Дивергентная эволюция
| Часть серии о |
| Эволюционная биология |
|---|
 |
Дивергентная эволюция или дивергентный отбор — это накопление различий между близкородственными популяциями внутри вида , иногда приводящее к видообразованию . Дивергентная эволюция обычно проявляется, когда две популяции разделяются географическим барьером (например, при аллопатрическом или перипатрическом видообразовании ) и испытывают различное селективное давление , вызывающее адаптации . После многих поколений и непрерывной эволюции популяции становятся менее способными скрещиваться друг с другом. [ 1 ] Американский натуралист Дж. Т. Гулик (1832–1923) был первым, кто использовал термин «дивергентная эволюция», и его использование получило широкое распространение в современной эволюционной литературе. [ 2 ] Примерами дивергенции в природе являются адаптивная радиация вьюрков поведении Галапагосских островов , изменения в и моевок . эволюция современной собаки от волка
Этот термин также можно применять в молекулярной эволюции , например, к белкам , которые происходят от гомологичных генов. И ортологичные гены (в результате видообразования), и паралогичные гены (в результате дупликации генов ) могут иллюстрировать дивергентную эволюцию. В результате дупликации генов возможна дивергентная эволюция между двумя генами внутри вида. Сходство между разошедшимися видами обусловлено их общим происхождением, поэтому такое сходство является гомологией. [ 3 ]
Причины
[ редактировать ]Животные претерпевают дивергентную эволюцию по ряду причин, связанных с изменениями экологического или социального давления. Это может включать изменения в окружающей среде, такие как доступ к пище и жилью. [ 4 ] Это также может быть результатом изменений в хищниках, таких как новые адаптации, увеличение или уменьшение количества активных хищников или появление новых хищников. [ 5 ] Дивергентная эволюция также может быть результатом давления спаривания, такого как усиление конкуренции за партнеров или селекционное разведение людьми. [ 6 ]
Отличия
[ редактировать ]Дивергентная эволюция является типом эволюции и отличается от конвергентной эволюции и параллельной эволюции , хотя она имеет общие черты с другими типами эволюции . [ 7 ]
Дивергентная и конвергентная эволюция
[ редактировать ]Конвергентная эволюция — это развитие аналогичных структур, происходящее у разных видов в результате того, что эти два вида сталкиваются с одинаковым давлением окружающей среды и сходным образом адаптируются. Она отличается от дивергентной эволюции, поскольку рассматриваемые виды не происходят от близкородственного общего предка, а накопленные черты схожи. [ 4 ] Примером конвергентной эволюции является развитие полета у птиц, летучих мышей и насекомых, которые не являются тесно связанными, но имеют аналогичные структуры, позволяющие летать. [ 8 ]
Дивергентная и параллельная эволюция
[ редактировать ]Параллельная эволюция – это развитие сходного признака у видов, происходящих от общего предка. Это сравнимо с дивергентной эволюцией в том смысле, что виды происходят от общего предка, но накопленные черты схожи из-за схожего давления окружающей среды, тогда как при дивергентной эволюции накопленные черты различны. [ 9 ] Примером параллельной эволюции является то, что некоторые виды древесных лягушек, «летающие» лягушки как в семьях Старого Света, так и в семьях Нового Света, развили способность планирующего полета. У них «увеличенные руки и ноги, полные перепонки между всеми пальцами рук и ног, боковые кожные лоскуты на руках и ногах, а также уменьшенный вес на длину отверстия морды». [ 10 ]
Зяблики Дарвина
[ редактировать ]Одним из первых зарегистрированных примеров дивергентной эволюции является случай дарвиновских амадин . Во время путешествия Дарвина на Галапагосские острова он обнаружил несколько различных видов вьюрков, обитающих на разных островах. Дарвин заметил, что у вьюрков были разные клювы, приспособленные к рациону каждого вида вьюрков. [ 11 ] У некоторых вьюрков были короткие клювы для поедания орехов и семян, у других были длинные тонкие клювы для поедания насекомых, а у третьих были перерывы, предназначенные для поедания кактусов и других растений. [ 12 ] Он пришел к выводу, что вьюрки произошли от общего предка, жившего на островах, и из-за географической изоляции эволюционировали, чтобы заполнить определенную нишу на каждом из островов. [ 13 ] Это подтверждается современным геномным секвенированием . [ 14 ]
Дивергентная эволюция у собак
[ редактировать ]Другим примером дивергентной эволюции является происхождение домашней собаки и современного волка , у которых был общий предок. [ 15 ] Сравнение анатомии собак и волков подтверждает это утверждение, поскольку они имеют схожую форму тела, размер черепа и строение конечностей. [ 16 ] Это еще более очевидно у некоторых видов собак, таких как маламуты и хаски , которые кажутся еще более похожими физически и поведенчески. [ 17 ] Существует расходящаяся геномная последовательность митохондриальной ДНК волков и собак, датируемая более 100 000 лет назад, что еще раз подтверждает теорию о том, что собаки и волки разошлись от общего предка. [ 18 ]
Дивергентная эволюция моевок
[ редактировать ]Другим примером дивергентной эволюции являются изменения в поведении моевок по сравнению с другими видами чаек . Предки и другие современные виды чаек демонстрируют агрессивное поведение, чтобы защитить своих детенышей из-за гнездования на уровне земли, где они уязвимы для хищников. [ 19 ] В результате миграции и изменений окружающей среды моевки гнездятся исключительно на скалах. В результате их детеныши защищены от хищных рептилий, млекопитающих и птиц, которые борются с погодными условиями на склонах и скалах, и они не проявляют такого агрессивного поведения. [ 20 ]
Дивергентная эволюция кактусов
[ редактировать ]Другим примером дивергентной эволюции является раскол, образующий семейство Cactaceae , датируемый примерно поздним миоценом. Из-за увеличения засушливого климата после события эоцена-олигоцена эти предковые растения эволюционировали, чтобы выжить в новом климате. [ 21 ] В ходе эволюции у кактусов появились ареолы , сочные стебли , а у некоторых — светлые листья, способные хранить воду до нескольких месяцев. [ 22 ] Растения, от которых они произошли, либо вымерли, оставив мало окаменелостей, либо мигрировали, выживая в менее засушливом климате. [ 23 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Симпатрическое видообразование» . Проверено 2 февраля 2016 г.
- ^
Гулик, Джон Т. (сентябрь 1888 г.). «Дивергентная эволюция через кумулятивную сегрегацию» . Журнал Лондонского Линнеевского общества, Зоология . 20 (120): 189–274. дои : 10.1111/j.1096-3642.1888.tb01445.x . Проверено 26 сентября 2011 г. (требуется подписка)
- ^ Цукеркандль, ЭМИЛЬ; Полинг, ЛИНУС (1 января 1965 г.), Брайсон, Вернон; Фогель, Генри Дж. (ред.), «Эволюционное расхождение и конвергенция белков» , «Эволюционирующие гены и белки » , Academic Press, стр. 97–166, ISBN 978-1-4832-2734-4 , получено 24 марта 2024 г.
- ^ Jump up to: а б Кларк, Мэри Энн; Дуглас, Мэтью; Чой, Юнг (28 марта 2018 г.). «18.1 Понимание эволюции — Биология 2e | OpenStax» . openstax.org . Проверено 24 марта 2024 г.
- ^ Джонсон, Джеральд Б.; Белк, Марк К. (31 октября 2020 г.). «Хищники как агенты отбора и диверсификации» . Разнообразие . 12 (11): 415. дои : 10.3390/d12110415 . ISSN 1424-2818 .
- ^ «Искусственный отбор» . Evolution.berkeley.edu . Проверено 24 марта 2024 г.
- ^ «18.5G: Конвергентная эволюция» . Свободные тексты по биологии . 13 июля 2018 г. Проверено 24 марта 2024 г.
- ^ Александр, Дэвид Э. (2 сентября 2015 г.). На крыле: насекомые, птерозавры, птицы, летучие мыши и эволюция полета животных . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-999679-7 .
- ^ Пирс, Тревор (01 июня 2012 г.). «Конвергенция и параллелизм в эволюции: нео-гулдовский взгляд» . Британский журнал философии науки . 63 (2): 429–448. дои : 10.1093/bjps/axr046 . ISSN 0007-0882 .
- ^ Эмерсон, С.Б.; МАР Кёль (1990). «Взаимодействие поведенческих и морфологических изменений в эволюции нового локомоторного типа:« летающих »лягушек». Эволюция . 44 (8): 1931–1946. дои : 10.2307/2409604 . JSTOR 2409604 . ПМИД 28564439 .
- ^ Десмонд, Адриан Дж.; Мур, Джеймс Р. (1991). Дарвин (1-е изд.). Лондон: Джозеф. ISBN 978-0-7181-3430-3 .
- ^ Грант, Питер Р. (1999). Экология и эволюция дарвиновских вьюрков . Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. ISBN 978-0-691-04865-9 .
- ^ Грант, Питер Р.; Грант, Б. Розмари (2008). Как и почему размножаются виды: радиация дарвиновских вьюрков . Принстонская серия по эволюционной биологии. Принстон: Издательство Принстонского университета. ISBN 978-0-691-13360-7 . OCLC 82673670 .
- ^ Ламичхани, Сангит; Берглунд, Йонас; Альмин, Маркус Саллман; Макбул, Хуррам; Грабхерр, Манфред; Мартинес-Баррио, Альваро; Промерова, Марта; Рубин, Карл-Йохан; Ван, Чао; Замани, Неда; Грант, Б. Розмари; Грант, Питер Р.; Вебстер, Мэтью Т.; Андерссон, Лейф (11 февраля 2015 г.). «Эволюция дарвиновских вьюрков и их клювов, выявленная путем секвенирования генома» . Природа . 518 (7539): 371–375. Бибкод : 2015Natur.518..371L . дои : 10.1038/nature14181 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 25686609 .
- ^ Вила, К. (1 января 1999 г.). «Филогенетические взаимоотношения, эволюция и генетическое разнообразие домашней собаки» . Журнал наследственности . 90 (1): 71–77. дои : 10.1093/jhered/90.1.71 . ПМИД 9987908 .
- ^ Ханикатт, Родни Л. (9 марта 2010 г.). «Разгадка тайн эволюции собак» . БМК Биология . 8:20 . дои : 10.1186/1741-7007-8-20 . ISSN 1741-7007 . ПМК 2841097 . ПМИД 20214797 .
- ^ Фридман, Адам Х.; Ломюллер, Кирк Э.; Уэйн, Роберт К. (1 ноября 2016 г.). «Эволюционная история, выборочные зачистки и вредные вариации у собак» . Ежегодный обзор экологии, эволюции и систематики . 47 (1): 73–96. doi : 10.1146/annurev-ecolsys-121415-032155 . ISSN 1543-592X .
- ^ Вила, К.; Саволайнен, П.; Мальдонадо, JE; Аморим, ИК; Райс, Дж. Э.; Ханикатт, Род-Айленд; Крэндалл, Калифорния; Лундеберг, Дж.; Уэйн, РК (13 июня 1997 г.). «Множественное и древнее происхождение домашней собаки» . Наука . 276 (5319): 1687–1689. дои : 10.1126/science.276.5319.1687 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 9180076 .
- ^ Алкок, Джон (2013). Поведение животных: эволюционный подход, десятое издание . стр. 101–109.
- ^ Каллен, Эстер (апрель 2008 г.). «Адаптация моевок к гнездованию на скалах». Ибис . 99 (2): 275–302. дои : 10.1111/j.1474-919x.1957.tb01950.x .
- ^ Эрнандес-Эрнандес, Таня; Браун, Джозеф В.; Шлюмпбергер, Борис О.; Эгиарте, Луис Э.; Магальон, Сусана (июнь 2014 г.). «Помимо засушивания: многочисленные объяснения повышенного разнообразия кактусов в суккулентном биоме Нового Света» . Новый фитолог . 202 (4): 1382–1397. дои : 10.1111/nph.12752 . hdl : 2027.42/106989 . ISSN 0028-646X . ПМИД 24611540 .
- ^ «Машина пути» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 13 февраля 2012 г. Проверено 25 марта 2024 г.
- ^ Аракаки, Моника; Кристин, Паскаль-Антуан; Ниффелер, Рето; Лендел, Анита; Эггли, Урс; Огберн, Р. Мэтью; Сприггс, Элизабет; Мур, Майкл Дж.; Эдвардс, Эрика Дж. (17 мая 2011 г.). «Современные и недавние проявления основных мировых линий суккулентных растений» . Труды Национальной академии наук . 108 (20): 8379–8384. Бибкод : 2011PNAS..108.8379A . дои : 10.1073/pnas.1100628108 . ISSN 0027-8424 . ПМК 3100969 . ПМИД 21536881 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Джонатан Б. Лосос (2017). Невероятные судьбы: судьба, шанс и будущее эволюции . Книги Риверхеда. ISBN 978-0399184925 .