33.7: Ewolucja konwergentna

Convergent Evolution
JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Convergent Evolution
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

27,250 Views

01:54 min
February 27, 2020

Overview

Ewolucja kształtuje cechy organizmów w czasie, zapewniając, że są one przystosowane do środowiska, w którym żyją. Czasami presja selekcyjna prowadzi do wzrostu podobnych, ale niepowiązanych adaptacji w organizmach, które nie mają niedawnych wspólnych przodków, proces znany jako ewolucja konwergentna.

Struktury, które powstają w wyniku ewolucji zbieżnej, nazywane są strukturami analogicznymi. Są podobne pod względem funkcji, nawet jeśli różnią się budową. Co więcej, struktury mogą być analogiczne, a jednocześnie zawierać cechy homologiczne – te odziedziczone po wspólnym przodku. Ptaki i nietoperze mają analogiczne skrzydła, ale kości kończyn przednich w ich skrzydłach są homologiczne, zaadaptowane od odległego czterokończynowego przodka. Z drugiej strony skrzydła motyli są analogiczne do skrzydeł ptaków i nietoperzy, ale nie są homologiczne.

Czasami jest to jasne, gdy dwa organizmy mają wspólne cechy w wyniku zbieżnej ewolucji, jak w przypadku skrzydeł ptaków, nietoperzy i motyli, ale innym razem jest to mniej oczywiste. Aby ustalić, czy cechy są analogiczne, a zatem są wynikiem ewolucji konwergentnej, czy homologiczne i są wynikiem wspólnego pochodzenia, naukowcy mogą zbadać sekwencje DNA badanych organizmów.

Delfiny i wiele nietoperzy używa echolokacji do nawigacji i polowania. Dane dotyczące sekwencji DNA wskazują, że gen Prestin, który koduje białko w ślimaku ssaków, co do którego przypuszczalnie nadaje słuch o wysokiej częstotliwości, ewoluował w sposób zbieżny u mniej spokrewnionych nietoperzy i w podobny sposób u delfinów.

Strukturalnie podobne toksyny i jady u różnych gatunków stanowią kolejny przykład, w którym dane dotyczące sekwencji DNA mają kluczowe znaczenie dla określenia, czy cecha jest analogiczna, czy homologiczna.

Transcript

Nietoperze i większość ptaków mają zdolność latania, machając skrzydłami. Można by przypuszczać, że te dwie grupy wyewoluowały od wspólnego przodka ze skrzydłami. W rzeczywistości nietoperze i ptaki nie są blisko spokrewnione, a ich ostatnim wspólnym przodkiem było zwierzę żyjące na ziemi z czterema kończynami. 

Ewolucja skrzydeł jest przykładem ewolucji zbieżnej – niezależnej ewolucji podobnych cech o porównywalnej funkcji. 

Zdolność do latania ewoluowała wielokrotnie, co jest widoczne po bliższym przyjrzeniu się morfologii skrzydeł u ptaków i nietoperzy.

Kości dłoni i nadgarstków ptaków są zrośnięte, a pióra zapewniają dużą powierzchnię do tworzenia siły nośnej. Podczas lotu ptaki chowają tylne kończyny na bok.

Natomiast kości palców nietoperzy są wydłużone i montują duży obszar skóry, który tworzy skrzydło. Tylne kończyny nietoperzy odgrywają istotną rolę w tworzeniu skrzydła.

Inny przykład ewolucji konwergentnej można znaleźć u wielorybów i ryb. Wieloryby to ciepłokrwiste ssaki, które karmią swoje potomstwo i oddychają powietrzem. Ryby są ektotermami, składają jaja i wymieniają gazy za pomocą skrzeli. 

Jednak wymagania życia w wodzie doprowadziły do ewolucji podobnych – lub analogicznych – cech u wielorybów i ryb. Obie grupy mają płetwy i opływową sylwetkę, aby łatwiej poruszać się po wodzie. 

Wieloryby i ryby nie mają niedawnego wspólnego przodka, ale mają analogiczne cechy o podobnej funkcji ze względu na ewolucję zbieżną.

Key Terms and definitions​

Learning Objectives

Questions that this video will help you answer

This video is also useful for