تطور متقارب في تكوينه وأمثلة

ال تطور متقارب هو ظهور التشابه المظهري في اثنين أو أكثر من الأنساب ، بشكل مستقل. بشكل عام ، يتم ملاحظة هذا النمط عندما تتعرض المجموعات المعنية لبيئات مماثلة أو بيئات مجهرية أو أنماط حياة تؤدي إلى ضغوط انتقائية مكافئة..

وبالتالي ، فإن الخصائص الفسيولوجية أو المورفولوجية المعنية تزيد من كفاية البيولوجية (اللياقة البدنية) والقدرة التنافسية في ظل هذه الظروف. عندما يحدث التقارب في بيئة معينة ، يمكن الحدس بأن هذه الميزة من النوع التكيف. ومع ذلك ، هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات للتحقق من وظيفة السمة ، من خلال الأدلة لدعم ذلك ، في الواقع ، يزيد من لياقة بدنية من السكان.

من بين أبرز الأمثلة على التطور المتقارب يمكننا أن نذكر الرحلة في الفقاريات ، والعين في الفقاريات واللافقاريات ، والأشكال المغزلي في الأسماك والثدييات المائية ، وغيرها..

مؤشر

• 1 ما هو التطور المتقارب؟?
  • 1.1 التعاريف العامة
  • 1.2 الآليات المقترحة
  • 1.3 الآثار التطورية
• 2 التقارب التطوري مقابل التوازي
• 3 التقارب مقابل التباعد
• 4 على أي مستوى يحدث التقارب؟?
  • 4.1 التغييرات التي تنطوي على نفس الجينات
• 5 أمثلة
  • 5.1 الطيران في الفقاريات
  • 5.2 الآيي والقوارض
• 6 المراجع

ما هو التطور المتقارب؟?

تخيل أننا نعرف شخصين ، بدنيا ، يشبهان بعضهما البعض. كلاهما بنفس الطول ولون العين والشعر مماثل. ميزاته متشابهة جدا. ربما نفترض أن الشخصين هما أشقاء أو أبناء عمومة أو ربما أقارب بعيدون.

على الرغم من ذلك ، لن يكون مفاجئًا معرفة أنه لا توجد علاقة قرابة وثيقة بين الأشخاص في مثالنا. يحدث الشيء نفسه ، على نطاق واسع ، في التطور: في بعض الأحيان لا تتشارك الأشكال المتشابهة مع سلف مشترك أحدث.

وهذا هو ، طوال التطور ، يمكن الحصول على السمات المتشابهة في مجموعتين أو أكثر في مستقل.

التعاريف العامة

يستخدم علماء الأحياء تعريفين عامين للتقارب التطوري أو التقارب التطوري. يتطلب كلا التعريفين أن اثنين أو أكثر من الأنساب تطور أحرف مماثلة لبعضها البعض. عادة ما يدمج التعريف مصطلح "الاستقلال التطوري" ، حتى لو كان ضمنيًا.

ومع ذلك ، تختلف التعريفات في العملية أو الآلية التطورية المحددة المطلوبة للحصول على النموذج.

فيما يلي بعض تعاريف التقارب التي تفتقر إلى الآلية: "التطور المستقل للخصائص المتشابهة من سمة الأجداد" ، أو "تطور الخصائص المتشابهة في الأنساب التطورية المستقلة".

الآليات المقترحة

في المقابل ، يفضل مؤلفون آخرون دمج آلية في مفهوم التطور المشترك ، من أجل شرح النمط.

على سبيل المثال ، "التطور المستقل لميزات متشابهة في الكائنات ذات الصلة البعيدة بسبب ظهور تكيفات مع بيئات أو أشكال حياة مماثلة".

يستخدم كلا التعريفين على نطاق واسع في المقالات العلمية والأدب. الفكرة الحاسمة وراء التقارب التطوري هي أن نفهم أن السلف المشترك للنسب المعنية كان لديه حالة أولية مختلف.

الآثار التطورية

باتباع تعريف التقارب الذي يتضمن آلية (المذكورة في القسم السابق) ، فإنه يفسر التشابه بين الأنماط الظاهرية بفضل تشابه الضغوط الانتقائية التي تعانيها الأصناف..

تحت ضوء التطور ، يتم تفسير هذا من حيث التكيفات. بمعنى أن الميزات التي يتم الحصول عليها بفضل التقارب هي تعديلات للوسيلة المذكورة ، لأنها ستزيد ، بطريقة ما ، من لياقة بدنية.

ومع ذلك ، هناك حالات يحدث فيها التقارب التطوري والسمات ليست قابلة للتكيف. أي أن الأنساب المعنية ليست تحت نفس الضغوط الانتقائية.

التقارب التطوري مقابل التوازي

في الأدب ، من المعتاد أن نجد تمييزًا بين التقارب والتوازي. يستخدم بعض المؤلفين المسافة التطورية بين المجموعتين لمقارنتها من أجل فصل المفهومين.

يعتبر التطور المتكرر لسمات في مجموعتين أو أكثر من الكائنات الحية موازٍ إذا تطورت أنماط ظاهرية مماثلة في الأنساب ذات الصلة ، في حين أن التقارب ينطوي على تطور سمات مماثلة في سلالات منفصلة أو بعيدة نسبياً.

يسعى تعريف آخر للتقارب والتوازي إلى الفصل بينهما من حيث مسارات التنمية التي ينطوي عليها الهيكل. في هذا السياق ، ينتج عن التطور المتقارب خصائص متشابهة بطرق تطوير مختلفة ، في حين أن التطور الموازي يقوم بذلك بطرق مماثلة.

ومع ذلك ، يمكن أن يكون التمييز بين التطور الموازي والمتقارب مثيرًا للجدل ويصبح أكثر تعقيدًا عندما نزول إلى تحديد القواعد الجزيئية للسمة المعنية. على الرغم من هذه الصعوبات ، فإن الآثار التطورية المتعلقة بكلا المفهومين كبيرة.

التقارب مقابل الاختلاف

على الرغم من أن الاختيار يفضل الأنماط الظاهرية المماثلة في البيئات المماثلة ، إلا أنها ليست ظاهرة يمكن تطبيقها في جميع الحالات.

أوجه التشابه ، من وجهة نظر الشكل والتشكل ، يمكن أن تقود الكائنات الحية إلى التنافس مع بعضها البعض. ونتيجة لذلك ، فإن الانتقاء يفضل الاختلاف بين الأنواع التي تتعايش محليًا ، مما يخلق توتراً بين درجات التقارب والتباعد المتوقع لموئل معين..

الأفراد المقربون ولديهم تداخل كبير بين المكانة ، هم أقوى المنافسين - استنادًا إلى تشابههم الظاهري ، مما يؤدي بهم إلى استغلال الموارد بطريقة مماثلة.

في هذه الحالات ، يمكن أن يؤدي الانتقاء المتباين إلى ظاهرة تُعرف باسم الإشعاع التكيفي ، حيث تؤدي السلالة إلى أنواع مختلفة ذات تنوع كبير في الأدوار البيئية في وقت قصير. الظروف التي تفضل الإشعاع التكيفي تشمل عدم التجانس البيئي ، وغياب الحيوانات المفترسة ، وغيرها.

تعتبر الإشعاعات التكيفية والتطور المتقارب وجهين لنفس "العملة التطورية".

على أي مستوى يحدث التقارب؟?

عند فهم الفرق بين التقارب التطوري والتوازي ، يطرح سؤال مهم للغاية: عندما يدعم الانتقاء الطبيعي تطور الصفات المتشابهة ، هل يحدث تحت نفس الجينات ، أم يمكن أن يشتمل على جينات وتحولات مختلفة تؤدي إلى أنماط ظاهرية مماثلة؟?

وفقًا للأدلة التي تم الحصول عليها حتى الآن ، يبدو أن الإجابة على كلا السؤالين هي نعم. هناك دراسات تدعم كل الحجج.

رغم أنه لا توجد حتى الآن إجابة محددة عن سبب "إعادة استخدام" بعض الجينات في التطور التطوري ، إلا أن هناك أدلة تجريبية تسعى إلى توضيح المشكلة.

التغييرات التي تنطوي على نفس الجينات

على سبيل المثال ، فقد تبين أن التطور المتكرر لأوقات الإزهار في النباتات ، ومقاومة المبيدات الحشرية في الحشرات ، وتصبغ في الفقاريات واللافقاريات قد حدث من خلال التغييرات التي تنطوي على نفس الجينات.

ومع ذلك ، بالنسبة لبعض السمات ، لا يمكن إلا لعدد قليل من الجينات تغيير هذه الخاصية. خذ حالة البصر: يجب أن تحدث التغييرات في رؤية الألوان بالضرورة في التغييرات المتعلقة بجينات opsin.

في المقابل ، في خصائص أخرى ، الجينات التي تتحكم فيها أكثر عددًا. في وقت ازدهار النباتات ، كان هناك حوالي 80 جينًا ، لكن التغييرات التي تم إثباتها هي فقط خلال التطور في عدد قليل.

أمثلة

في عام 1997 ، سأل مور وويلمر عن مدى انتشار ظاهرة التقارب.

بالنسبة لهؤلاء المؤلفين ، يبقى هذا السؤال بلا إجابة. يجادلون أنه وفقًا للأمثلة الموصوفة حتى الآن ، هناك مستويات عالية نسبيًا من التقارب. ومع ذلك ، فإنها تشير إلى أنه لا يزال هناك قدر كبير من التقليل من التقارب التطوري في الكائنات العضوية.

في كتب التطور نجد عشرة أمثلة كلاسيكية للتقارب. إذا كان القارئ يرغب في توسيع معرفته بالموضوع ، فيمكنه الرجوع إلى كتاب McGhee (2011) ، حيث سيجد العديد من الأمثلة في مجموعات مختلفة من شجرة الحياة.

الرحلة في الفقاريات

في الكائنات العضوية ، أحد أبرز الأمثلة على التقارب التطوري هو ظهور الطيران في ثلاثة سلالات فقارية: الطيور ، والخفافيش ، والزاحف المجهرية المنقرضة بالفعل.

في الواقع ، يتجاوز التقارب بين مجموعات الفقاريات الطائرة الحالية وجود أطراف أمامية معدلة في هياكل تسمح بالهروب.

تتم مشاركة سلسلة من التعديلات الفسيولوجية والتشريحية بين كلا المجموعتين ، مثل خاصية وجود أمعاء أقصر تؤدي إلى تقليل كتلة الفرد أثناء الرحلة ، مما يجعله أقل تكلفة وأكثر تأثيراً.

والأكثر إثارة للدهشة هو أن الباحثين المختلفين وجدوا تقارنات تطورية داخل مجموعات الخفافيش والطيور على مستوى الأسرة.

على سبيل المثال ، تشبه خفافيش عائلة Molossidae أفراد عائلة Hirundinidae (البلع والحلفاء) في الطيور. تتميز المجموعتان برحلة سريعة ، على ارتفاعات عالية ، مع عرض أجنحة مماثلة.

وبالمثل ، يلتقي أفراد عائلة Nycteridae في عدة جوانب مع الطيور المارة (Passeriformes). كلاهما يطير بسرعات منخفضة ، ولديه القدرة على المناورة داخل الغطاء النباتي.

الايي والقوارض

تم العثور على مثال بارز للتقارب التطوري عند تحليل مجموعتين من الثدييات: الآي آير والسناجب.

اليوم ، آيي آي (Daubentonia مدغشقرية) تصنف على أنها رئيسيات ليمورية مستوطنة في مدغشقر. نظامه الغذائي غير العادي يتكون أساسًا من الحشرات.

وبالتالي ، فإن aye-aye لديه تكيفات مرتبطة بعاداته الغذائية ، مثل السمع الحاد ، إطالة الإصبع الأوسط والأطقم الأسنان مع زيادة القواطع..

من حيث الأسنان ، يشبه من عدة جوانب تلك الموجودة في القوارض. ليس فقط في ظهور القواطع ، فإنهم يتشاركون أيضًا في صيغة مماثلة للأسنان بشكل غير عادي.

إن المظهر بين كلا التصنيفين لافت للنظر ، حيث صنّف أول علماء التصنيف الآية ، إلى جانب السناجب الأخرى ، في الجنس سنجاب.

مراجع

1. دوليتل ، ر. ف. (1994). تطور متقارب: الحاجة إلى أن تكون صريحة. الاتجاهات في علوم الكيمياء الحيوية, 19(1) ، 15-18.
2. Greenberg، G.، & Haraway، M. M. (1998). علم النفس المقارن: كتيب. روتليدج.
3. Kliman، R. M. (2016). موسوعة الأحياء التطورية. الصحافة الأكاديمية.
4. Losos، J. B. (2013). دليل برينستون للتطور. مطبعة جامعة برينستون.
5. McGhee، G. R. (2011). تطور متقارب: أشكال محدودة أجمل. معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الصحافة.
6. Morris، P.، Cobb، S.، & Cox، P. G. (2018). تطور متقارب في Euarchontoglires. رسائل الأحياء, 14(8) ، 20180366.
7. رايس ، س. (2009). موسوعة التطور. Infobase النشر.
8. Star، C.، Evers، C.، & Starr، L. (2010). علم الأحياء: المفاهيم والتطبيقات دون علم وظائف الأعضاء. Cengage التعلم.
9. Stayton C. T. (2015). ماذا يعني التطور المتقارب؟ تفسير التقارب وآثاره في البحث عن حدود للتطور. التركيز واجهة, 5(6) ، 20150039.
10. Wake، D. B.، Wake، M. H.، & Specht، C. D. (2011). Homoplasy: من اكتشاف النمط إلى تحديد عملية وآلية التطور. علم, 331(6020) ، 1032-1035.