We zijn hier allemaal Homo
evolutie

Relevante Mensachtigen

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

Een Geleidelijke Wetenschap

• Conrad Hal Waddington
• Endosymbiosis
• Laatste Universele Gemeenschappelijke Voorouder
• Mutatie

Normaal Monkey Business

• Jonge Aarde-Creationisme
• Oude Aarde Creationisme
• Intelligent Design
• Microevolution vs. Macro-evolutie

biologische evolutie in de tijd kan verschillende patronen volgen. Factoren zoals milieu-en predatiedruk kunnen verschillende effecten hebben op de manier waarop soorten die eraan worden blootgesteld zich ontwikkelen. Evolutionaire biologen hebben deze verschillende patronen bestempeld als divergente, convergente en parallelle evolutie.

divergente evolutie

wanneer mensen het woord “evolutie” horen, denken ze meestal aan divergente evolutie, het evolutionaire patroon waarin (bijvoorbeeld) twee soorten geleidelijk steeds meer van elkaar verschillen. Divergente evolutie treedt op wanneer een groep uit een specifieke populatie zich ontwikkelt tot een nieuwe soort. Om zich aan verschillende omgevingsomstandigheden aan te passen, ontwikkelen de twee groepen zich tot verschillende soorten als gevolg van verschillen in de eisen die door de omgevingsomstandigheden worden veroorzaakt. Op grote schaal kan divergerende evolutie aanleiding geven tot het creëren van de huidige diversiteit van het leven op aarde vanaf de eerste levende cellen. Op kleinere schaal kan het de evolutie van mensen en apen verklaren uit een gemeenschappelijke primaatvoorouder. Op een moleculaire schaal, zou het voor de evolutie van nieuwe katalytische functies van enzymen en membraanproteã netopologie kunnen verklaren.

divergerende evolutie en speciatie

Als verschillende selectieve druk op een bepaald organisme inwerkt, kan dit leiden tot een grote verscheidenheid aan adaptieve eigenschappen. Als slechts één structuur op het organisme wordt beschouwd, kunnen deze veranderingen ofwel toevoegen aan de oorspronkelijke functie van de structuur, of ze kunnen het volledig veranderen. Divergente evolutie leidt tot speciatie, of de ontwikkeling van een nieuwe soort. Divergentie kan voorkomen in elke groep van verwante organismen. De verschillen worden veroorzaakt door de verschillende selectieve druk. Elk geslacht van planten of dieren kan uiteenlopende evolutie vertonen. Een voorbeeld kan betrekking hebben op de diversiteit van bloemsoorten in de orchideeën. Hoe groter het aantal aanwezige verschillen, hoe groter de verschillen. Wetenschappers speculeren dat hoe meer dat twee soortgelijke soorten verschillen duidt op een langere periode waarin de divergentie heeft plaatsgevonden.

voorbeelden van divergente evolutie

natuur biedt vele voorbeelden van divergente evolutie.

• als een vrij kruipende populatie op een eiland wordt gescheiden door een barrière, zoals een nieuwe rivier, dan kunnen de organismen na verloop van tijd beginnen te divergeren. Als de tegenovergestelde uiteinden van het eiland verschillende druk hebben op de bevolking, kan dit leiden tot uiteenlopende evolutie.
• als een bepaalde groep vogels in een populatie van andere vogels van dezelfde soort van hun standaardtrekspoor afwijkt vanwege abnormale windschommelingen, kunnen zij in een nieuw milieu terechtkomen. Als de voedselbron in de nieuwe omgeving zodanig is dat alleen vogels van de populatie met een variant snavel zich kunnen voeden, dan zal deze eigenschap zich ontwikkelen op grond van zijn selectieve overlevingsvoordeel. Dezelfde soort in de oorspronkelijke geografische locatie en met de oorspronkelijke voedselbron hebben deze snaveleigenschap niet nodig en zal daarom anders evolueren.
• afwijkende evolutie heeft zich ook voorgedaan in het geval van de rode vos en de kit vos. Terwijl de kit vos in de woestijn woont waar zijn vacht hem helpt te verbergen voor zijn roofdieren, leeft de rode vos in bossen, waar zijn rode vacht zich vermengt met zijn omgeving. In de woestijn, het klimaat maakt het moeilijk voor dieren om lichaamswarmte te elimineren. De oren van de kit fox zijn geëvolueerd om een groter oppervlak te hebben, zodat het overtollige lichaamswarmte efficiënter kan verwijderen. Het evolutionaire lot van de verschillende Vossen wordt voornamelijk bepaald door de verschillende omgevingsomstandigheden en adaptatievereisten, niet door genetische verschillen. Als alle leden van een soort in dezelfde omgeving leven, is het waarschijnlijk dat ze op dezelfde manier zullen evolueren. De divergente evolutie wordt bevestigd door DNA-analyse waar species die hebben gedivergeerd om genetisch gelijkaardig kunnen worden getoond te zijn.de menselijke voet evolueerde tot een heel ander mens dan de voet van een aap, ondanks hun gemeenschappelijke primaten. Er wordt gespeculeerd dat er een nieuwe soort (mensen) ontwikkeld omdat er niet langer was een noodzaak om te zwaaien van bomen. Rechtop lopen op de grond aangemoedigd veranderingen in de voet die toevallig betere snelheid en evenwicht te geven. Deze verschillende eigenschappen werden al snel kenmerken die evolueerden met het resultaat van het vergemakkelijken van beweging op de grond. Hoewel mensen en apen genetisch vergelijkbaar zijn, bevorderden hun verschillende natuurlijke habitats verschillende fysieke eigenschappen om te evolueren om te overleven.

convergente evolutie

convergente evolutie veroorzaakt problemen op onderzoeksgebieden zoals vergelijkende anatomie. Convergente evolutie vindt plaats wanneer soorten van verschillende voorouders analoge eigenschappen beginnen te delen door een gedeelde omgeving of andere selectiedruk. Omgevingsomstandigheden die soortgelijke ontwikkelings-of structurele veranderingen vereisen met het oog op aanpassing, kunnen leiden tot convergente evolutie, ook al verschillen de soorten in afstamming. Deze aanpassing overeenkomsten die ontstaan als gevolg van dezelfde selectieve druk kan misleidend zijn voor wetenschappers bestuderen van de natuurlijke evolutie van een soort. Convergente evolutie veroorzaakt ook problemen voor paleontologen die evolutionaire patronen in taxonomie gebruiken, of de categorisatie en classificatie van verschillende organismen die op verwantschap worden gebaseerd. Het leidt vaak tot onjuiste relaties en valse evolutionaire voorspellingen.

Voorbeelden van convergente evolutie

(1) Dat
(2) Bat
(3) Vogel

Een van de beste voorbeelden van convergente evolutie gaat hoe vogels, vleermuizen, en pterosauriërs (alle verschillende taxa die zich ontwikkeld langs verschillende lijnen in verschillende tijden) kwam te kunnen vliegen. Belangrijk is dat elke soort onafhankelijk vleugels ontwikkelde. Deze soorten evolueerden niet om zich voor te bereiden op toekomstige omstandigheden, maar eerder werd de ontwikkeling van de vlucht veroorzaakt door selectieve druk opgelegd door soortgelijke omgevingsomstandigheden, ook al waren ze op verschillende tijdstippen. Het ontwikkelingspotentieel van elke soort is niet onbeperkt, voornamelijk als gevolg van inherente beperkingen in genetische capaciteiten. Alleen veranderingen die nuttig zijn in termen van aanpassing blijven behouden. Toch kunnen veranderingen in omgevingsomstandigheden leiden tot minder bruikbare functionele structuren, zoals de aanhangsels die vóór vleugels zouden kunnen bestaan. Een andere verandering in de omgevingsomstandigheden zou kunnen leiden tot veranderingen van het aanhangsel om het nuttiger te maken, gezien de nieuwe omstandigheden.

bijvoorbeeld, de vleugels van alle vliegende dieren zijn zeer vergelijkbaar omdat dezelfde wetten van de aerodynamica van toepassing zijn. Deze wetten bepalen de specifieke criteria voor de vorm van een vleugel, de grootte van de vleugel, of de bewegingen die nodig zijn voor de vlucht. Al deze kenmerken zijn onafhankelijk van het betrokken dier of de fysieke locatie. Het begrijpen van de reden waarom elke verschillende species de capaciteit ontwikkelde om te vliegen steunt op een begrip van de mogelijke functionele aanpassingen, gebaseerd op het gedrag en milieuvoorwaarden waaraan de species werd blootgesteld. Hoewel alleen theorieën kunnen worden gemaakt over uitgestorven soorten en vlucht, omdat dit gedrag kan worden voorspeld met behulp van fossiele records, kunnen deze theorieën vaak worden getest met behulp van informatie verzameld uit hun overblijfselen. Misschien werden de vleugels van vogels of vleermuizen ooit gebruikt voor andere doeleinden, zoals glijden, seksuele vertoning, springen, bescherming, of armen om prooi te vangen.

een ander voorbeeld van convergente evolutie zijn de ogen van koppotigen (inktvis en octopus), die opvallend lijken op die van mensen of andere zoogdieren. Zoogdieren en koppotigen hebben echter hun ogen volledig afzonderlijk ontwikkeld, aangezien de evolutie van gewervelde en ongewervelde dieren ongeveer 500 miljoen jaar geleden uiteenliep, toen alle wezens blind waren.

bij verschillende soorten planten, die dezelfde bestuivers delen, zijn veel structuren en methoden om de bestuivende soorten naar de plant te lokken vergelijkbaar. Deze specifieke kenmerken maakten het reproductieve succes van beide soorten mogelijk door de milieuaspecten die bestuiving regelen, in plaats van gelijkenissen afgeleid door genetisch gerelateerd te zijn door afstamming.

een ander voorbeeld van convergente evolutie is het geval van manteldieren en pijlgifkikkers. Gifpijlkikkers leven in Zuid-Amerika, mantellakken in Madagaskar. Ze zijn totaal niet verwant, maar hebben identieke toxines in hun huid, die ze krijgen van mieren, die ook voorbeelden zijn van convergente evolutie.

convergente evolutie wordt ondersteund door het feit dat deze soorten afkomstig zijn van verschillende voorouders, Wat is bewezen door DNA-analyse. Echter, het begrijpen van de mechanismen die deze overeenkomsten in kenmerken van een soort veroorzaakt, ondanks de verschillen in genetica, is moeilijker.

Yi qi geniet van een snack

Yi qi was een dinosaurus die ongeveer 160 miljoen jaar geleden leefde, gevonden in Hebei, China. Het zwierf ooit door de natte Jura bossen van ginkgo en coniferen bomen, glijden van de ene boom naar de andere. Het unieke van deze dinosaurus is dat hij vloog met behulp van een dun membraan, net als vleermuizen. Yi qi is de enige bekende dinosaurus die dit heeft, en is een geweldig voorbeeld van convergente evolutie.

parallelle evolutie

parallelle evolutie vindt plaats wanneer niet-verwante organismen dezelfde kenmerken of adaptieve mechanismen ontwikkelen als gevolg van de aard van hun omgevingsomstandigheden. Of anders gezegd, parallelle evolutie treedt op wanneer soortgelijke omgevingen produceren soortgelijke aanpassingen. De morfologieën (of structurele vorm) van twee of meer geslachten evolueren samen op een soortgelijke manier in parallelle evolutie, in plaats van divergeren of convergeren op een bepaald punt in de tijd.

voorbeelden van parallelle evolutie

een voorbeeld is de complexe verenkleed patronen die onafhankelijk lijken te zijn geëvolueerd tussen veel zeer verschillende vogelsoorten.

een moleculair voorbeeld van parallelle evolutie is de ligandspecificiteit van onderdrukkers en periplasmische suikerbindende eiwitten.

parallelle evolutie wordt geïllustreerd in het geval van de tympanale en atympanale mondears bij hawkmoths, of Sphingidae soorten. Deze insecten hebben een tympaan of trommelvlies ontwikkeld, vergelijkbaar met mensen als een middel om te communiceren door middel van geluid. Geluiden induceren trillingen van een membraan dat het trommelvlies bedekt, bekend als het trommelvlies. Deze trillingen worden gedetecteerd door kleine eiwitten aan het oppervlak van het tympanische membraan genaamd gehoorreceptoren. Binnen de Pijlstaarten kregen twee verschillende subgroepen gehoorvermogen door veranderingen in hun monddelen te ontwikkelen via een duidelijk onafhankelijke evolutionaire route.uit onderzoek naar de biomechanica van het auditieve systeem blijkt dat slechts één van deze subgroepen een tympaan heeft. De andere subgroep heeft een andere mondearstructuur ontwikkeld die geen typanum heeft, maar een mondear heeft met functionele kenmerken die in wezen dezelfde zijn als de subgroep met het tympaan. De evolutionaire betekenis van hoe gehoorcapaciteiten parallel ontwikkeld in twee verschillende subgroepen van een soort onthult dat verschillende mechanismen kunnen bestaan die leiden tot soortgelijke functionele capaciteiten met verschillende middelen voor het verwerven van dezelfde functionele attribuut. Voor beide subgroepen moet gehoor een belangrijk kenmerk zijn geweest voor de soort om te overleven gezien de omgevingsomstandigheden.

parallelle evolutie en soortvorming

parallelle evolutie is een soort parallelle evolutie waarbij voortplantingscompatibiliteit in nauw verwante populaties wordt bepaald door eigenschappen die onafhankelijk evolueren als gevolg van aanpassing aan verschillende omgevingen. Deze verschillende populaties zijn reproductief onverenigbaar en alleen populaties die in vergelijkbare omgevingsomstandigheden leven, zullen minder waarschijnlijk reproductief geïsoleerd raken. Op deze manier suggereert parallelle soortvorming dat er goede aanwijzingen zijn voor natuurlijke selectieve druk die tot soortvorming leidt, vooral omdat voortplantingscompatibiliteit tussen verwante populaties eerder verband houdt met verschillende omgevingsomstandigheden dan met geografische of genetische afstanden.

zie ook

• evolutietheorie
• macro-evolutie
• micro-evolutie
• taxonomie

Bibliografie

boeken

• Merrell, David J. the Adaptive Seascape: The Mechanism of Evolution. Minneapolis: University of Minnesota Press, 1994.
• Gould, Stephen Jay. De structuur van de evolutietheorie. Cambridge, MA: Harvard University Press, 2002.
• Ridley, Mark. Evolutie. Cambridge, MA: Blackwell Scientific Publications, 1993.
• Good JM, Hayden CA, Wheeler TJ. Adaptieve Eiwitevolutie en regelgevende divergentie in Drosophila. Mol Biol Evol. 2006 mrt 14
• Yoshikuni Y, Ferrin te, Keasling JD. Ontworpen afwijkende evolutie van enzymfunctie. Natuur. 2006 Feb 22
• Rosenblum EB. Convergente evolutie en divergente selectie: hagedissen op de white sands ecotone. Am Nat. 2006 Jan;167 (1): 1-15. Rasmussen, L. E. L., Lee, T. D., Roelofs, W. L., Zhang, A., Doyle Davies Jr, G. (1996). Insect feromoon bij olifanten. Natuur. 379: 684
• Zhang, J. en Kumar, S. 1997. Detectie van convergente en parallelle evolutie op het niveau van de aminozuurvolgorde. Mol. Biol. Evol. 14, 527-36.
• Dawkins, R. 1986. De Blinde Horlogemaker. Norton & Company.
• Mayr. 1997. Wat is Biologie. Harvard University Press
• Schluter, D., E. A. Clifford, M. Nemethy, and J. S. McKinnon. 2004. Parallel evolution and inheritance of quantitative traits. American Naturalist 163: 809–822.

Periodicals

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