Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.23: Ознаки еволюції: гомологія і конвергенція

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    2560

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Коли ми порівнюємо два різних типи організмів, ми часто знаходимо риси, які схожі. На основі еволюційної теорії ці риси можуть виникати через будь-який з двох процесів: риса могла бути присутня в родовій популяції, яка породила два види, або два види могли розробити свою версію ознаки самостійно. В цьому останньому випадку риса не була присутня у останнього спільного предка, поділеного організмом. Там, де ознака була присутня у родових видів, це, як кажуть, гомологічна риса. Якщо риса не була присутня у родових видів, але з'явилася незалежно в межах двох ліній, вона відома як аналогічна риса, що виникла через еволюційну конвергенцію.

    Для прикладу розглянемо рису залежності від вітаміну С, зустрічається у приматів Haplorrhini і розглянутого вище. Виходячи з ряду доказів, ми робимо висновок, що предок всіх приматів Haplorrhini був залежним від вітаміну С і що залежність вітаміну С у приматів Haplorrhini є гомологічною рисою. З іншого боку, морські свинки (Cavia porcellus), які знаходяться в порядку роденції, також залежні від вітаміну С, але інші гризуни - ні. Підраховано, що загальний предок приматів і гризунів жив більше ~ 80 мільйонів років тому, тобто задовго до загального предка Халпорріні. З огляду на, що інші роденції є незалежними від вітаміну С, можна припустити, що загальний предок родоводів гризунів/приматів був сам по собі незалежний від вітаміну С. Зроблено висновок, що залежність вітаміну С у морських свинок і Халпоррині є аналогічними ознаками.

    Коли ми дивимося на риси, ми повинні дивитися уважно, структурно, і все частіше і частіше в 21 столітті, молекулярно (генотипічно), щоб визначити, гомологічні вони чи аналогічні - результат еволюційної конвергенції. Розглянемо літаючих хребетних. Фізика польоту (і багато інших видів поведінки, які виконують організми) є постійними. Організми подібного розміру стикаються з однаковими аеродинамічними і термодинамічними обмеженнями. Загалом існує лише обмежена кількість фізично працездатних рішень для боротьби з цими обмеженнями. За цих умов різні популяції, які можуть використовувати переваги польоту, через процес варіації та відбору отримають структурно подібні рішення. Цей процес відомий як конвергентна еволюція. Конвергентна еволюція відбувається тоді, коли еволюційно доступні лише певні рішення тієї чи іншої проблеми.

    Розглянемо крило птеродактиля, що представляє собою вимерлу літаючу рептилію, птицю, і кажана, літаючого ссавця. Ці організми всі чотириногі (чотириногі) хребетні - їх загальний предок мав структурно схожу передню кінцівку, тому їх передні кінцівки явно гомологічні. Тому еволюційні процеси (використання передньої кінцівки для польоту) почалися з структурно подібної відправної точки. Але більшість чотириногих хребетних не літають, а передні кінцівки стали пристосовані до безлічі різних функцій. Аналіз крил чотириногих хребетних вказує на те, що кожен з них брав чітко різний підхід до генерації крил. У птеродактиля перетинка крила підтримується 5-м пальцем передньої кінцівки, у птиці - 2-м пальцем, а у кажана - 3-м, 4-м і 5-м пальцями [←]. Крила птеродактилів, птахів, кажанів - явно аналогічні структури, в той час як їх передні кінцівки гомологічні.

    В якості ще одного прикладу еволюційної конвергенції розглядають зуби. Використання кинджала - ефективне рішення проблеми вбивства іншого організму. Варіації цього рішення були виявлені або винайдені самостійно багато разів; морфологічно схожі на кинджал зуби розвивалися самостійно (тобто від предків без таких зубів) в широкому діапазоні еволюційно виразних родовищ. Розглянемо, наприклад, плацентарного ссавця Смілодон і сумчастого ссавця Thyacosmilus [→]; обидва мають подібну форму сильно витягнуті ікла зуби. Сумчасті та плацентарні ссавці розійшлися від загального предка ~ 160 мільйонів років тому, і цей предок, як і більшість ссавців, схоже, не мав таких зубів, схожих на кинджал. Хоча зуби є гомологічною особливістю Smilodon і Thyacosmilus, подовжені зуби, схожі на кинджал, є аналогічними структурами, що виникли в результаті конвергентної еволюції.

    Дописувачі та атрибуція