Vi är alla Homo här
Evolution

relevanta hominider

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

en gradvis vetenskap

• Conrad Hal Waddington
• endosymbios
• senaste universella gemensamma förfader
• mutation

vanlig apa verksamhet

• ung jordkreationism
• gammal Jordkreationism
• Intelligent Design
• mikroevolution vs. Makroevolution

biologisk utveckling över tid kan följa flera olika mönster. Faktorer som miljö och predationstryck kan ha olika effekter på hur arter som utsätts för dem utvecklas. Evolutionsbiologer har märkt dessa olika mönster som divergerande, konvergerande och parallell utveckling.

Divergent evolution

När människor hör ordet ”evolution” tänker de oftast på divergent evolution, det evolutionära mönstret där (till exempel) två arter gradvis blir alltmer olika. Divergerande utveckling uppstår när en grupp från en specifik population utvecklas till en ny art. För att anpassa sig till olika miljöförhållanden utvecklas de två grupperna till distinkta arter på grund av skillnader i de krav som drivs av miljöförhållandena. I stor skala kan divergerande utveckling ge upphov tillskapa den nuvarande mångfalden av liv på jorden från de första levande cellerna. I mindre skala kan det förklara utvecklingen av människor och apor från en gemensam primatfader. På molekylär skala kan det redogöra för utvecklingen av nya katalytiska funktioner hos enzymer och membranproteintopologi.

divergerande evolution och speciering

om olika selektiva tryck verkar på en viss organism kan en mängd olika adaptiva egenskaper uppstå. Om endast en struktur på organismen beaktas kan dessa förändringar antingen lägga till strukturens ursprungliga funktion, eller de kan ändra den helt. Divergerande utveckling leder till speciering, eller utvecklingen av en ny art. Divergens kan förekomma i någon grupp av besläktade organismer. Skillnaderna produceras från de olika selektiva trycken. Varje släkt av växter eller djur kan visa divergerande utveckling. Ett exempel kan innebära mångfalden av blommiga typer i orchids. Ju större antal skillnader som finns, desto större är divergensen. Forskare spekulerar i att ju mer två liknande arter avviker indikerar en längre tid över vilken divergensen har ägt rum.

exempel på divergerande evolution

naturen erbjuder många exempel på divergerande evolution.

• Om en fritt interbreeding population på en ö blir separerad av en barriär, såsom en ny flod, kan organismerna med tiden börja avvika. Om de motsatta ändarna av ön har olika tryck som verkar på befolkningen kan detta leda till divergerande utveckling.
• Om en viss grupp fåglar i en population av andra fåglar av samma art svänger från sitt vanliga migrationsspår på grund av onormala vindfluktuationer, kan de hamna i ny miljö. Om matkällan i den nya omgivningen är sådan att endast fåglar av befolkningen med en variant näbb kan mata, kommer detta drag att utvecklas på grund av sin selektiva överlevnadsfördel. Samma art i det ursprungliga geografiska läget och med den ursprungliga matkällan kräver inte detta näbbdrag och kommer därför att utvecklas annorlunda.
• divergerande utveckling har också inträffat när det gäller red fox och kit fox. Medan kit fox bor i öknen där kappan hjälper till att dölja den från sina rovdjur, bor den röda räven i skogar, där den röda kappan smälter in i omgivningen. I öknen gör klimatet det svårt för djur att eliminera kroppsvärme. Öronen på kit fox har utvecklats för att ha en större yta så att den mer effektivt kan ta bort överflödig kroppsvärme. De olika rävarnas olika evolutionära öden bestäms främst av de olika miljöförhållandena och anpassningskraven, inte på genetiska skillnader. Om alla medlemmar av en art lever i samma miljö är det troligt att de kommer att utvecklas på samma sätt. Divergerande evolution bekräftas genom DNA-analys där arter som har divergerat kan visas vara genetiskt lika.
• den mänskliga foten utvecklades till att skilja sig mycket från en apas fot, trots deras vanliga primatanor. Det spekuleras i att en ny art (människor) utvecklades eftersom det inte längre fanns ett behov av att svänga från träd. Upprätt gång på marken uppmuntrade förändringar i foten som råkade ge bättre hastighet och balans. Dessa olika egenskaper blev snart egenskaper som utvecklades med resultatet av att underlätta rörelse på marken. Även om människor och apor är genetiskt lika, främjade deras olika naturliga livsmiljöer olika fysiska egenskaper för att utvecklas för överlevnad.

konvergent evolution

konvergent evolution orsakar svårigheter inom studier som jämförande anatomi. Konvergent evolution sker när arter av olika anor börjar dela analoga egenskaper på grund av en delad miljö eller annat urvalstryck. Miljöförhållanden som kräver liknande utvecklings-eller strukturella förändringar för anpassningssyfte kan leda till konvergent utveckling även om arten skiljer sig åt i härkomst. Dessa anpassningslikheter som uppstår till följd av samma selektiva tryck kan vara vilseledande för forskare som studerar den naturliga utvecklingen av en art. Konvergent evolution skapar också problem för paleontologer som använder evolutionära mönster i taxonomi, eller kategorisering och klassificering av olika organismer baserat på släktskap. Det leder ofta till felaktiga relationer och falska evolutionära förutsägelser.

exempel på konvergent evolution

(1) Pterosaur
(2) Bat
(3) fågel

ett av de bästa exemplen på konvergent evolution innebär hur fåglar, fladdermöss, och pterosaurier (alla olika taxa som utvecklades längs olika linjer vid olika tidpunkter) kom att kunna flyga. Det är viktigt att varje art utvecklade vingar oberoende. Dessa arter utvecklades inte för att förbereda sig för framtida omständigheter, utan snarare framkallades flygutvecklingen av selektivt tryck som infördes av liknande miljöförhållanden, även om de befann sig vid olika tidpunkter. Utvecklingspotentialen för alla arter är inte obegränsad, främst på grund av inneboende begränsningar i genetiska förmågor. Endast förändringar som är användbara när det gäller anpassning bevaras. Ändå kan förändringar i miljöförhållandena leda till mindre användbara funktionella strukturer, till exempel de bilagor som kan ha funnits före vingarna. En annan förändring av miljöförhållandena kan leda till förändringar av bilagan för att göra det mer användbart, med tanke på de nya förutsättningarna.

till exempel är vingarna hos alla flygande djur mycket lika eftersom samma aerodynamiska lagar gäller. Dessa lagar bestämmer de specifika kriterierna som styr formen för en vinge, storleken på vingen eller de rörelser som krävs för flygning. Alla dessa egenskaper är oberoende av det berörda djuret eller den fysiska platsen. Att förstå orsaken till att varje art utvecklade förmågan att flyga bygger på en förståelse för de möjliga funktionella anpassningarna, baserat på beteende och miljöförhållanden som arten utsattes för. Även om endast teorier kan göras om utdöda arter och flygning eftersom dessa beteenden kan förutsägas med hjälp av fossila register, dessa teorier kan ofta testas med hjälp av information som samlats in från deras kvarlevor. Kanske vingar av fågel eller fladdermöss var en gång bihang som används för andra ändamål, såsom glidning, sexuell display, hoppa, skydd, eller armar för att fånga byten.

ett annat exempel på konvergent evolution är bläckfiskens ögon (bläckfisk och bläckfisk), som är anmärkningsvärt lik de hos människor eller andra däggdjur. Däggdjur och bläckfiskar har dock utvecklat ögonen helt separat, eftersom utvecklingen av ryggradsdjur och ryggradslösa djur divergerade för cirka 500 miljoner år sedan, när alla varelser var synlösa.

i olika arter av växter, som delar samma pollinatorer, är många strukturer och metoder för att locka pollinerande arter till växten likartade. Dessa speciella egenskaper möjliggjorde reproduktiv framgång för båda arterna på grund av miljöaspekterna som styr pollinering, snarare än likheter som härrör från att vara genetiskt relaterade genom härkomst.

ännu ett exempel på konvergent evolution är fallet med mantellor och giftdartgrodor. Giftdartgrodor bor i Sydamerika, mantellor i Madagaskar. De är helt orelaterade, men har identiska toxiner i sina skinn, som de får från myror, som också är exempel på konvergent utveckling.

konvergent evolution stöds av det faktum att dessa arter kommer från olika förfäder, vilket har bevisats genom DNA-analys. Att förstå mekanismerna som medför dessa likheter i egenskaper hos en art, trots skillnaderna i genetik, är dock svårare.

yi qi njuter av ett mellanmål

Yi qi var en dinosaurie som levde för cirka 160 miljoner år sedan, hittades i Hebei, Kina. Det strövade en gång i de våta Juraskogarna i ginkgo och barrträd och glidde från ett träd till ett annat. Den unika egenskapen hos denna dinosaurie är att den flög med ett tunt membran, ungefär som fladdermöss. Yi qi är den enda kända dinosaurien som har detta och är ett bra exempel på konvergent evolution.

parallell utveckling

parallell utveckling uppstår när orelaterade organismer utvecklar samma egenskaper eller adaptiva mekanismer på grund av deras miljöförhållanden. Eller anges annorlunda sker parallell utveckling när liknande miljöer ger liknande anpassningar. Morfologierna (eller strukturformen) av två eller flera linjer utvecklas tillsammans på ett liknande sätt i parallell utveckling, snarare än att divergera eller konvergera vid en viss tidpunkt.

exempel på parallell evolution

ett exempel är de komplexa fjäderdräktsmönstren som verkar ha utvecklats oberoende bland många mycket olika fågelarter.

ett molekylärt exempel på parallell utveckling är ligandspecificiteten hos repressorer och periplasmiska sockerbindande proteiner.

parallell utveckling exemplifieras i fallet med tympanal och atympanal mouthears i hawkmoths, eller Sphingidae arter. Dessa insekter har utvecklat en tympan eller trumhinnan, som liknar människor som ett sätt att kommunicera genom ljud. Ljud inducerar vibrationer av ett membran som täcker tympan, känt som det tympaniska membranet. Dessa vibrationer detekteras av små proteiner vid ytan av det tympaniska membranet som kallas hörselreceptorer. Inom Sphingidae-arten förvärvade två olika undergrupper hörselförmåga genom att utveckla förändringar i deras mundelar genom en tydligt oberoende evolutionär väg.

att undersöka biomekaniken i hörselsystemet avslöjar att endast en av dessa undergrupper har en tympanum. Den andra undergruppen har utvecklat en annan munstruktur som inte har en typanum, men har en mun med funktionella egenskaper i huvudsak samma som undergruppen med tympan. Den evolutionära betydelsen av hur hörselförmåga utvecklats parallellt i två olika undergrupper av en art avslöjar att distinkta mekanismer kan existera som leder till liknande funktionella förmågor med olika medel för att förvärva samma funktionella attribut. För båda undergrupperna måste hörsel ha varit en viktig egenskap för att arten ska överleva med tanke på miljöförhållandena.

parallell evolution och speciering

parallell speciering är en typ av parallell utveckling där reproduktiv inkompatibilitet i närbesläktade populationer bestäms av egenskaper som oberoende utvecklas på grund av anpassning till olika miljöer. Dessa distinkta populationer är reproduktivt oförenliga och endast populationer som lever i liknande miljöförhållanden är mindre benägna att bli reproduktivt isolerade. På detta sätt tyder parallell speciering på att det finns goda bevis för naturligt selektivt tryck som leder till speciering, särskilt eftersom reproduktiv inkompatibilitet mellan relaterade populationer är korrelerad med olika miljöförhållanden snarare än geografiska eller genetiska avstånd.

Se även

• evolutionsteorin
• makroevolution
• mikroevolution
• taxonomi

bibliografi

böcker

• Merrell, David J. det adaptiva havslandskapet: evolutionens mekanism. Minneapolis: University of Minnesota Press, 1994.
• Gould, Stephen Jay. Strukturen för evolutionsteorin. Cambridge, MA: Harvard University Press, 2002.
• Ridley, Mark. Utveckling. Cambridge, MA: Blackwell Scientific Publications, 1993.
• bra JM, Hayden CA, Wheeler TJ. Adaptiv Proteinutveckling och reglerande divergens i Drosophila. Mol Biol Evol. 2006 mar 14
• Yoshikuni Y, Ferrin TE, Keasling JD. Designad divergerande utveckling av enzymfunktion. Natur. 2006 Februari 22
• Rosenblum EB. Konvergent evolution och divergerande urval: ödlor vid White sands ecotone. Jag Är Nat. 2006 Januari; 167 (1):1-15.
• Rasmussen, L. E. L., Lee, T. D., Roelofs, W. L., Zhang, A., Doyle Davies Jr, G. (1996). Insektferomon i elefanter. Natur. 379: 684
• Zhang, J. och Kumar, S. 1997. Detektion av konvergent och parallell utveckling vid aminosyrans sekvensnivå. Mol. Biol. Evol. 14, 527-36.
• Dawkins, R. 1986. Den Blinda Urmakaren. Norton & företag.
• Mayr. 1997. Vad är biologi. Schluter, D., E. A. Clifford, M. Nemethy och 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.