趋同进化:当一个好主意在不同物种间移动

由:Jesslyn盾牌|
趋同进化"width=
在灵长类动物中,蓝色眼睛的出现可以看到趋同进化。Wikimedia Commons (CC BY-SA 2.5)/18新利最新登入HowStuffWorks

你注意到了吗蜻蜓在美国,蝙蝠和加州秃鹰都有飞行的能力,但在其他方面却不太相似?在过去6亿年左右的时间里,这些动物不太可能有共同的祖先,而且肯定没有一个能把身体拖离地面,在空中飞来飞去的祖先。然而它们都发展出了独立飞行的能力。这是科学家们所说的趋同进化的一个很好的例子。

广告

好主意就是好主意

进化不故意做某事;它不是坐在角落办公室的一张大桌子前随意地决定哪些动物下蛋或肚子上有袋子。进化是生物体在许多代的过程中发生变化以适应其生存条件的过程。一些特征,比如飞行,尤其有用——它可以帮助你捕捉猎物或躲避捕食者,并轻松地转移到新的食物来源和地方生态位所以它在不同的动物群体中分别进化了好几次。18新利最新登入然而,不同组别的飞行情况并不相同。例如,蝙蝠的腹部、手臂和手指之间长出了一层膜来捕捉空气,而鸟类的前肢则长出了羽毛,这意味着蝙蝠可以单独移动翅膀,而鸟类则必须一起移动。飞虫只是用它们的外骨骼长出了翅膀。

因此,趋同进化可以告诉我们很多关于什么样的适应工作,以帮助物种在特定类型的环境中生存下来,它们可能面临的所有考验和磨难——生态学家称之为生物群落。例如,在北美,袋鼠鼠生活在索诺兰沙漠,在那里,它们在炎热的白天呆在凉爽干燥的洞穴里,在凉爽的沙漠夜晚收集种子、植物,如果能得到的话,偶尔还会有昆虫。沙漠中的每个人都想吃它们——土狼、山猫、响尾蛇、猫头鹰——但袋鼠鼠速度快、敏捷,后腿有力,听觉极其灵敏,所有这些都帮助它在艰难的、食物链底层的沙漠生物群落生活方式中生存下来。虽然袋鼠鼠的生活并不令人羡慕,但它很有效:地球上还有两种啮齿动物——澳大利亚内陆的澳大利亚跳鼠和一种叫做袋鼠鼠的小型跳跃啮齿动物跳鼠它们原产于北非、亚洲和中东的沙漠,各自进化,却惊人地相似。

广告

不会飞的鸟类和基因组学

但是趋同18新利最新登入进化是如何发生的呢?这是一个更棘手的问题,而过去20年里基因工具的发展有助于将其区分开来。在一个2019年的研究哈佛大学的一组研究人员在《科学》杂志上发表了一篇文章,他们研究了鸟类不会飞的发展——鸟类的一种特征已经进化了几次——以及进化是如何在企鹅身上实现了鸵鸟的进化。18新利最新登入

不会飞的鸟,或称率鸟,不能飞有几个原因:在它们的血统中,它们失去了龙骨——在会飞的鸟身上,与胸骨垂直的骨头,胸肌附着在上面——它们的前肢减少了,从几维鸟几乎没有,到鸵鸟的前肢仍然明显,但尺寸减小了。

广告

18新利最新登入然而,特定的趋同特征可以通过多种方式进化。

“在基因组学之前,人们可以使用发育工具来确定是否相同或不同的发育机制似乎参与了趋同表型,但趋同水平的想法——相同的突变,相同的基因,或相同的途径——已经发展起来,在很大程度上是因为现在有可能在基因组中寻找这些东西,”该研究的主任Tim Sackton说生物信息学哈佛大学。“例如,在比率中,我们能够证明,控制某些基因表达时间和地点的相同基因组区域在不会飞的鸟类中反复18新利最新登入进化,但这似乎不涉及相同的核苷酸突变。”

广告

趋异进化

是的,当一些特征从生物世界的完全不同的角落汇聚到一起时,相反的情况也是正确的:分化进化是一个物种或有机体的群体开始发展出不同的特征,从而分裂为单独的物种的过程。这种情况通常发生在一个物种的种群在地理上被分开的时候,随着时间的推移,它们会适应新的地点的条件,无论是捕食压力的增加还是气候变化等非生物因素。

分歧进化的一个著名例子是由查尔斯·达尔文在他的旅行中加拉帕戈斯群岛在1836年。“达尔文雀”,正如它们现在所知,是一群生活在群岛不同岛屿上的唐纳雀(不是真正的雀类),它们之间的主要区别是它们的喙的形状,由于不同岛屿上的鸟类可以获得的特定食物,喙的形状在几代人中发生了变化。

广告

特色

广告

加载……
Baidu