EVOLUSI KONVERGEN: APA YANG TERDIRI DAN CONTOHNYA - BIOLOGI - 2025

The tumpu evolusi adalah kemunculan persamaan fenotip dalam dua atau lebih keturunan secara bebas. Secara amnya, corak ini diperhatikan apabila kumpulan yang terlibat mengalami persekitaran yang serupa, persekitaran mikro, atau cara hidup yang diterjemahkan menjadi tekanan selektif yang setara.

Oleh itu, sifat fisiologi atau morfologi yang dimaksudkan meningkatkan kecergasan biologi (kecergasan) dan kemampuan bersaing dalam keadaan seperti itu. Apabila penumpuan berlaku dalam persekitaran tertentu, dapat diertikan bahawa sifat ini adalah jenis penyesuaian. Walau bagaimanapun, kajian lanjutan diperlukan untuk mengesahkan fungsi sifat tersebut, dengan menggunakan bukti untuk menyokong bahawa ia memang meningkatkan kecergasan penduduk.

Contoh ciri yang dikongsi oleh lumba-lumba dan ichthyosaur. Walaupun keduanya sangat mirip, secara filogenetik mereka sangat jauh, dan ciri-ciri yang disebut di sana diperoleh secara bebas.
Sumber: Pandangan skeptis, dari Wikimedia Commons

Di antara contoh evolusi konvergen yang paling terkenal kita dapat menyebutkan penerbangan di vertebrata, mata di vertebrata dan invertebrata, bentuk gelendong pada ikan dan mamalia akuatik, antara lain.

Apa itu evolusi konvergen?

Mari kita bayangkan bahawa kita bertemu dengan dua orang yang sama fizikalnya. Mereka berdua mempunyai ketinggian, warna mata dan warna rambut yang sama. Ciri mereka juga serupa. Kami mungkin akan menganggap bahawa kedua-dua orang itu adalah saudara kandung, sepupu, atau mungkin saudara yang jauh.

Walaupun begitu, tidak mengejutkan apabila mengetahui bahawa tidak ada hubungan keluarga yang erat antara orang-orang dalam contoh kita. Perkara yang sama berlaku, dalam skala besar, dalam evolusi: kadangkala bentuk yang serupa tidak mempunyai nenek moyang yang lebih baru.

Iaitu, sepanjang evolusi, sifat yang serupa dalam dua atau lebih kumpulan dapat diperoleh secara bebas.

Takrif umum

Ahli biologi menggunakan dua definisi umum untuk penumpuan evolusi atau penumpuan. Kedua-dua definisi tersebut memerlukan bahawa dua atau lebih garis keturunan mengembangkan watak yang serupa antara satu sama lain. Definisi ini biasanya merangkumi istilah "kemandirian evolusi", walaupun tersirat.

Walau bagaimanapun, definisi berbeza dalam proses evolusi tertentu atau mekanisme yang diperlukan untuk mendapatkan corak.

Beberapa definisi konvergensi yang kekurangan mekanisme adalah berikut: "evolusi bebas dari ciri serupa dari sifat leluhur", atau "evolusi ciri serupa dalam garis keturunan evolusi bebas".

Mekanisme yang dicadangkan

Sebaliknya, penulis lain lebih suka mengintegrasikan mekanisme ke dalam konsep koevolusi, untuk menjelaskan coraknya.

Sebagai contoh, "evolusi bebas sifat serupa dalam organisma yang berkaitan jauh kerana munculnya penyesuaian dengan persekitaran atau bentuk kehidupan yang serupa."

Kedua-dua definisi digunakan secara meluas dalam artikel ilmiah dan dalam kesusasteraan. Idea penting di sebalik penumpuan evolusi adalah untuk memahami bahawa nenek moyang keturunan yang sama terlibat mempunyai keadaan awal yang berbeza.

Implikasi evolusi

Mengikuti definisi penumpuan yang merangkumi mekanisme (disebutkan di bahagian sebelumnya), ini menjelaskan kesamaan fenotip berkat kesamaan tekanan selektif yang dialami oleh taksa.

Berdasarkan evolusi, ini ditafsirkan dari segi penyesuaian. Maksudnya, sifat yang diperoleh berkat penumpuan adalah penyesuaian untuk persekitaran tersebut, kerana ini akan meningkatkan, dalam beberapa cara, kecergasan mereka.

Walau bagaimanapun, terdapat kes di mana penumpuan evolusi berlaku dan sifat tidak adaptif. Maksudnya, keturunan yang terlibat tidak berada di bawah tekanan selektif yang sama.

Penumpuan evolusi berbanding paralelisme

Dalam kesusasteraan, biasanya terdapat perbezaan antara penumpuan dan paralelisme. Sebilangan pengarang menggunakan jarak evolusi antara kumpulan untuk dibandingkan untuk memisahkan dua konsep.

Evolusi sifat semula jadi dalam dua atau lebih kumpulan organisma dianggap sebagai paralelisme jika fenotip serupa berkembang dalam garis keturunan yang berkaitan, sedangkan penumpuan melibatkan evolusi sifat serupa dalam garis keturunan yang terpisah atau relatif jauh.

Definisi penumpuan dan paralelisme lain bertujuan untuk memisahkan mereka dari segi jalan pembangunan yang terlibat dalam struktur. Dalam konteks ini, evolusi konvergen menghasilkan ciri yang serupa melalui laluan perkembangan yang berbeza, sementara evolusi selari melakukannya melalui laluan yang serupa.

Walau bagaimanapun, perbezaan antara evolusi selari dan konvergen boleh menjadi kontroversi dan menjadi lebih rumit apabila kita melihat kepada pengenalpastian asas molekul sifat tersebut. Di sebalik kesukaran ini, implikasi evolusi yang berkaitan dengan kedua-dua konsep itu penting.

Penumpuan berbanding perbezaan

Walaupun pemilihan lebih menyukai fenotip yang serupa di persekitaran yang serupa, ini bukan fenomena yang dapat diterapkan dalam semua keadaan.

Kesamaan, dari sudut pandangan bentuk dan morfologi, dapat menyebabkan organisma bersaing satu sama lain. Akibatnya, pemilihan memilih perbezaan antara spesies yang hidup berdampingan secara lokal, mewujudkan ketegangan antara tahap penumpuan dan perbezaan yang diharapkan untuk habitat tertentu.

Individu yang dekat dan mempunyai tumpang tindih yang signifikan adalah pesaing yang paling kuat - berdasarkan kemiripan fenotipik mereka, yang mendorong mereka untuk mengeksploitasi sumber dengan cara yang serupa.

Dalam kes-kes ini, pemilihan yang berbeza dapat menyebabkan fenomena yang dikenal sebagai radiasi adaptif, di mana garis keturunan menimbulkan spesies yang berbeza dengan kepelbagaian peranan ekologi dalam waktu yang singkat. Keadaan yang mendorong penyinaran adaptif merangkumi heterogenitas persekitaran, ketiadaan pemangsa, antara lain.

Sinaran adaptif dan evolusi konvergen dianggap sebagai dua sisi "koin evolusi" yang sama.

Pada tahap apa penumpuan berlaku?

Dalam memahami perbezaan antara konvergensi evolusi dan persamaan, timbul persoalan yang sangat menarik: apabila pemilihan semula jadi menyukai evolusi sifat serupa, apakah ia berlaku di bawah gen yang sama, atau bolehkah melibatkan gen dan mutasi yang berbeza yang menghasilkan fenotip serupa?

Berdasarkan bukti yang dihasilkan setakat ini, jawapan bagi kedua-dua soalan itu adalah ya. Terdapat kajian yang menyokong kedua-dua hujah tersebut.

Walaupun sampai sekarang tidak ada jawaban konkrit mengapa beberapa gen "digunakan kembali" dalam evolusi evolusi, ada bukti empirikal yang bertujuan untuk menjelaskan masalah tersebut.

Perubahan yang melibatkan gen yang sama

Contohnya, evolusi berulang kali berbunga pada tanaman, ketahanan racun serangga pada serangga, dan pigmentasi pada vertebrata dan invertebrata telah terbukti berlaku melalui perubahan yang melibatkan gen yang sama.

Namun, untuk sifat tertentu, hanya sebilangan kecil gen yang dapat mengubah sifat tersebut. Ambil contoh penglihatan: perubahan dalam penglihatan warna semestinya berlaku dalam perubahan yang berkaitan dengan gen opsin.

Sebaliknya, dalam ciri lain gen yang mengawalnya lebih banyak. Kira-kira 80 gen terlibat dalam masa berbunga tumbuhan, tetapi perubahan telah terbukti sepanjang evolusi hanya dalam beberapa.

Contoh

Pada tahun 1997, Moore dan Willmer bertanya-tanya betapa biasa fenomena penumpuan.

Bagi pengarang ini, persoalan ini masih belum terjawab. Mereka berpendapat bahawa, berdasarkan contoh-contoh yang dijelaskan setakat ini, terdapat tahap penumpuan yang agak tinggi. Walau bagaimanapun, mereka berpendapat bahawa masih terdapat perkiraan yang rendah mengenai penumpuan evolusi pada makhluk organik.

Dalam buku evolusi kita dapati selusin contoh penumpuan klasik. Sekiranya pembaca ingin memperluas pengetahuannya mengenai perkara ini, dia boleh merujuk buku McGhee (2011), di mana dia akan menemui banyak contoh dalam pelbagai kumpulan pokok kehidupan.

Penerbangan dalam vertebrata

Pada makhluk organik, salah satu contoh penumpuan evolusi yang paling menakjubkan adalah penampilan penerbangan dalam tiga garis keturunan vertebrata: burung, kelelawar, dan pterodaktil yang kini pupus.

Sebenarnya, konvergensi dalam kumpulan vertebrata terbang sekarang lebih jauh daripada mempunyai forelimbs diubah menjadi struktur yang membolehkan penerbangan.

Satu siri penyesuaian fisiologi dan anatomi dikongsi antara kedua-dua kumpulan, seperti ciri-ciri mempunyai usus yang lebih pendek, yang dianggap, mengurangkan jisim individu semasa penerbangan, menjadikannya lebih murah dan lebih afektif.

Lebih mengejutkan, penyelidik yang berlainan telah menemui percanggahan evolusi dalam kumpulan kelawar dan burung di peringkat keluarga.

Sebagai contoh, kelawar dalam keluarga Molossidae serupa dengan anggota keluarga Hirundinidae (burung walet dan sekutu) pada burung. Kedua-dua kumpulan dicirikan oleh penerbangan pantas, pada ketinggian tinggi, menunjukkan sayap yang serupa.

Begitu juga, anggota keluarga Nycteridae berkumpul dalam pelbagai aspek dengan burung passerine (Passeriformes). Kedua-duanya terbang dengan kecepatan rendah, dan memiliki kemampuan untuk bergerak melalui tumbuh-tumbuhan.

The aye-aye dan tikus

Contoh penumpuan evolusi yang luar biasa dijumpai ketika menganalisis dua kumpulan mamalia: the aye-semalam dan tupai.

Hari ini, aye-aye (Daubentonia madagascariensis) diklasifikasikan sebagai endemik primer lemuriform ke Madagascar. Makanan tidak biasa mereka pada dasarnya terdiri daripada serangga.

Oleh itu, aye-aye mempunyai penyesuaian yang berkaitan dengan kebiasaan trofiknya, seperti pendengaran akut, pemanjangan di jari tengah dan gigi dengan gigi seri yang tumbuh.

Dari segi gigi palsu, ia menyerupai tikus dengan beberapa cara. Bukan hanya pada penampilan gigi seri, mereka juga mempunyai formula pergigian yang sangat serupa.

Kemunculan antara kedua taksa itu sangat menyerlah sehingga ahli taksonomi pertama mengklasifikasikan aye-aye, bersama dengan tupai lain, dalam genus Sciurus.

Rujukan

1. Doolittle, RF (1994). Evolusi konvergen: keperluan untuk eksplisit. Trend sains biokimia, 19 (1), 15-18.
2. Greenberg, G., & Haraway, MM (1998). Psikologi perbandingan: Buku panduan. Laluan Laluan.
3. Kliman, RM (2016). Ensiklopedia Biologi Evolusi. Akhbar Akademik.
4. Losos, JB (2013). Panduan Princeton untuk evolusi. Princeton University Press.
5. McGhee, GR (2011). Evolusi konvergen: bentuk terhad yang paling indah. Akhbar MIT.
6. Morris, P., Cobb, S., & Cox, PG (2018). Evolusi konvergen di Euarchontoglires. Surat biologi, 14 (8), 20180366.
7. Rice, SA (2009). Ensiklopedia evolusi. Penerbitan Infobase.
8. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Biologi: konsep dan aplikasi tanpa fisiologi. Pembelajaran Cengage.
9. Stayton CT (2015). Apa maksud evolusi konvergen? Tafsiran penumpuan dan implikasinya dalam mencari had evolusi. Fokus antara muka, 5 (6), 20150039.
10. Wake, DB, Wake, MH, & Specht, CD (2011). Homoplasy: dari mengesan corak hingga menentukan proses dan mekanisme evolusi. sains, 331 (6020), 1032-1035.