Back to chapter

33.7:

Конвергентная эволюция

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

Languages

Share

Летучие мыши и большинство птиц имеют возможность летать, хлопать крыльями. Можно предположить, что эти две группы эволюционировали от общего предка с крыльями. На самом деле, летучие мыши и птицы не тесно связаны друг с другом, и их последний общий предок был наземным животным с четырьмя конечностями.Эволюция крыльев составляет пример конвергентности эволюции независимая эволюция похожих особенностей с сопоставимой функцией. Способность летать развивалась несколько раз, что очевидно при более подробной проверке морфологии крыльев у птиц и летучих мышей. Руки и запястья птиц срастаются, а перья обеспечивают большую площадь для подъёма.Во время полёта птицы подтыкают их задние конечности, чтобы они не мешались. В отличие от этого, кости пальцев летучих мышей удлинены и венчают большую площадь кожи это крыло. Задние конечности летучих мышей играют важную роль при создании крыла.Другой пример конвергентной эволюции можно найти у китов и рыб. Киты теплокровные млекопитающие, они воспитывают своих потомков и дышат воздухом. Рыбы эктотермы, откладывают яйца, и обмениваются газами с помощью жабр.Однако, требования жизни в воде вели к эволюции сходных или аналогичных особенностей у китов и рыб. Обе группы имеют ребра и обтекаемую форму тела для более удобного перемещения сквозь воду. Киты и рыбы не разделяют последнего общего предка, и все же имеют аналогичные черты с аналогичной функцией, благодаря конвергентной эволюции.43.330 Все живые организмы используют ДНК для хранения и передачи генетической информации. Сравнение последовательностей ДНК может показать взаимосвязь организмов друг с другом. Организмы с большим количеством сходных последовательностей более тесно связаны друг с другом.Биогеографические исследования объясняют, как организмы распространяется по всему миру. Такая схема распределения зависит от факторов, подобно вымиранию и видообразованию. Все, что находится в этом месте на Галапагосских островах, хорошо известный пример видообразования, процесса, который происходит, когда один из видов распадается на два или более вида.Видообразование возникает при изменении физических характеристик и ДНК препятствуют интербридингу между отдельными особями различных популяций. Некоторые из популяций зябликов получили доступ к новым источникам продовольствия, и со временем они развили черты, такие как клюв специализированной формы, более подходящий для поедания тех продуктов, которые были наиболее изобильными. Вместе взятые, наблюдения из различных областей исследований, обеспечивают доказательства, что ничто в биологии не имело бы никакого смысла, если бы не эволюция”

33.7:

Конвергентная эволюция

Эволюция со временем формирует черты организмов, обеспечивая их соответствие окружающей среде, в которой они живут. Иногда давление отбора приводит к возникновению похожих, но не связанных между собой адаптаций у организмов, не имеющих недавних общих предков, – процесс, известный как конвергентная эволюция.

Структуры, возникающие в результате конвергентной эволюции, называются аналогичными структурами. Они похожи по функциям, даже если не похожи по структуре. Кроме того, структуры могут быть аналогичными, но при этом содержать гомологичные признаки – унаследованные от общего предка. У птиц и летучих мышей есть аналогичные крылья, но кости передних конечностей в их крыльях гомологичны, адаптированы от далекого четырехногого предка. С другой стороны, крылья бабочек аналогичны крыльям птиц и летучих мышей, но не гомологичны.

Иногда ясно, когда два организма имеют общие черты в результате конвергентной эволюции, как в случае крыльев птицы, летучей мыши и бабочки, но в других случаях это менее очевидно. Чтобы определить, являются ли черты аналогичными и, следовательно, результатом конвергентной эволюции или гомологичными и результатом общего происхождения, ученые могут исследовать последовательности ДНК рассматриваемых организмов.

Дельфины и многие летучие мыши используют эхолокацию для навигации и охоты. Данные последовательности ДНК показали, что ген Prestin , который кодирует белок в улитке уха млекопитающих, предположительно обеспечивающий высокочастотный слух, эволюционировал сходным образом у менее родственных летучих мышей и аналогичным образом у дельфинов.

Структурно схожие токсины и яды у разных видов – еще один пример, когда данные последовательности ДНК имеют решающее значение для определения того, является ли признак аналогичным или гомологичным.

Suggested Reading

Brodie III, Edmund D. "Convergent evolution: pick your poison carefully." Current biology 20, no. 4 (2010): R152-R154. [Source].

Liu, Yang, James A. Cotton, Bin Shen, Xiuqun Han, Stephen J. Rossiter, and Shuyi Zhang. "Convergent sequence evolution between echolocating bats and dolphins." Current Biology 20, no. 2 (2010): R53-R54. [Source].

Parker, Joe, Georgia Tsagkogeorga, James A. Cotton, Yuan Liu, Paolo Provero, Elia Stupka, and Stephen J. Rossiter. "Genome-wide signatures of convergent evolution in echolocating mammals." Nature 502, no. 7470 (2013): 228. [Source].