Hvordan kan to tilsyneladende ubeslægtede arter, der lever isoleret fra hinanden, udvikle sig til identiske former?
For omkring 60 millioner år siden blev Australien fuldstændig adskilt fra de andre kontinenter ved bevægelsen af tektoniske plader. Som et resultat fulgte livsformer i Australien deres egne evolutionære mønstre med ringe eller ingen blanding med eksterne arter i mange millioner år. På tidspunktet for adskillelsen levede den samme art i Australien som levede i andre dele af verden, men over mange generationer udviklede de adskilte [populationer sig forskelligt. De levede forskellige steder, med forskellige klimaer, forskellige rovdyr og en masse andre forskellige omstændigheder.
Da disse arter udviklede sig i forskellige retninger, viste nogle interessante variationer sig mellem de isolerede australske arter og de arter, der udviklede sig i resten af verden. Kænguruer, for eksempel, ser og fungerer anderledes end næsten alt, hvad du kan finde uden for Australien. Men endnu mere overraskende for biologer er, at nogle arter, der var så langt fra hinanden på livets evolutionære træ, at de kun kunne betragtes som fjernt beslægtede, så ud til at se næsten nøjagtigt ens ud.
For eksempel levede en primitiv gnaver både på og uden for Australien på tidspunktet for adskillelsen. I Australien udviklede en gren af denne gnavers efterkommere sig til trælevende væsner med hudflapper, der strækker sig mellem deres for- og bagben, så de kan glide mellem træerne på luftstrømme. De er kendt som flyvende phalangers. I resten af verden udviklede den primitive gnaver sig til en helt adskilt gruppe af trælevende væsner med glidende klapper - de flyvende egern.
Hvordan kunne dette ske? Var potentialet til at udvikle glideflapper allerede til stede i den primitive gnaver, hvilket gjorde det uundgåeligt, at et sådant dyr i sidste ende ville udvikle sig? Eller fik presset fra begge miljøer naturlig selektion til at skubbe gnaverne til en glidende form? Og hvad med arter, der aldrig var beslægtet til at begynde med, men alligevel udviklede sig til overraskende ens former?
Indhold
- Miljøet former arten
- Genetikkens rolle i parallel evolution
Miljøet former arterne
Situationen beskrevet med flyvende egern er kendt som parallel evolution . Det opstår, når to beslægtede arter splittes fra hinanden, udvikler sig på forskellige steder og forskellige omstændigheder, men alligevel ender med at udvikle mange af de samme egenskaber. Når to forskellige arter deler mange træk, er det kendt som morfologisk lighed . Når to helt ubeslægtede arter udvikler morfologisk lighed, er det kendt som konvergent evolution . Det er nogle gange umuligt at afgøre, hvilken type det er, fordi vi ikke har fuldstændig viden om den evolutionære rekord. Vi har ingen måde at vide, hvor tæt to arter var beslægtede for millioner af år siden.
Den simple årsag til parallel udvikling er, at lignende miljøer og lignende befolkningstryk faktisk fører til, at forskellige arter udvikler lignende egenskaber. En succesfuld egenskab ét sted vil være succesfuld et andet. Men det fortæller ikke rigtig hele historien. Der er trods alt millioner af arter på Jorden, og mange af dem ligner ikke hinanden. Hvorfor udviser kun nogle arter parallel eller konvergent udvikling?
Det har at gøre med den måde, naturlig selektion fungerer på. En art kan skifte fra en generation til en anden på grund af mutationer i dens genetiske kode eller rekombination af genetisk information ved seksuel reproduktion. Disse genetiske ændringer viser sig som nye eller ændrede egenskaber. En mutation kan f.eks. få en bjørneart til at have meget lysere farve på sin pels. Egenskaber, der giver organismen en større chance for at overleve længe nok til at formere sig, er mere tilbøjelige til at blive givet videre til fremtidige generationer, mens mindre vellykkede egenskaber ikke vil blive videregivet så ofte. Over tid ændres gennemsnittet af egenskaberne på tværs af en population af organismer - de mest gavnlige egenskaber dukker op med meget større hyppighed.
Til sidst gør disse akkumulerede gavnlige egenskaber en organisme meget velegnet til at fungere i et bestemt miljø. Dette er artens økologiske niche . Dyrene har tilpasset sig til at leve med succes inden for den niche, men ville sandsynligvis klare sig dårligt uden for den. En isbjørns niche er i toppen af fødekæden i det kolde, sneklædte klima i Arktis. En isbjørn, der forsøgte at leve som græsser på den afrikanske savanne, ville ikke klare sig godt.
De organismer, der mest sandsynligt udviser parallel eller konvergent evolution, er dem, der indtager lignende økologiske nicher. Afrikas savanne og sletterne i Nordamerika er lignende miljøer - let tørre, flade og dækket af græs. Den samme niche findes begge steder:store planteædende pattedyr, der lever i flokke og græsser på græsset. Gnuer og nordamerikanske kvæg udviklede sig langt fra hinanden, men de har en utrolig morfologisk lighed. Ingen af arterne udviklede sig til isbjørne - det ville ikke give mening. Naturlig udvælgelse forstærkede de egenskaber, der gjorde disse arter succesrige inden for deres niche. Da nichen var den samme, er det virkelig ikke en stor overraskelse, at arten ser ens ud.
Nogle konvergent evolution afhænger ikke af økologiske nicher, fordi egenskaberne er meget fordelagtige for en bred vifte af organismer. Alle kødædere, uanset hvor de bor, har udviklet skarpe tænder. Fugle, flagermus og mange insekter har udviklet evnen til at flyve. De flyver alle på forskellige måder og af forskellige årsager, men flyvning er så gavnlig, at den dukker op overalt.
Parallel evolution er ret almindelig på det morfologiske niveau, men hvilken rolle spiller den underliggende genetiske proces? Lad os finde ud af det.
Genetikkens rolle i parallel evolution
Der er to ting at overveje om genetiks rolle i parallel evolution.
Den første er, at den genetiske kode for en given art kan indeholde potentialet for mange komplekse strukturer, som faktisk ikke er udtrykt i den organisme. Forestil dig et byggehold, der bygger et hus. Planen kan indeholde instruktionerne om at bygge en tilføjelse på bagsiden af huset, men medmindre arkitekten fortæller besætningen at bygge den del, vil de kun bygge grundhuset uden tilføjelsen. Vores genetiske ækvivalent til arkitekten ville være en anden mutation, der aktiverer den del af DNA'et, der er nødvendig for rent faktisk at udtrykke en egenskab.
Vandmænd og anemoner er dyr med en radial kropsplan - de har ingen venstre eller højre side. Imidlertid har deres genetiske kode vist sig at indeholde en markør for en bilateral kropsplan [kilde:Ars Technica]. Af en eller anden grund kommer det ikke til udtryk hos medlemmer af vandmandsfamilien.
Hvorfor er dette vigtigt for parallel evolution? Det viser, at meget primitive organismer kan have de genetiske værktøjer til rådighed for at skabe større kompleksitet. Efterhånden som organismen udvikler sig, kan vidt adskilte arter udvikle lignende egenskaber, fordi potentialet for disse egenskaber var der lige fra begyndelsen.
Den anden ting at overveje er de eksperimentelle beviser. For nylig er biologer gået ud over morfologien i deres undersøgelse af parallel evolution. De har fundet bevis for, at i mindst nogle tilfælde blev morfologiske ligheder matchet af genetiske ligheder. De kemiske interaktioner mellem proteiner og aminosyrer, der forårsager de morfologiske ændringer, var også de samme i to arter, der havde været isoleret fra hinanden i millioner af år [kilde:ScienceDaily].
Hvis du vil lære mere om evolution, naturlig udvælgelse og dyr, så prøv næste side.
Flere konvergenserThylacinen, også kendt som den tasmanske ulv, bruges ofte som et godt eksempel på konvergent evolution. Thylacinen var nu uddød og indtog den samme økologiske niche som rovdyr fra hunde i andre dele af verden. På trods af næsten ingen evolutionær relation, har thylaciner og grå ulve meget ens morfologi, er nogenlunde af samme størrelse og deler mange funktioner.
Du kan sikkert se et eksempel på konvergent evolution lige uden for dit vindue. Der er titusindvis af arter af planter, mange af dem uden relation til hinanden. Alligevel har plantearter verden over udviklet blade. Mens blade kommer i mange former og størrelser, kender vi alle et blad, når vi ser et, fordi de alle er så ens. Der er bestemt tilfælde af divergerende bladevolution (f.eks. fyrrenåle), hvilket kun gør det endnu mere fascinerende, at så mange arter udviklede blade, der ser ens ud.
Ofte besvarede spørgsmål
Kan to forskellige arter udvikle sig til den samme art?
Ja, dette er muligt gennem en proces kaldet konvergent evolution. Dette sker, når to forskellige arter udsættes for lignende miljøforhold, og naturlig udvælgelse får dem til at udvikle lignende egenskaber. Over tid kan disse egenskaber blive så ens, at de to arter er i stand til at krydse hinanden og producere frugtbart afkom, hvilket effektivt skaber en ny art.Mange flere oplysninger
Relaterede HowStuffWorks-artikler
- Sådan fungerer evolution
- Hvad sker der, når dyr udvikler sig i isolation?
- Sådan fungerer naturlig udvælgelse
- Sådan fungerer dyremigrering
- Sådan fungerer Atavisms
- Sådan fungerer dyrecamouflage
- Sådan fungerer fossiler
- Sådan virker DNA
Flere gode links
- Parallel udvikling:Proteiner gør det også
Kilder
- Håndværk, Brian. "Teamræs for at katalogisere alle arter på jorden." National Geographic News, 5. marts 2002. http://news.nationalgeographic.com/news/2002/03/0305_0305_allspecies.html
- Timmer, John. "Sådan finder du venstre side af en vandmand." Ars technica, 28. juli 2006. http://arstechnica.com/journals/science.ars/2006/07/28/4799
- Timmer, John. "Fejlopfattelser møder state of the art inden for evolutionsforskning." Ars technica, 28. februar 2006.
- University of Michigan &Science Daily. "Parallel Evolution:Proteiner gør det også." 12. juni 2006. http://www.sciencedaily.com/releases/2006/06/060612184925.htm
Sidste artikelHvordan skizofreni virker
Næste artikelHvad er jalousi? Hvordan adskiller jalousi sig fra misundelse?
Varme artikler
-
Ny infektionssygdom truer Darwins frø med udryddelseDarwins frø vil sandsynligvis blive udslettet af padde svamp. Kredit:University of Zurich Ikoniske arter, der sandsynligvis vil blive udslettet af padde svamp, trods mangel på indlysende kortsigte -
Knolde i problemerKredit:Royal Botanic Gardens, Kew Udryddelse i sagens natur er irreversibel. Når en art er uddød, det er for sent for naturbevaringsudøvere at handle. Så, for os, der arbejder på frontlinjen for p -
Hvordan vil Jorden se ud om 50,000 år? Milankovitch cykler © 2010 HowStuffWorks.com At forudsige Jordens fremtid er lidt som at forudsige vejret:jo længere du ser fremad, jo mere din nøjagtighed lider. Baseret på denne log -
Kan videnskaben forklare, hvorfor vi kysser med lukkede øjne?Catherine, Hertuginde af Cambridge og prins William, Hertug af Cambridge kys (med lukkede øjne!) På balkonen ved Buckingham Palace efter deres ægteskab den 29. april, 2011 i London, England. Christoph
- Nano-mekanoelektrisk tilgang øger DNA-detektionsfølsomheden med 100 gange
- Optagelse af en 3D-video af en virus med øjeblikkeligt lys og AI
- UFO Hoaxes
- Robotsmedning:En teknologi, der kunne genoplive amerikansk produktion
- Kunne Mars atmosfæriske prøver lære os mere om den røde planet end overfladeprøver?
- Naturens elektronik nanomaskiner