Siamo tutti Homo qui
Evolution

Rilevanti Ominidi

• Charles Darwin
• Alfred Russel Wallace
• Gregor Mendel
• Richard Dawkins
• Jerry Coyne

Un Graduale Scienza

• Conrad Hal Waddington
• Endosymbiosis
• Last Universal Common Ancestor
• Mutazione

Normale Monkey Business

• Giovani di Terra Creazionismo
• la Vecchia Terra Creazionismo
• Design Intelligente
• Microevoluzione vs Macroevoluzione

L’evoluzione biologica nel tempo può seguire diversi schemi. Fattori come l’ambiente e le pressioni di predazione possono avere effetti diversi sui modi in cui le specie esposte ad essi si evolvono. I biologi evoluzionisti hanno etichettato questi modelli differenti come evoluzione divergente, convergente e parallela.

Evoluzione divergente

Quando le persone sentono la parola “evoluzione” pensano più comunemente all’evoluzione divergente, il modello evolutivo in cui (ad esempio) due specie diventano gradualmente sempre più diverse. L’evoluzione divergente si verifica quando un gruppo di una popolazione specifica si sviluppa in una nuova specie. Al fine di adattarsi alle varie condizioni ambientali, i due gruppi si sviluppano in specie distinte a causa delle differenze nelle richieste guidate dalle circostanze ambientali. Su larga scala, l’evoluzione divergente potrebbe dar luogo acreare l’attuale diversità della vita sulla terra dalle prime cellule viventi. Su scala più piccola, potrebbe spiegare l’evoluzione degli esseri umani e delle scimmie da un antenato primate comune. Su scala molecolare, potrebbe spiegare l’evoluzione di nuove funzioni catalitiche degli enzimi e della topologia delle proteine di membrana.

Evoluzione e speciazione divergenti

Se diverse pressioni selettive agiscono su un particolare organismo, può risultare un’ampia varietà di tratti adattivi. Se si considera solo una struttura sull’organismo, questi cambiamenti possono aggiungere alla funzione originale della struttura o possono cambiarla completamente. L’evoluzione divergente porta alla speciazione o allo sviluppo di una nuova specie. La divergenza può verificarsi in qualsiasi gruppo di organismi correlati. Le differenze sono prodotte dalle diverse pressioni selettive. Qualsiasi genere di piante o animali può mostrare un’evoluzione divergente. Un esempio può coinvolgere la diversità dei tipi floreali nelle orchidee. Maggiore è il numero di differenze presenti, maggiore è la divergenza. Gli scienziati ipotizzano che più due specie simili divergono indica un periodo di tempo più lungo in cui la divergenza ha avuto luogo.

Esempi di evoluzione divergente

La natura offre molti esempi di evoluzione divergente.

• Se una popolazione che si incrocia liberamente su un’isola viene separata da una barriera, come un nuovo fiume, nel tempo gli organismi possono iniziare a divergere. Se le estremità opposte dell’isola hanno pressioni diverse che agiscono sulla popolazione, ciò può comportare un’evoluzione divergente.
• Se un certo gruppo di uccelli in una popolazione di altri uccelli della stessa specie vira dal loro percorso migratorio standard a causa di fluttuazioni anomale del vento, possono finire in un nuovo ambiente. Se la fonte di cibo nel nuovo ambiente è tale che solo gli uccelli della popolazione con un becco variante sono in grado di nutrirsi, allora questa caratteristica si evolverà in virtù del suo vantaggio di sopravvivenza selettiva. Le stesse specie nella posizione geografica originale e con la fonte di cibo originale non richiedono questo tratto del becco e, quindi, si evolveranno in modo diverso.
• Evoluzione divergente si è verificata anche nel caso della volpe rossa e del kit fox. Mentre la volpe kit vive nel deserto dove il suo mantello aiuta a mascherarlo dai suoi predatori, la volpe rossa vive nelle foreste, dove il suo mantello rosso si fonde con l’ambiente circostante. Nel deserto, il clima rende difficile per gli animali eliminare il calore corporeo. Le orecchie del kit fox si sono evolute per avere una superficie maggiore in modo che possa rimuovere in modo più efficiente il calore corporeo in eccesso. I diversi destini evolutivi delle diverse volpi sono determinati principalmente dalle diverse condizioni ambientali e dai requisiti di adattamento, non dalle differenze genetiche. Se tutti i membri di una specie vivono nello stesso ambiente, è probabile che si evolveranno in modo simile. L’evoluzione divergente è confermata dall’analisi del DNA in cui le specie che si sono divergenti possono essere dimostrate geneticamente simili.
• Il piede umano si è evoluto per essere molto diverso dal piede di una scimmia, nonostante la loro discendenza primate comuni. Si ipotizza che una nuova specie (gli esseri umani) si sia sviluppata perché non c’era più bisogno di oscillare dagli alberi. Camminare in posizione verticale sul terreno ha incoraggiato alterazioni nel piede che è accaduto per dare una migliore velocità ed equilibrio. Questi tratti diversi divennero presto caratteristiche che si evolsero con il risultato di facilitare il movimento sul terreno. Sebbene gli esseri umani e le scimmie siano geneticamente simili, i loro diversi habitat naturali hanno favorito l’evoluzione di diversi tratti fisici per la sopravvivenza.

Evoluzione convergente

L’evoluzione convergente causa difficoltà in campi di studio come l’anatomia comparata. L’evoluzione convergente ha luogo quando specie di ascendenza diversa iniziano a condividere tratti analoghi a causa di un ambiente condiviso o di altre pressioni di selezione. Circostanze ambientali che richiedono simili alterazioni dello sviluppo o strutturali ai fini dell’adattamento possono portare a un’evoluzione convergente anche se le specie differiscono nella discendenza. Queste somiglianze di adattamento che sorgono come risultato delle stesse pressioni selettive possono essere fuorvianti per gli scienziati che studiano l’evoluzione naturale di una specie. L’evoluzione convergente crea anche problemi per i paleontologi che usano modelli evolutivi in tassonomia, o la categorizzazione e la classificazione di vari organismi basati sulla parentela. Spesso porta a relazioni errate e false previsioni evolutive.

esempio di evoluzione convergente

(1) Pterosaur
(2) Bat
(3) Uccello

Uno dei migliori esempi di evoluzione convergente comporta come gli uccelli, pipistrelli, e pterosauri (tutti diversi taxa che si sviluppò lungo distinti lignaggi in tempi diversi), è venuto per essere in grado di volare. È importante sottolineare che ogni specie ha sviluppato le ali in modo indipendente. Queste specie non si sono evolute per prepararsi alle circostanze future, ma piuttosto lo sviluppo del volo è stato indotto dalla pressione selettiva imposta da condizioni ambientali simili, anche se erano in punti diversi nel tempo. Il potenziale di sviluppo di qualsiasi specie non è illimitato, principalmente a causa di vincoli intrinseci nelle capacità genetiche. Vengono preservati solo i cambiamenti utili in termini di adattamento. Tuttavia, i cambiamenti nelle condizioni ambientali possono portare a strutture funzionali meno utili, come le appendici che potrebbero essere esistite prima delle ali. Un altro cambiamento delle condizioni ambientali potrebbe comportare alterazioni dell’appendice per renderla più utile, date le nuove condizioni.

Ad esempio, le ali di tutti gli animali volanti sono molto simili perché si applicano le stesse leggi dell’aerodinamica. Queste leggi determinano i criteri specifici che governano la forma di un’ala, la dimensione dell’ala o i movimenti necessari per il volo. Tutte queste caratteristiche sono indipendentemente dall’animale coinvolto o dalla posizione fisica. Comprendere il motivo per cui ogni specie diversa ha sviluppato la capacità di volare si basa su una comprensione dei possibili adattamenti funzionali, in base al comportamento e alle condizioni ambientali a cui la specie è stata esposta. Anche se solo le teorie possono essere fatte su specie estinte e volo dal momento che questi comportamenti possono essere previsti utilizzando da reperti fossili, queste teorie possono spesso essere testati utilizzando le informazioni raccolte dai loro resti. Forse le ali degli uccelli o dei pipistrelli erano una volta appendici utilizzate per altri scopi, come il volo a vela, l’esibizione sessuale, il salto, la protezione o le braccia per catturare le prede.

Un altro esempio di evoluzione convergente sono gli occhi dei cefalopodi (calamari e polpi), che sono notevolmente simili a quelli degli umani o di altri mammiferi. Tuttavia, mammiferi e cefalopodi hanno evoluto gli occhi completamente separatamente, poiché l’evoluzione di vertebrati e invertebrati divergeva circa 500 milioni di anni fa, quando tutte le creature erano senza vista.

In varie specie di piante, che condividono gli stessi impollinatori, molte strutture e metodi per attirare le specie impollinatrici alla pianta sono simili. Queste particolari caratteristiche hanno permesso il successo riproduttivo di entrambe le specie a causa degli aspetti ambientali che regolano l’impollinazione, piuttosto che delle somiglianze derivate dall’essere geneticamente correlate per discendenza.

Un altro esempio di evoluzione convergente è il caso delle mantelle e delle rane dai dardi velenosi. Le rane di dardo velenoso vivono in Sud America, mantellas in Madagascar. Sono totalmente estranei, ma hanno tossine identiche nella loro pelle, che ottengono dalle formiche, che sono anche esempi di evoluzione convergente.

L’evoluzione convergente è supportata dal fatto che queste specie provengono da antenati diversi, che è stato dimostrato dall’analisi del DNA. Tuttavia, comprendere i meccanismi che determinano queste somiglianze nelle caratteristiche di una specie, nonostante le differenze nella genetica, è più difficile.

Yi qi si godeva uno spuntino

Yi qi era un dinosauro vissuto circa 160 milioni di anni fa, trovato nell’Hebei, in Cina. Un tempo vagava per le umide foreste giurassiche di ginkgo e conifere, scivolando da un albero all’altro. La caratteristica unica di questo dinosauro è che ha volato usando una membrana sottile, molto simile ai pipistrelli. Yi qi è l’unico dinosauro conosciuto ad avere questo, ed è un grande esempio di evoluzione convergente.

Evoluzione parallela

L’evoluzione parallela si verifica quando organismi non correlati sviluppano le stesse caratteristiche o meccanismi adattivi a causa della natura delle loro condizioni ambientali. O dichiarato in modo diverso, l’evoluzione parallela si verifica quando ambienti simili producono adattamenti simili. Le morfologie (o forma strutturale) di due o più lignaggi si evolvono insieme in modo simile nell’evoluzione parallela, piuttosto che divergere o convergere in un particolare punto nel tempo.

Esempi di evoluzione parallela

Un esempio sono i complessi schemi di piumaggio che sembrano essersi evoluti indipendentemente tra molte specie di uccelli molto diverse.

Un esempio molecolare di evoluzione parallela è la specificità del ligando dei repressori e delle proteine leganti lo zucchero periplasmico.

L’evoluzione parallela è esemplificata nel caso dei mouthears timpanici e atimpanici nelle specie hawkmoths o Sphingidae. Questi insetti hanno sviluppato un timpano, o timpano, simile agli esseri umani come mezzo per comunicare attraverso il suono. I suoni inducono vibrazioni di una membrana che copre il timpano, nota come membrana timpanica. Queste vibrazioni sono rilevate da piccole proteine sulla superficie della membrana timpanica chiamate recettori uditivi. All’interno delle specie Sphingidae, due sottogruppi diversi hanno acquisito capacità uditiva sviluppando alterazioni nei loro apparato boccale da un percorso evolutivo distintamente indipendente.

L’indagine sulla biomeccanica del sistema uditivo rivela che solo uno di questi sottogruppi ha un timpano. L’altro sottogruppo ha sviluppato una struttura boccale diversa che non ha un typanum, ma ha un mouthear con caratteristiche funzionali essenzialmente le stesse del sottogruppo con il timpano. Il significato evolutivo di come le capacità uditive si siano sviluppate in parallelo in due diversi sottogruppi di una specie rivela che possono esistere meccanismi distinti che portano a capacità funzionali simili con mezzi diversi per acquisire lo stesso attributo funzionale. Per entrambi i sottogruppi, l’udito deve essere stata una caratteristica importante per la sopravvivenza della specie date le condizioni ambientali.

Evoluzione parallela e speciazione

La speciazione parallela è un tipo di evoluzione parallela in cui l’incompatibilità riproduttiva in popolazioni strettamente correlate è determinata da tratti che si evolvono indipendentemente a causa dell’adattamento ad ambienti diversi. Queste popolazioni distinte sono riproduttivamente incompatibili e solo le popolazioni che vivono in condizioni ambientali simili hanno meno probabilità di diventare riproduttivamente isolate. In questo modo, la speciazione parallela suggerisce che ci sono buone prove per pressioni selettive naturali che portano alla speciazione, soprattutto perché l’incompatibilità riproduttiva tra popolazioni correlate è correlata a diverse condizioni ambientali piuttosto che a distanze geografiche o genetiche.

Vedi anche

• Teoria dell’evoluzione
• Macroevoluzione
• Microevoluzione
• Tassonomia

Bibliografia

Libri

• Merrell, David J. Adaptive Seascape: Il Meccanismo dell’Evoluzione. Minneapolis: Università del Minnesota Press, 1994.
• Gould, Stephen Jay. La struttura della teoria evolutiva. Cambridge, MA: Harvard University Press, 2002.Ridley, Mark. Evoluzione. Cambridge, MA: Blackwell Scientific Publications, 1993.
• Buona JM, Hayden CA, Wheeler TJ. Evoluzione delle proteine adattive e divergenza regolatoria nella Drosophila. Mol Biol Evol. 2006 Mar 14
• Yoshikuni Y, Ferrin TE, Keasling JD. Progettato evoluzione divergente della funzione enzimatica. Natura. 2006 Febbraio 22
• Rosenblum EB. Evoluzione convergente e selezione divergente: lucertole all’ecotone white sands. Am Nat. 2006 Gennaio;167(1):1-15.
• Rasmussen, L. E. L., Lee, T. D., Roelofs, W. L., Zhang, A., Doyle Davies Jr, G. (1996). Feromone insetto negli elefanti. Natura. 379: 684
• Zhang, J. e Kumar, S. 1997. Rilevazione dell’evoluzione convergente e parallela a livello di sequenza aminoacidica. Mol. Biol. Evol. 14, 527-36.
• Dawkins, R. 1986. L’orologiaio cieco. Norton & Società.
• Mayr. 1997. Cos’è la biologia. Il sito utilizza cookie tecnici e di terze parti per migliorare la tua esperienza di navigazione. 2004. Parallel evolution and inheritance of quantitative traits. American Naturalist 163: 809–822.

Periodicals

• Berger, Joel, and Kaster, “Convergent Evolution.” Evolution (1979): 33:511.

– Acceptance – Cladistics – Common descent: la prova incontrovertibile-De-evoluzione-Dinosauro-Eugenetica-EvoWiki-Evoluzione-Fossil record-Umano-Microevoluzione – Selezione naturale-Nicchia-Paleos-Filogenetica – Filogenesi-Teoria di rilevamento del segnale-Darwinismo sociale-Stephen Jay Gould-Teoria dell’evoluzione-Discendenza non comune –