Ewolucja rozbieżna Definicja
Ewolucja rozbieżna to proces, w którym grupy pochodzące od tego samego wspólnego przodka ewoluują i akumulują różnice, w wyniku czego powstają nowe gatunki.
Ewolucja rozbieżna może zachodzić w odpowiedzi na zmiany czynników abiotycznych, takich jak zmiana warunków środowiskowych, lub gdy nowa nisza staje się dostępna. Alternatywnie, ewolucja rozbieżna może zachodzić w odpowiedzi na zmiany czynników biotycznych, takich jak zwiększona lub zmniejszona presja konkurencji lub drapieżnictwa.
Jak presja selekcyjna jest wywierana na organizmy, muszą one rozwijać cechy adaptacyjne, aby przetrwać i utrzymać swoją sprawność reprodukcyjną. Różnice mogą być niewielkie, takie jak zmiana kształtu, rozmiaru lub funkcji tylko jednej struktury, lub mogą być bardziej wyraźne i liczne, skutkując zupełnie inną strukturą ciała lub fenotypem.
Ewolucja dywergencyjna prowadzi do specjacji i działa na podstawie tego, że istnieje zmienność w puli genowej populacji. Jeśli bariera reprodukcyjna oddziela dwie grupy w obrębie populacji, różne geny kontrolujące różne aspekty zdolności organizmu do przetrwania i rozmnażania zwiększają lub zmniejszają swoją częstotliwość, ponieważ przepływ genów jest ograniczony. Specjacja allopatryczna i specjacja perypatryczna występują, gdy bariera reprodukcyjna jest spowodowana przez barierę fizyczną lub geograficzną, taką jak rzeka lub pasmo górskie. Alternatywnie, specjacja sympatryczna i parapatryczna zachodzi w obrębie tego samego obszaru geograficznego.
W drodze ewolucji rozbieżnej organizmy mogą wykształcić struktury homologiczne. Są to anatomicznie podobne struktury, które są obecne u wspólnego przodka i utrzymują się w organizmach zróżnicowanych, choć mają odmienne funkcje.
Obrazek przedstawia przykład homologicznych kości występujących w przednich kończynach czterech różnych typów ssaków.
Ogólnie spekuluje się, że większa liczba różnic między spokrewnionymi gatunkami wskazuje na więcej czasu, jaki upłynął od ich dywergencji. Istnieją jednak przypadki, w których niespokrewnione organizmy niezależnie rozwijają analogiczne struktury o podobnym wyglądzie lub funkcji. Jest to znane jako ewolucja konwergentna.
Przykłady ewolucji dywergentnej
Zięby Darwina
Jeden z najbardziej znanych przykładów ewolucji dywergentnej został zaobserwowany przez Karola Darwina i udokumentowany w jego książce O powstawaniu gatunków.
Podczas wizyty na Wyspach Galapagos Darwin zauważył, że każda z wysp miała populację zięb należących do tej samej rodziny taksonomicznej. Jednak populacje ptaków na każdej z wysp różniły się od tych na pobliskich wyspach kształtem i wielkością dziobów.
Darwin zasugerował, że każdy z gatunków ptaków należał pierwotnie do jednego wspólnego gatunku przodka, który przeszedł modyfikacje swoich cech w oparciu o rodzaj źródła pożywienia dostępnego na każdej z wysp. Na przykład ptaki żywiące się nasionami i orzechami wykształciły duże, miażdżące dzioby, podczas gdy ptaki żywiące się kaktusami wykształciły dłuższe dzioby, a drobniejsze dzioby wyewoluowały u ptaków żywiących się zbieraniem owadów z drzew.
Gdy przodkowie zięb początkowo kolonizowali każdą wyspę, każda grupa zawierała osobniki, które były w stanie lepiej przystosować się do warunków i dostępnych źródeł pożywienia. Osobniki te przetrwały i rozmnażały się w nowym siedlisku. W ten sposób geny, które kontrolowały pewne korzystne aspekty (np. dłuższe dzioby odpowiednie do dostępu do nektaru w głębi kwiatów), rozprzestrzeniały się w całej puli genów, podczas gdy osobniki bez korzystnych cech wymierały. Jest to proces doboru naturalnego.
Przypadek „zięb Darwina” (ptaki te należą do rodziny garbogłowych i nie są prawdziwymi ziębami) jest przykładem promieniowania adaptacyjnego, które jest formą ewolucji rozbieżnej.
Promieniowanie adaptacyjne jest powszechną cechą archipelagów, takich jak Wyspy Galapagos czy Hawaje, jak również na metaforycznych „siedliskach wyspiarskich”, takich jak łańcuchy górskie. Dzieje się tak, ponieważ przepływ genów między wyspami jest ograniczony, gdy migracja nie jest stała; skala efektu zależy jednak od zdolności rozprzestrzeniania się organizmu.
Ewolucja naczelnych
Wszystkie naczelne na Ziemi wyewoluowały od jednego wspólnego przodka, najprawdopodobniej ssaka naczelnego, owadożernego, który żył około 65 milionów lat temu w erze mezozoicznej. W tym czasie kontynenty świata były w większości połączone. Skamieniałe dowody sugerują, że te prymitywne zwierzęta prowadziły arborealny tryb życia, miały dobry wzrok oraz ręce i nogi przystosowane do wspinania się po drzewach.
Około 55 milionów lat temu wyewoluowały pierwsze prawdziwe naczelne, różnicując się w prosimian i simian.
Przodkowie prosimian w większości przypominali współczesne prosimiany, do których należą lemury (endemiczne na Madagaskarze), lorysy, tarsiery i buszowe dzieci. Są to zwierzęta o małym mózgu i stosunkowo niewielkiej budowie ciała, z wilgotnym nosem podobnym do psiego. Są one często nocne, z cechami ciała, które są uważane za „prymitywne”, w porównaniu z innymi naczelnymi.
Kolejna duża dywergencja nastąpiła około 35 milionów lat temu w innej filogenetycznej gałęzi naczelnych, małpiatek. Wydarzenie to spowodowało rozejście się wspólnego przodka wszystkich małp Nowego Świata i Starego Świata.
Spekuluje się, że obie grupy przeszły rozbieżną ewolucję w wyniku specjacji allopatrycznej. Ponieważ kontynenty Ameryki i Eurazji były do tego momentu rozdzielone, podział mógł być spowodowany przypadkową migracją przez Ocean Atlantycki.
Małpy z Nowego Świata lub Platyrrhines, pochodzą z Ameryki Środkowej i Południowej, a także z Meksyku. Oni ewoluowały płaskie nosy i prehensile ogony, które działają jako piąta kończyna i mają zdolność do chwytania się na drzewach i gałęziach. Należą do nich znane rodziny, takie jak kapucynki i małpy pająki (rodzina: Cebidae), marmozety (Callitrichidae) i małpy wyjące (Atelidae).
Wspólny przodek małp Starego Świata i małp człekokształtnych rozdzielił się około 25 milionów lat temu. Małpy Starego Świata, czyli Catarrhini, pochodzą z Afryki i Azji, wykazując szereg różnych przystosowań do wielu typów siedlisk, od lasów deszczowych po sawannę, góry i krzewy. Istnieją zarówno naziemne i nadrzewne Catarrhini, z których wiele jest znanych, takich jak makaki (rodzaj: Macaca), pawiany (Papio) i langury (Semnopithecus).
Ważne jest, aby pamiętać, że współczesne naczelne, które widzimy dzisiaj, nie są wyewoluowane z siebie nawzajem pomimo podobieństw (na przykład małpy człekokształtne nie są wyewoluowane z małp człekokształtnych), ale że pochodzą od jednego wspólnego przodka, który utworzył dwa różne gatunki w drodze ewolucji rozbieżnej.
Lis kita i lis arktyczny Lis
Dwoma gatunkami, które są bardzo blisko spokrewnione i przeszły rozbieżną ewolucję, są lis koci (Vulpes macrotis) i lis arktyczny (Vulpes lagopus).
Lis pospolity pochodzi z zachodniej części Ameryki Północnej i jest przystosowany do środowisk pustynnych; ma piaskowe ubarwienie i duże uszy, które pomagają mu w usuwaniu nadmiaru ciepła z ciała.
Lis arktyczny pochodzi z regionów arktycznych i żyje w biome tundry arktycznej na półkuli północnej. Najlepiej przystosowany do zimnego klimatu, ma grube futro, które jest białe w zimie i brązowe w lecie, oraz mały, okrągły kształt ciała, który minimalizuje utratę ciepła.
Odróżniwszy się od niedawnego wspólnego przodka, oba te gatunki musiały dostosować się do swoich skrajnie różnych siedlisk. Wyewoluowały one w dwa gatunki, które wyraźnie różnią się pod względem uszu i sierści, choć nadal zachowują większość cech swoich przodków.
- Ewolucja zbieżna – proces, w którym gatunki, które nie są blisko spokrewnione, niezależnie ewoluują funkcjonalnie lub wizualnie podobne struktury.
- Ewolucja równoległa – proces, w którym gatunki spokrewnione, ale różne, niezależnie ewoluują podobne struktury.
- Speciation – proces, w którym powstają nowe i odrębne gatunki.
- Natural Selection – proces, w którym gatunki lepiej przystosowane do środowiska przeżywają i rozmnażają się, podczas gdy te, które są niedostosowane, nie przeżywają.
Quiz
1. Struktury obecne we wspólnym przodku dwóch gatunków i które utrzymują się w ich ewolucyjnej linii, choć z inną formą lub funkcją, są znane jako:
A. Struktury analogiczne
B. Struktury homologiczne
C. Struktury rozbieżne
D. Vestigial Structures
2. Promieniowanie adaptacyjne widoczne w przypadku zięb z Galapagos jest wynikiem:
A. Wysokiej częstości migracji między wyspami
B. Rozwoju analogicznych struktur
C. Populacji ptaków przystosowujących się do wypełniania dostępnych nisz
D. Wszystkie powyższe
3. Które z poniższych stwierdzeń jest prawdziwe?
A. Ludzie są bardziej wyewoluowani niż szympansy
B. Małpy Nowego Świata wyewoluowały z małp Starego Świata
C. Goryle i lemury mają wspólnego przodka
D. Szympansy wyewoluowały z prozimian