tại cục bộ, tạo ra sự căng thẳng giữa mức độ hội tụ và phân kỳ được dự kiến cho một môi trường sống cụ thể..
Các cá nhân gần gũi và có sự chồng chéo đáng kể của thị trường ngách, là những đối thủ cạnh tranh mạnh nhất - dựa trên sự giống nhau về kiểu hình của họ, điều này dẫn đến họ khai thác tài nguyên theo cách tương tự.
Trong những trường hợp này, lựa chọn phân kỳ có thể dẫn đến một hiện tượng được gọi là bức xạ thích nghi, trong đó một dòng dõi làm phát sinh các loài khác nhau với sự đa dạng lớn về vai trò sinh thái trong thời gian ngắn. Các điều kiện ủng hộ bức xạ thích ứng bao gồm sự không đồng nhất môi trường, không có động vật ăn thịt, trong số những người khác.
Bức xạ thích ứng và tiến hóa hội tụ được coi là hai mặt của cùng một "đồng tiền tiến hóa".
Ở mức độ nào sự hội tụ xảy ra??
Hiểu được sự khác biệt giữa hội tụ tiến hóa và song song, một câu hỏi rất thú vị được đặt ra: khi chọn lọc tự nhiên ủng hộ sự tiến hóa của các tính trạng tương tự, nó có xảy ra dưới cùng một gen hay chúng có thể liên quan đến các gen và đột biến khác nhau dẫn đến các kiểu hình tương tự nhau??
Theo các bằng chứng được tạo ra cho đến nay, câu trả lời cho cả hai câu hỏi dường như là có. Có những nghiên cứu hỗ trợ cả hai lập luận.
Mặc dù cho đến nay vẫn chưa có câu trả lời cụ thể về lý do tại sao một số gen được "tái sử dụng" trong quá trình tiến hóa, có bằng chứng thực nghiệm tìm cách làm sáng tỏ vấn đề.
Những thay đổi liên quan đến cùng một gen
Ví dụ, người ta đã chứng minh rằng sự tiến hóa lặp đi lặp lại của thời kỳ ra hoa ở thực vật, khả năng kháng thuốc trừ sâu ở côn trùng và sắc tố ở động vật có xương sống và động vật không xương sống đã xảy ra thông qua những thay đổi liên quan đến cùng một gen.
Tuy nhiên, đối với một số tính trạng nhất định, chỉ một số lượng nhỏ gen có thể thay đổi tính trạng. Hãy xem trường hợp của thị giác: những thay đổi về thị lực màu sắc nhất thiết phải xảy ra trong những thay đổi liên quan đến gen opsin.
Ngược lại, trong các đặc điểm khác, các gen kiểm soát chúng có số lượng nhiều hơn. Tại thời điểm ra hoa của thực vật liên quan đến khoảng 80 gen, nhưng chỉ những thay đổi đã được chứng minh trong suốt quá trình tiến hóa trong một vài.
Ví dụ
Vào năm 1997, Moore và Willmer đã tự hỏi mức độ phổ biến của hiện tượng hội tụ.
Đối với các tác giả, câu hỏi này vẫn chưa được trả lời. Họ cho rằng, theo các ví dụ được mô tả cho đến nay, có mức độ hội tụ tương đối cao. Tuy nhiên, họ cho rằng vẫn còn một sự đánh giá thấp đáng kể về sự hội tụ tiến hóa ở sinh vật hữu cơ.
Trong các cuốn sách tiến hóa, chúng tôi tìm thấy một tá các ví dụ cổ điển về sự hội tụ. Nếu người đọc muốn mở rộng kiến thức về chủ đề này, anh ta có thể tham khảo cuốn sách của McGhee (2011), nơi anh ta sẽ tìm thấy nhiều ví dụ trong các nhóm khác nhau của cây sự sống.
Chuyến bay ở động vật có xương sống
Ở sinh vật hữu cơ, một trong những ví dụ nổi bật nhất về sự hội tụ tiến hóa là sự xuất hiện của chuyến bay trong ba dòng dõi động vật có xương sống: chim, dơi và pterodactyl đã tuyệt chủng.
Trên thực tế, sự hội tụ trong các nhóm động vật có xương sống đang bay vượt ra ngoài việc biến đổi các chi trước trong các cấu trúc cho phép bay.
Một loạt các thích ứng sinh lý và giải phẫu được chia sẻ giữa cả hai nhóm, chẳng hạn như đặc điểm là có ruột ngắn hơn, có lẽ, làm giảm khối lượng của cá nhân trong suốt chuyến bay, làm cho nó ít tốn kém hơn và gây ảnh hưởng hơn.
Đáng ngạc nhiên hơn nữa, các nhà nghiên cứu khác nhau đã tìm thấy sự hội tụ tiến hóa trong các nhóm dơi và chim ở cấp độ gia đình.
Ví dụ, dơi thuộc họ Molossidae tương tự như các thành viên của họ Hirundinidae (chim én và đồng minh) ở chim. Cả hai nhóm được đặc trưng bởi một chuyến bay nhanh, ở độ cao lớn, thể hiện đôi cánh tương tự.
Tương tự, các thành viên của họ Nycteridae hội tụ ở một số khía cạnh với các loài chim passerine (Passeriformes). Cả hai đều bay ở tốc độ thấp và có khả năng cơ động trong thảm thực vật.
Aye-aye và loài gặm nhấm
Một ví dụ nổi bật về sự hội tụ tiến hóa được tìm thấy khi phân tích hai nhóm động vật có vú: aye-ayer và sóc.
Hôm nay, aye-aye (Daubentonia madagascariensis) được phân loại là một loài linh trưởng linh trưởng lemuriform ở Madagascar. Chế độ ăn uống khác thường của nó về cơ bản được tạo thành từ côn trùng.
Do đó, aye-aye có những điều chỉnh có liên quan đến thói quen chiến thắng của nó, như thính giác cấp tính, kéo dài ngón giữa và răng giả với răng cửa ngày càng tăng..
Về mặt răng, nó giống với một số khía cạnh của loài gặm nhấm. Không chỉ ở sự xuất hiện của răng cửa, họ còn chia sẻ một công thức nha khoa tương tự lạ thường.
Sự xuất hiện giữa cả hai loài này rất ấn tượng, đến nỗi các nhà phân loại đầu tiên đã phân loại aye-aye, cùng với những con sóc khác, trong chi Khoa học viễn tưởng.
Tài liệu tham khảo
- Doolittle, R. F. (1994). Tiến hóa hội tụ: sự cần thiết phải rõ ràng. Xu hướng khoa học sinh hóa, 19(1), 15-18.
- Greenberg, G., & Haraway, M. M. (1998). Tâm lý so sánh: Cẩm nang. Routledge.
- Kliman, R. M. (2016). Bách khoa toàn thư sinh học tiến hóa. Báo chí học thuật.
- Losos, J. B. (2013). Hướng dẫn của Princeton về sự tiến hóa. Nhà xuất bản Đại học Princeton.
- McGhee, G. R. (2011). Tiến hóa hội tụ: hình thức giới hạn đẹp nhất. Báo chí MIT.
- Morris, P., Cobb, S., & Cox, P. G. (2018). Sự tiến hóa hội tụ ở các quốc gia Hồi giáo. Thư sinh học, 14(8), 20180466.
- Gạo, S. A. (2009). Bách khoa toàn thư về sự tiến hóa. Xuất bản Infobase.
- Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Sinh học: khái niệm và ứng dụng không có sinh lý. Học hỏi.
- Stayton C. T. (2015). Sự tiến hóa hội tụ có nghĩa là gì? Việc giải thích sự hội tụ và ý nghĩa của nó trong việc tìm kiếm giới hạn cho sự tiến hóa. Giao diện tập trung, 5(6), 20150039.
- Wake, D. B., Wake, M. H., & Specht, C. D. (2011). Homoplasy: từ phát hiện mô hình đến xác định quá trình và cơ chế tiến hóa. khoa học, 331(6020), 1032-1035.