Видове еволюция

Ние всички сме хомо тук
Еволюция
Икона еволюция.svg
Съответни хоминиди
Постепенна наука
Обикновен маймунски бизнес

Биологичната еволюция с течение на времето може да следва няколко различни модела. Фактори като околната среда и хищническия натиск могат да имат различни ефекти върху начините, по които видовете, изложени на тях, еволюират. Еволюционните биолози са означили тези различни модели като дивергентни , конвергентен , и паралелна еволюция .


Съдържание

Различна еволюция

Когато хората чуят думата „еволюция“, те най-често мислят за дивергентна еволюция, еволюционният модел, при който (например) два вида постепенно стават все по-различни. Дивергентна еволюция се случва, когато група от определена популация се развива в нов вид. За да се адаптират към различните условия на околната среда, двете групи се развиват в отделни видове поради разликите в изискванията, обусловени от екологичните обстоятелства. В голям мащаб дивергентната еволюция може да даде началото на създаването на сегашното разнообразие на живота на земята от първите живи клетки. В по-малък мащаб може да обясни еволюцията на хората и маймуните от общ прародител на примати. В молекулярен мащаб това може да отчете развитието на нови каталитични функции на ензимите и мембранната топология на протеините.

Различна еволюция и видообразуване

Ако различен селективен натиск действа върху определен организъм, може да се получи голямо разнообразие от адаптивни черти. Ако се разглежда само една структура на организма, тези промени могат или да добавят към първоначалната функция на структурата, или да я променят напълно. Дивергентната еволюция води до видообразуване или до развитие на нов вид. Дивергенция може да възникне във всяка група сродни организми. Разликите се получават от различните селективни налягания. Всеки род растения или животни може да покаже различна еволюция. Един пример може да включва разнообразието от флорални видове в орхидеи . Колкото по-голям е броят на наличните разлики, толкова по-голямо е разминаването. Учените предполагат, че колкото повече се различават два подобни вида, това показва по-дълъг период от време, през който е настъпило разминаването.


Примери за дивергентна еволюция

Природата предлага много примери за дивергентна еволюция.

  • Ако популацията на свободно кръстосване на остров се отдели от бариера, като нова река, с течение на времето организмите могат да започнат да се различават. Ако противоположните краища на острова имат различен натиск върху населението, това може да доведе до различна еволюция.
  • Ако определена група от птици в популация от други птици от същия вид се отклоняват от стандартния им миграционен път поради необичайни колебания на вятъра, те могат да попаднат в нова среда. Ако източникът на храна в новата обстановка е такъв, че само птици от популацията с вариант на клюн могат да се хранят, тогава тази характеристика ще се развие благодарение на своето селективно предимство за оцеляване. Същите видове в оригиналното географско местоположение и с оригиналния източник на храна не изискват тази черта на клюн и следователно ще се развиват по различен начин.
  • Различна еволюция е настъпила и в случая на червената лисица и комплекта лисица. Докато лисицата живее в пустинята, където козината й помага да я прикрие от хищниците си, червената лисица живее в горите, където червената му козина се слива с околностите. В пустинята климатът затруднява животните да елиминират телесната топлина. Ушите на комплекта лисица са се развили, за да имат по-голяма повърхност, така че да могат по-ефективно да премахват излишната телесна топлина. Различните еволюционни съдби на различните лисици се определят преди всичко от различните условия на околната среда и изискванията за адаптация, а не от генетичните различия. Ако всички членове на даден вид живеят в една и съща среда, вероятно е те да се развиват по подобен начин. Различната еволюция се потвърждава от ДНК анализ, при който видовете, които са се разминали, могат да бъдат показани като генетично подобни.
  • Човешкият крак еволюира, за да бъде много различен от крака на маймуна, въпреки общия им произход на приматите. Предполага се, че се е развил нов вид (хора), защото вече не е имало нужда от люлеене от дървета. Изправеното ходене по земята насърчава промени в стъпалото, които се случват, за да дадат по-добра скорост и баланс. Тези различни черти скоро се превърнаха в характеристики, които се развиха в резултат на улесняването на движението по земята. Въпреки че хората и маймуните си приличат генетично, различните им естествени местообитания насърчават различни физически черти, за да се развият за оцеляване.

Конвергентна еволюция

Конвергентната еволюция причинява трудности в области на изследване като сравнителна анатомия . Конвергентната еволюция се осъществява, когато видовете от различен произход започват да споделят аналогични черти поради споделена среда или друг натиск от селекцията. Екологичните обстоятелства, които изискват подобни промени в развитието или структурата за целите на адаптацията, могат да доведат до конвергентна еволюция, въпреки че видовете се различават по произход. Тези адаптационни прилики, възникващи в резултат на същия селективен натиск, могат да заблудят учените, изучаващи естествената еволюция на даден вид. Конвергентната еволюция също създава проблеми на палеонтолозите, използващи еволюционни модели в таксономията, или категоризацията и класификацията на различни организми въз основа на свързаност. Често води до неправилни взаимоотношения и фалшиви еволюционни прогнози.

Примери за конвергентна еволюция

(1) Птерозавър
(2) Прилеп
(3) Птица

Един от най-добрите примери за конвергентна еволюция включва как птици , прилепи и птерозаври (всички различни таксони, които са еволюирали по различни линии по различно време) са имали възможност да летят. Важно е, че всеки вид развива крила независимо. Тези видове не са еволюирали, за да се подготвят за бъдещи обстоятелства, а по-скоро развитието на полета е предизвикано от селективен натиск, наложен от подобни условия на околната среда, въпреки че са били в различни моменти от време. Потенциалът за развитие на всеки вид не е неограничен, главно поради присъщите ограничения в генетичните възможности. Запазват се само промени, които са полезни по отношение на адаптацията. И все пак, промените в условията на околната среда могат да доведат до по-малко полезни функционални структури, като придатъците, които може да са съществували преди крилата. Друга промяна в условията на околната среда може да доведе до промени в придатъка, за да стане по-полезен, предвид новите условия.



Например крилата на всички летящи животни са много сходни, защото се прилагат едни и същи закони на аеродинамиката. Тези закони определят специфичните критерии, които определят формата на крилото, размера на крилото или движенията, необходими за полет. Всички тези характеристики са независимо от засегнатото животно или физическото местоположение. Разбирането на причината, поради която всеки различен вид е развил способността да лети, разчита на разбирането на възможните функционални адаптации, основани на поведението и условията на околната среда, на които е бил изложен видът. Въпреки че за изчезналите видове и полета могат да се правят само теории, тъй като тези поведения могат да бъдат предсказвани с помощта на изкопаеми записи, тези теории често могат да бъдат тествани с помощта на информация, събрана от останките им. Може би крилата на птици или прилепи някога са били придатъци, използвани за други цели, като плъзгане, сексуално показване, скачане, защита или оръжия за залавяне на плячка.


Друг пример за конвергентна еволюция са очите на главоноги (калмари и октопод), които са изключително подобни на тези на хората или други бозайници . Въпреки това бозайниците и главоногите са еволюирали изцяло отделно, тъй като еволюцията на гръбначните и безгръбначните се е разминала преди около 500 милиона години, когато всички същества са били без зрение.

При различни видове растения, които споделят едни и същи опрашители, много структури и методи за привличане на опрашващите видове в растението са сходни. Тези специфични характеристики дадоха възможност за репродуктивен успех и на двата вида поради екологичните аспекти, регулиращи опрашването, а не сходствата, получени чрез генетична връзка по произход.


Още един пример за конвергентна еволюция е случаят с мантели и жаби с отровни стрели. Отровни стрели жаби живеят в Южна Америка, мантели в Мадагаскар. Те са напълно несвързани, но имат еднакви токсини в кожата си, които те получават от мравките, товасъщоса примери за конвергентна еволюция.

Конвергентната еволюция се подкрепя от факта, че тези видове произхождат от различни предци, което е доказано чрез ДНК анализ. Разбирането на механизмите, които предизвикват тези прилики в характеристиките на даден вид, въпреки разликите в генетиката, е по-трудно.

Yi qiнаслаждавайки се на лека закуска

Yi qi беше динозавър който е живял преди около 160 милиона години, намерен в Хъбей, Китай . Веднъж се скиташе по мокрото Джурасик гори от гинко и иглолистни дървета, плъзгащи се от едно дърво на друго. Уникалната характеристика на този динозавър е, че е летял с помощта на тънка мембрана, подобно на прилепите. Yi qi е единственият известен динозавър, който има това, и е чудесен пример за това конвергентна еволюция .

Паралелна еволюция

Паралелна еволюция се случва, когато несвързаните организми развиват същите характеристики или адаптивни механизми поради естеството на условията на околната среда. Или казано различно, паралелна еволюция се случва, когато подобни среди произвеждат подобни адаптации. Морфологиите (или структурна форма) на две или повече линии се развиват заедно по подобен начин в паралелна еволюция, вместо да се разминават или сближават в определен момент от времето.


Примери за паралелна еволюция

Един пример са сложните модели на оперението, които изглежда са се развили независимо от много много различни видове птици.

Молекулен пример за Parallel Evolution е лигандната специфичност на репресорите и периплазматичните захарни свързващи протеини.

Пример за паралелна еволюция е случаят с тимпаналните и атимпаналните устия при ястребови молци или видове Sphingidae. Тези насекоми са развили тимпан или тъпанче, подобно на хората като средство за комуникация чрез звук. Звуците предизвикват вибрации на мембрана, която покрива тимпана, известна като тимпанична мембрана. Тези вибрации се откриват от малки протеини на повърхността на тимпаничната мембрана, наречени слухови рецептори. В рамките на видовете Sphingidae две различни подгрупи са придобили способност да слушат чрез развитие на промени в устата им по ясно независим еволюционен път.

Изследването на биомеханиката на слуховата система разкрива, че само една от тези подгрупи има тимпан. Другата подгрупа е разработила различна устна структура, която няма типанум, но има устие с функционални характеристики, по същество същите като подгрупата с тимпана. Еволюционното значение на начина, по който паралелно се развиват слуховите способности в две различни подгрупи на даден вид, разкрива, че могат да съществуват различни механизми, водещи до сходни функционални възможности с различни средства за придобиване на един и същ функционален атрибут. И за двете подгрупи изслушването трябва да е било важна характеристика за оцеляването на вида предвид условията на околната среда.

Паралелно развитие и видообразуване

Паралелното видообразуване е вид паралелна еволюция, при която репродуктивната несъвместимост в тясно свързани популации се определя от признаци, които независимо се развиват поради адаптиране към различни среди. Тези различни популации са репродуктивно несъвместими и само популациите, които живеят в подобни условия на околната среда, са по-малко склонни да се репродуктивно изолират. По този начин паралелното видообразуване предполага, че има добри доказателства за естествения селективен натиск, водещ до видообразуване, особено след като репродуктивната несъвместимост между свързани популации е свързана с различни условия на околната среда, а не с географски или генетични разстояния.