Дивергентная эволюция - Divergent evolution

Зяблики Дарвина являются ярким и известным примером дивергентной эволюции, в которой предковые виды излучает на ряд видов-потомков со схожими и разными признаками.

Дивергентная эволюция или же расходящийся отбор это накопление различий между близкородственными популяциями внутри вида, приводящее к видообразование. Дивергентная эволюция обычно проявляется, когда две популяции разделяются географическим барьером (например, в аллопатрический или же перипатрическое видообразование ) и испытать разные селективное давление которые способствуют адаптации к новой среде. После многих поколений и непрерывной эволюции популяции стали менее способный к скрещиванию друг с другом.[1] Американский натуралист Дж. Т. Гулик (1832-1923) был первым, кто использовал термин «дивергентная эволюция»,[2] с его использованием, получившим широкое распространение в современной эволюционной литературе. Классическими примерами дивергенции в природе являются адаптивное излучение из зяблики из Галапагосские острова или различия окраски в популяциях видов, которые живут в разных средах обитания, например, с карманные мышки и забор ящериц.[3]

Термин также может применяться в молекулярная эволюция, например, чтобы белки которые происходят от гомологичный гены. Как ортологичные гены (в результате события видообразования), так и паралоги (в результате дупликация гена ) может иллюстрировать расходящуюся эволюцию. За счет дупликации генов возможна дивергентная эволюция между двумя генами внутри вида. Сходства между разошедшимися видами связаны с их общим происхождением, поэтому такие сходства являются гомологиями. В отличие, конвергентная эволюция возникает, когда приспособление возник самостоятельно, создав аналогичные структуры такие как крылья птиц и насекомых.

Создание, определение и использование

Считается, что термин дивергентная эволюция впервые был использован Дж. Т. Гулик. Дивергентная эволюция обычно определяется как то, что происходит, когда две группы одного и того же вида развивают разные черты внутри этих групп, чтобы приспособиться к различным экологическим и социальным нагрузкам. Различные примеры такого давления могут включать хищничество, запасы пищи и конкуренцию за партнеров. Барабанные уши некоторых ночных насекомых, как полагают, являются результатом потребности в ультразвуковом слухе, который обеспечивают барабанные уши, чтобы слышать хищников в темноте.[4][5] Ночные насекомые, которым не нужно бояться ночных хищников, часто не имеют этих барабанных ушей.

Причины

Животные претерпевают расходящиеся эволюция по ряду причин. Хищники или их отсутствие, изменения в окружающей среде и время, в которое некоторые животные наиболее активны, являются главными среди них.

Хищники

Отсутствие хищников - хищных птиц и млекопитающих - для обитания на скальных гнездах. котенок заставили эту конкретную группу китивейков потерять свое наследственное поведение моббинга, которое до этого момента проявлялось для защиты детенышей.[6] Поведение моббинга, которое обычно демонстрирует мультик, теряется, когда мультик поселяется в этой области с небольшой угрозой со стороны хищников для их детенышей. Изначально моббинг был разработан для защиты гнезд, содержащих молодь на уровне земли, от различных хищников, таких как рептилии, млекопитающие и другие птицы.[7]

Среда

Сама область гнездования на склоне утеса также была ответственна за то, что мокки потеряли свой менталитет мобинга - хищные млекопитающие, достаточно маленькие, чтобы поместиться на краю утеса вместе с мочками и их потомством, не смогли бы взобраться наверх, в то время как хищные птицы не смогли бы. может маневрировать возле скалы, несмотря на погодные условия в этом районе.[8]

Отличия

Дивергентная эволюция всегда сопряжена[требуется разъяснение ] с конвергентной эволюцией, поскольку они похожи и различаются по различным аспектам, например, эволюционирует ли что-то, что развивается и почему развивается. Поучительно сравнить дивергентную эволюцию как с конвергентной, так и с параллельной эволюцией.

Дивергентная и конвергентная эволюция

Конвергентная эволюция определяется как эволюция сходных черт, которая происходит у двух разных видов животных в результате того, что эти два вида живут в одинаковых средах с одинаковым давлением окружающей среды (например, хищники и пищевые ресурсы). Он отличается от дивергентной эволюции тем, что вовлеченные виды различны, в то время как черты, которые они получают, не отличаются друг от друга. Примером конвергентной эволюции является развитие рогов у разных видов для спарринга за партнеров, ресурсы и территорию. [9]

Дивергентная и параллельная эволюция

Параллельная эволюция является развитием аналогичного признака у видов, происходящих от одного и того же предка. Это похоже на дивергентную эволюцию в том, что виды происходят от одного и того же предка, но отличается тем, что признак один и тот же, а в дивергентной эволюции признак - нет. Примером параллельной эволюции является то, что некоторые виды древесных лягушек, «летающие» лягушки, как в семьях Старого Света, так и в семьях Нового Света, развили способность к планирующему полету. У них «увеличенные кисти и ступни, полная перепонка между всеми пальцами рук и ног, боковые кожные лоскуты на руках и ногах, а также уменьшенный вес на длину между мордой и отверстием».[10]

Зяблики Дарвина

Один из самых известных примеров дивергентной эволюции - это случай Зяблики Дарвина. Во время путешествия Дарвина на Галапагосские острова он обнаружил несколько разных видов вьюрков, у которых был общий предок. Они жили на разных диетах и ​​имели клювы, которые различались по форме и размеру в зависимости от их рациона. Считалось, что изменения формы и размера клюва необходимы для поддержки изменения рациона. У некоторых галапагосских вьюрков клювы побольше и мощнее, чтобы колоть орехи. Другой тип позволяет птице использовать колючки кактуса, чтобы копать насекомых в коре деревьев.

Дивергентная эволюция собак

Еще один хороший пример дивергентной эволюции - это происхождение домашней собаки и современный волк. И собаки, и волки произошли от общего предка.[11] Сходство митохондриальная ДНК Последовательности 162 волков из разных частей света и 140 собак 60 разных пород, выявленные в ходе геномных исследований, дополнительно подтверждают теорию о том, что собаки и волки расходятся от общего происхождения.[12] Собаки и волки имеют схожую форму тела, размер черепа и формирование конечностей, что еще раз подтверждает их близкий генетический состав и, следовательно, общее происхождение.[13] Например, маламуты и хаски физически и поведенчески похожи на волков. Хаски и маламуты имеют очень похожие размеры тела и форму черепа. Хаски и волки имеют схожий рисунок шерсти, а также устойчивость к холоду. В гипотетических ситуациях[требуется разъяснение ]были смоделированы мутации и события размножения, чтобы показать развитие поведения волков в течение десяти поколений. Результаты пришли к выводу, что, хотя последнее поколение волков было более послушным и менее агрессивным, темперамент волков сильно колебался от поколения к поколению.[14]

Рекомендации

  1. ^ «Симпатрическое видообразование». Получено 2 февраля 2016.
  2. ^ закрытый доступ Гулик, Джон Т. (Сентябрь 1888 г.). «Дивергентная эволюция через кумулятивную сегрегацию». Журнал Линнеевского общества Лондона, зоология. 20 (120): 189–274. Дои:10.1111 / j.1096-3642.1888.tb01445.x. Получено 26 сентября 2011. (требуется подписка)
  3. ^ Карл Т. Бергстром и Ли Алан Дугаткин (2016), Эволюция (2-е изд.), Нью-Йорк: W. W. Norton & Company, p. 127, ISBN  9780393937930
  4. ^ Yack, J.E .; J.H. Фуллард (апрель 2000 г.). «Хлопающие уши». Текущая биология. 10 (7): R257. Дои:10.1016 / s0960-9822 (00) 00412-7. PMID  10753754. S2CID  2307503.
  5. ^ Yack, J.E .; J.W. Доусон (2008). «Уши насекомых». 3: 35–53. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  6. ^ Каллен, Эстер (апрель 2008 г.). «Адаптация киттинок к гнездованию на утесах». Ибис. 99 (2): 275–302. Дои:10.1111 / j.1474-919x.1957.tb01950.x.
  7. ^ Олкок, Джон (2013). Поведение животных: эволюционный подход, десятое издание. С. 101–109.
  8. ^ Каллен, Эстер (апрель 2008 г.). «Адаптация киттинок к гнездованию на утесах». Ибис. 99 (2): 275–302. Дои:10.1111 / j.1474-919x.1957.tb01950.x.
  9. ^ Олкок, Джон (2013). Поведение животных: эволюционный подход, десятое издание. п. 182.
  10. ^ Emerson, S.B .; M.A.R. Кёль (1990). «Взаимодействие поведенческих и морфологических изменений в эволюции нового локомоторного типа:« Летающие »лягушки». Эволюция. 44 (8): 1931–1946. Дои:10.2307/2409604. JSTOR  2409604. PMID  28564439.
  11. ^ Вила, К., Дж. Э. Мальдонадо и Р. К. Уэйн. 1999. Филогенетические отношения, эволюция и генетическое разнообразие домашних собак. J Hered 90: 71-77
  12. ^ Vila C., P. Savolainen, J.E. Maldonado, I.R. Аморим, Дж.Э. Райс, Р.Л. Ханикатт, К.А. Крэндалл, Дж. Лундеберг и Р.К. Уэйн. 1997. Множественное и древнее происхождение домашней собаки. Наука 13 Том. 276, нет. 5319: 1687-1689
  13. ^ Ханикатт, Родни Л. (2010). «Раскрытие тайн эволюции собак». BMC Биология. 8: 20. Дои:10.1186/1741-7007-8-20. ЧВК  2841097. PMID  20214797.
  14. ^ Романчик, Дж. 2011. От дикого волка до лучшего друга человека: анализ гипотетической популяции волков и изменение темперамента, возможно, ведущее к их приручению. Университет Старого Доминиона http://d2oqb2vjj999su.cloudfront.net/users/000/082/618/962/attachments/Scientific%20Paper-%20Wolves%20to%20Dogs.pdf

Смотрите также

дальнейшее чтение

  • Джонатан Б. Лосос (2017). Невероятные судьбы: судьба, шанс и будущее эволюции. Книги Риверхеда. ISBN  978-0399184925.