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33.7: Konvergente Evolution
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Convergent Evolution
 
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33.7: Convergent Evolution

33.7: Konvergente Evolution

Evolution shapes the features of organisms over time, ensuring that they are suited for the environments in which they live. Sometimes, selection pressure leads to the rise of similar but unrelated adaptations in organisms with no recent common ancestors, a process known as convergent evolution.

The structures that arise from convergent evolution are called analogous structures. They are similar in function even if they are dissimilar in structure. Further, structures can be analogous while also containing homologous features - those inherited from a common ancestor. Birds and bats have analogous wings, but the forelimb bones within their wings are homologous, adapted from a distant four-limbed ancestor. The wings of butterflies, on the other hand, are analogous to those of birds and bats, but they are not homologous.

Sometimes it is clear when two organisms share traits as a result of convergent evolution, as in the case of bird, bat, and butterfly wings, but at other times it is less obvious. To determine whether traits are analogous and thus the result of convergent evolution or homologous and the result of shared ancestry, scientists can examine the DNA sequences of the organisms in question.

Dolphins and many bats use echolocation to navigate and hunt. DNA sequence data has indicated that the gene Prestin, which encodes a protein in the mammalian cochlea hypothesized to confer high-frequency hearing, has evolved in a convergent manner across less-related bats and in a similar manner in dolphins.

Structurally-similar toxins and venoms in different species provides another example where DNA sequence data is critical for identifying whether a trait is analogous or homologous.

Evolution prägt die Eigenschaften von Organismen im Laufe der Zeit und stellt sicher, dass sie für die Umgebungen geeignet sind, in denen sie leben. Manchmal führt der Selektionsdruck zu ähnlichen, aber nicht verwandten Anpassungen in Organismen ohne jüngere gemeinsame Vorfahren, ein Prozess, der als konvergente Evolution bekannt ist.

Die Strukturen, die aus konvergenter Evolution entstehen, werden analoge Strukturen genannt. Sie sind in ihrer Funktion ähnlich, auch wenn sie in ihrer Struktur unterschiedlich sind. Darüber hinaus können Strukturen analog sein und gleichzeitig homologe Merkmale enthalten - solche, die von einem gemeinsamen Vorfahren geerbt wurden. Vögel und Fledermäuse haben analoge Flügel, aber die Vorderbeine in ihren Flügeln sind homologe, angepasst von einem entfernten viergliedrigen Vorfahren. Die Flügel der Schmetterlinge sind dagegen mit denen von Vögeln und Fledermäusen vergleichbar, aber sie sind nicht homologe.

Manchmal ist es klar, wenn zwei Organismen Merkmale als Ergebnis der konvergenten Evolution teilen, wie im Fall von Vogel-, Fledermaus- und Schmetterlingsflügeln, aber zu anderen Zeiten ist es weniger offensichtlich. Um festzustellen, ob Merkmale analog sind und somit das Ergebnis konvergenter Evolution oder homologe und das Ergebnis gemeinsamer Abstammung sind, können die Wissenschaftler die DNA-Sequenzen der betreffenden Organismen untersuchen.

Delfine und viele Fledermäuse verwenden Echoortung zu navigieren und zu jagen. DNA-Sequenzdaten haben gezeigt, dass das Gen Prestin, das ein Protein in der Säugetier-Cochlea kodiert, die als hochfrequentes Hören vermutet wird, sich in konvergenter Weise über weniger verwandte Fledermäuse und in ähnlicher Weise bei Delphinen entwickelt hat.

Strukturell ähnliche Toxine und Gifte bei verschiedenen Arten sind ein weiteres Beispiel dafür, dass DNA-Sequenzdaten entscheidend sind, um festzustellen, ob ein Merkmal analog oder homologe ist.


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