Del:
10 fascinerende eksempler på konvergeret evolution
Biologer har længe noteret et fænomen, hvormed to forskellige arter med lille eller ingen biologisk relation til hinanden kan udvikle lignende træk som reaktion på lignende levesteder. Selv om dette kan være svært at kvantificere, forstår dette fænomen, kendt som "konvergent evolution" - kan demonstrere evolutionær konsistens på tværs af arter og hjælpe os med at få en bedre forståelse af disse processer generelt.
10Human og blæksprutte øjne
Det fremgår af udviklingen af vores respektive former, såvel som ved simpel observation og sund fornuft, at få organismer har levesteder, der er uensartede som mennesker og blæksprutte. Mens vi er blevet meget effektive landdyr, har blæksprutte udviklet sig til at trives under ekstremt tryk og ved meget kolde temperaturer. Mærkeligt, at vores øjne og kæberne øjne er biologisk næsten identiske.
Dette skyldes, at vi begge udviklede nok af de samme tweaks til det samme gen, kendt som Pax6, som er den øverste formand for øjenkonstruktion. Forfædren ville genet have rettet dannelsen af en simpel øjenstruktur, måske kun en sofistikeret nok til at tillade en primitiv multicellular organisme at fortælle lyset fra mørke; siden genet eksisterede før diversificering af arter, er det til stede i dets forskellige muterede former i stort set alle organismer. Det er ansvarlig for insektets sammensatte øjne, øjenøjen af, godt, ørne og for vores også.
I hvad der skal have været en evolutionær fordel udviklede blæksprutter og andre blæksprutter det samme "kameraøje" som os mennesker under helt forskellige omstændigheder. Dette eksempel på konvergerende udvikling er især af interesse for biologer, fordi man finder fælles forfædre mellem vores to arter, man skulle gå tilbage over 500 millioner år, da kun primitive versioner af Pax6-genet eksisterede.
9Slime Mold And Water Mold
På overfladen er vi tilbøjelige til at opfatte meget lille forskel mellem forskellige typer skimmel. Men det viser sig, at der ikke kun er to forskellige typer slimform og vandmuld - men de er faktisk to helt forskellige typer af organismer.
Grunden til at de er så vanskelige at fortælle hinanden er på grund af konvergens. Den form, vi almindeligvis tænker på, er slimform, en landbaseret organisme, der bor på overflader, såsom klipper, træer eller en uger gammel sandwich. Det bruger mikroorganismer - virkelig noget biologisk stof, det kommer i kontakt med. Når foderforholdene bliver ugunstige, kan cellerne, som reproducerer gennem celledeling under fodringsfasen, faktisk komme sammen for at danne en masse, der kan bevæge sig som en organisme og ser noget ud som en slug.
Vandforme vokser på meget de samme overflader, idet de også er tilpasset til at producere denne egenskab, men de er en helt anden gruppe af organismer fra slimform. Selvom de ikke producerer klorofyl, betragtes de som heterokonter sammen med flere typer af chlorofylproducerende alger. Og selvom hver form for skimmel ikke er tæt relateret til svampe, var de begge på et tidspunkt tænkt som svampe på grund af deres ligheder.
8Human- og insektører
Det menneskelige øre udviklede sig til at give os en god til stor følelse af at høre, øge vores forfædres evne til at spore bytte og undgå rovdyr. Mens mange arter har de samme behov, har en type colombiansk insekt gennemgået nok genetiske tweaks i hele sin udvikling for at komme frem til en meget lignende ørestruktur til vores.
Konstruktionen er meget forskellig, mens funktionen er meget ens. Hos mennesker er de tre mindste knogler i kroppen placeret i øret og aktiveres af vibrationer i tympanisk membran (trommehinden) for at aktivere en proces, som sender signaler gennem cochlea og derefter ned i den auditive nerve til hjernen.
Copiphora gorgonensis, en katydid af regnskoven i Gorgona-øen, har faktisk sine hørbare åbninger på forsiden af benene. Det har også trommehinder, som også aktiverer en cuticle, der virker nøjagtigt som vores tre små knogler gør, stimulerer et cochlea-lignende kammer.
Det betyder selvfølgelig, at den lille katydid har en ganske stor hørelse - en evolutionær præstation endnu mere imponerende end vores, idet vi mener at insektversionen af vores øre er 600 mikron eller 3/5 af en millimeter bredt.
7Swimming i diverse akvatiske arter
Selvom det kan synes mærkeligt at undersøge, hvordan forskellige former for vandlevende liv udviklede evnen til at svømme, skal du huske på, at der er en utroligt stor mangfoldighed af arter i verdens oceaner. En stor del af disse arter er næsten fuldstændig uafhængige af hinanden, idet de adskilles fra deres sidste fællesforfædre med så lang tid som mennesker og blæksprutte. Dette giver en anden stor mulighed for at studere konvergensfænomenet.
Eksempelvis undersøgte en nylig nordvestuniversitetsstudie 22 forskellige dyr, som alle var "median / parret fin svømmere." Tre dyr i særdeleshed-blæksprutte, sort spøgelseskniv og persisk tæppe flormorm blev observeret at have udviklet den nøjagtige samme funktioner og mekanik til optimering af hastighed, en åbenbar evolutionær fordel.
Alle tre arter udviklede aflange finner, der anvender de samme krusende, oscillerende bevægelser, som er produceret af samme mekanik, til trods for den sidste fælles forfader mellem de tre, der er før den kamburske periode. Ud over at give gode data til undersøgelsen af konvergens er forskere optimistiske, at dette træk kunne efterlignes i en ny generation af manøvrerbare undervandsfartøjer, fordi det bare er så effektivt.
6fugle og menneskelig tale
Forbedringer i DNA-sekventering har fået biologer til at tro, at der er en genetisk grund til lighederne i, hvordan fugle og mennesker producerer tale. Ikke kun syngende fugle, men taler fugle som papegøjer alle kan have udviklet vokalledninger flere separate tider.
Efter at have foretaget en gigantisk sekventering af genomerne af 48 fuglearter, fandt forskerne, at de evolutionære udbrud i vokalstrengsudvikling i både sang- og talende fugle involverede de samme sæt gener, der påvirker udviklingen af menneskelig tale. Ved talende eller almindelig læring, der var fugle, viste omkring 50 sæt gener lignende evolutionære spring til menneskelige gener, som ikke fandt sted i ikke-talende fugle.
Hertugens neurolog Erich Jarvis mener, at dette kun kan foreslå et begrænset antal måder, hvor kredsløbene i hjernen kan udvikle sig til at understøtte tale, når en organisme bliver biologisk i stand til det.
5Smells Of Diverse Blomst Og Plantearter
Der er flere plantearter, der uafhængigt af hinanden udviklede en unik mekanisme, der udfører de to og to slag af lurende insekter (de eneste ting, der lokkes af aromaen af dyreaffald eller døde rottende carrion) til at pollinere dem og afværge alt andet.
Denne meget effektive strategi, som tilskynder fluer og muggbille til at lægge æg på og ved en uafbrudt pollinering af planten samtidig med stærkt modvirkning af noget andet, har udviklet sig i mindst fem forskellige arter af planter og blomster uden biologisk relation til hinanden. Strategien er effektiv netop fordi den udvikler sig sjældent. Hvis flere plantearter havde denne egenskab, ville pollinatorerne til sidst lære at undgå disse falske annoncører.
Af denne grund findes der kun et par hundrede Äststench-efterligninger, der er af de hundrede tusind kendte plantearter. Det er mærkeligt, at flere af disse også er ekstremt store, herunder planets største enkeltblomstrende blomst, Rafflesia arnoldii, et af få arter til at tjene kaldenavnet, Euskorps blomst, for sin svovl-y aroma.
4Oppløselige Thumbs i Pandas og Primates
Flere arter af pandaer har udviklet et ekstra ciffer, en "Eüfalse thumb", der hjælper dem med at skrabe bladene fra bambusen, der er deres primære fødekilde. Faktisk, da den velkendte biolog Stephen Jay Gould skrev en bog til støtte for evolution i 1980, kaldte han det Pandaens Thumb.
Selvom det tjener samme formål, er pandaens tommelfinger ikke engang teknisk på samme del af kroppen som primater. Det er knyttet mere til håndleddet og synes at have dukket op simpelthen, hvor at have et ekstra modsat siffer ville komme til nytte i den pågældende befolkning. Ikke alene udviklede denne egenskab sig selvstændigt fra primater, men eksisterer i flere pandaarter, som også udviklede den uafhængigt af hinanden. Selvom funktionen er den samme, er strukturen af disse tal i gigantiske og røde pandaer for eksempel helt anderledes.
For nylig har et spansk arkæologisk team opdaget det tidligste kendte bevis for modstandsdygtige tommelfingre i den røde pandas fossile rekord, i en uddød, kødædende kødædende størrelse af en junglekat.
3Ekolokation i flagermus og delfiner
På trods af deres åbenlyse biologiske forskelle er flagermus og delfiner blandt de få organismer på planeten, der er i stand til at bruge ekkolokation, processen med at sende højhøjde lyde og lytte efter deres refleksioner for at lokalisere genstande som en naturlig radar.
Et dreng Mary Mary University of London forskergruppe fortalte først dette emne i 2010, da de fandt identiske mutationer i et protein, der regulerer hørelsesfølsomhed i både flagermus og delfiner. Derefter blev i 2013 en fuld gensekvens fuldført på fire flagermusarter (herunder to, der ikke ekkolocate). Disse resultater blev sammenlignet med gensekvenser fra en række andre pattedyr, herunder bottlenose delfinen. Det blev afsløret, at 200 sæt gener var blevet muteret identisk i delfiner og flagermus. Interessant nok, mens mange af disse var relateret til at høre, var mange ikke og havde ingen klar forbindelse til ekkolokerende evner.
Kritisk set blev de genetiske ligheder ikke set i flagermusarter, som ikke bruger ekkolokation. Mens holdet havde troet, at der måske ville findes 20 tilfælde af konvergens mellem gener, fandt de 10 gange så mange. Også mange af de konvergerende gener var forbundet ikke med at høre, men med syn.
2Fingerprints i mennesker og koalas
Selvom det er velkendt, at gorillaer og nogle andre primater deler træk ved at have fingeraftryk med mennesker, er det ikke så godt kendt, at mindst en anden art også gør det. Utroligt er det den søde, hyggelige koala bjørn, den eneste buede med dette træk.
Fordelen ligger i evnen til at forstå, hvilket selvfølgelig er en adfærd, der er almindelig hos primater og næsten fraværende blandt alle andre arter. Koala-fingeraftryk, på trods af at der ikke er nogen evolutionær fællesitet med primatfingeraftryk, er næsten identiske med menneskernes. Primater og pungfamiliens forfædre diverventerede i særskilte grene af det evolutionære træ for over 70 millioner år siden. Da ingen andre pungfugle har fingeraftryk, er det meget sandsynligt, at koalas først for nylig har erhvervet det.
Utroligt så er Koala og menneskelige fingeraftryk, at der er dokumenterede tilfælde af fingeraftryk fra koalas forvirrende kriminalitetsforskere.
Højere intelligens i fugle og primater
Flere fuglearter, især krager, anses for at være blandt de mest intelligente dyr på planeten. De viser usædvanlig opfindsomhed i naturen, og byboende fugle er blevet set for nemt at tilpasse sig menneskelige adfærd, som f.eks. At vente på, at trafikken skal stoppe, før de går ind på gaden.
I en 2004-meta-analyse observerede to Cambridge University-professorer, at på trods af at de havde helt forskellige hjernestrukturer, bruger krager og primater et bemærkelsesværdigt lignende sæt af mentale værktøjer fraværende i næsten alle andre arter - forventning og naturlig ræsonnement - at løse problemer. De fleste primater og andre intelligente dyr (som delfiner), der deler disse kvaliteter, er sociale, ligesom krager, og har store hjerner igen som krager, som har enorme hjerner til deres størrelse, omtrent samme størrelse som en chimpansehjerne.
Krager er også blandt de eneste dyr, der ikke er primater, til at lave værktøjer, som kroge til at fange bytte. Krager fra forskellige regioner vil konstruere forskellige værktøjer til samme formål. En anden storhjertet fugl, den vestlige scrub jay, er i stand til at huske og anvende kontekst til sociale interaktioner, såsom at huske fuglen, der stjal deres mad og ikke lade den enkelte fugl se, hvor deres mad opbevares i fremtiden.
Mike Floorwalker's faktiske navn er Jason, og han bor i Parker, Colorado-området med sin kone Stacey. Han har højt rockmusik, madlavning og lister.