Heterokronije peramorfoze in pedomorfoza (s primeri)



The heterochronies gre za vrsto morfoloških sprememb, ki so ključnega pomena za makroevolucijo in se pojavljajo s spremembami ali prilagoditvami hitrosti in kronologije razvoja. Razvrščajo se v dve veliki družini: pedomorfozo in peramorfozo.

Prvi, pedomorfoza, se nanaša na ohranitev mladostnikovega vidika pri odraslem, če jih primerjamo s predhodno vrsto. V nasprotju s tem pa pri peramorfozi (znani tudi kot rekapitulacija) odrasli predstavljajo pretirane značilnosti pri padajočih vrstah..

Vsaka od teh družin heterochronies ima tri mehanizme, ki pojasnjujejo obstoj prej omenjenih vzorcev. Za pademorfozo so progeneza, neotenija in post-premik, medtem ko so mehanizmi peramorfoze hipermorfoza, pospešek in pre-premik..

Trenutno je razumevanje razmerja med razvojnimi vzorci in evolucijo eden od najbolj ambicioznih ciljev biologov in zato se rodi disciplina "evo-devo". Heterokroni so ključni koncept v tej veji.

Indeks

  • 1 Kaj so heterohronije?
  • 2 Na kateri ravni se pojavljajo heterohronije??
  • 3 Kako študirate?
  • 4 ontogenetski procesi, ki vplivajo na hitrost rasti
    • 4.1 Pedormofoza
    • 4.2 Peramorfoza
  • 5 Primeri
    • 5.1 Heterokronije v razvoju Drosophile
    • 5.2 Salamandri
    • 5.3 Ljudje
  • 6 Reference

Kaj so heterohronije?

Običajno govorimo o dveh stopnjah sprememb v evolucijski biologiji, mikroevoluciji in makroevoluciji. Prva je široko raziskana in poskuša razumeti spremembe, ki se pojavljajo pri frekvencah alelov pri članih populacije.

Nasprotno pa glede na vrsto spremembe makroevolucija pomeni kopičenje mikroevolucijskih sprememb, ki vodijo k diverzifikaciji. Slavni paleontolog in evolucijski biolog S. J. Gould opozarja na dva glavna načina, na katera lahko pride do makroevolucijske spremembe: inovativnost in heterohronije..

Heterokroni so vse tiste vrste sprememb, ki se pojavljajo med ontogenetskim razvojem posameznika, v smislu časa nastanka znaka ali hitrosti njegovega nastanka. Ta ontogenetska sprememba ima filogenetske posledice.

V luči evolucijske biologije, heterochrony služi za razlago široko paleto pojavov in funkcij kot koncept, ki združuje model za razlago raznolikosti s pojavov, povezanih z razvojem.

Danes je koncept pridobil veliko popularnosti in ga raziskovalci uporabljajo na različnih ravneh - ne vključuje več izključno morfologije - vključno s celično in molekularno ravnjo..

Na kateri ravni se pojavljajo heterohronije??

Primerjava, ugotovljena v heterohronijih, se izvede po potomcih v primerjavi s svojimi predniki. Z drugimi besedami, potomci skupine se primerjajo z zunanjo skupino. Ta pojav se lahko pojavi na različnih ravneh - pa naj bo to populacija ali vrsta.

Zavedamo se na primer, da se pri naših populacijah vsi razvojni pojavi ne pojavljajo istočasno pri vseh posameznikih: starost spreminjanja zob v populaciji ni homogena, prav tako ni starost prve menstruacije pri dekletih..

Ključni dejavnik je časovni okvir, uporabljen v študiji. Priporočljivo je, da je časovno omejena študija tesno povezane skupine.

Nasprotno pa bodo primerjave na višjih ravneh (npr. Phyla) z uporabo približnega vzorčenja časovnih obdobij poudarile in razkrile ločene vzorce razlik, ki jih ni mogoče uporabiti za sklepanje procesov..

Kako se učiš??

Najenostavnejši in najhitrejši način za določitev potencialnih evolucijskih dogodkov, ki jih je mogoče razložiti s heterohronijami, je skozi opazovanje in analizo fosilnega zapisa. Ideja v tem postopku je prepoznati spremembe, ki so se zgodile v smislu velikosti in starosti.

Z vidika paleontologov so heterohroni ključni procesi za razumevanje evolucije določene skupine in za sledenje filogenetskih odnosov med njimi..

Ontogenetski procesi, ki vplivajo na stopnjo rasti

Pedormofoza

Pademorfoza se pojavi, ko odrasle oblike kažejo značilnosti ali značilnosti, značilne za mladiče.

Obstajajo trije dogodki, ki lahko vodijo do pedomorfoze. Prvi je progeneza, pri kateri se čas nastanka lastnosti skrajša, kar je običajno posledica napredovanja spolne zrelosti.

Neoteonia pa zmanjšuje hitrost sprememb v ontogenetskem razvoju. Zato se pri odraslih ohranijo mladostniške lastnosti. Nazadnje, po premeščanju gre za razvoj lastnosti, ki se začne z zamudo.

Peramorfoza

Peramorfoza je pretiravanje ali razširitev določene morfologije odraslega posameznika v primerjavi z njegovim prednikom.

Kot pri pademorfozi lahko peramorfozo razložimo s tremi dogodki. Hipermorfoza zajema zamudo v starosti zorenja, zato telo raste, dokler ne pride do zrelosti. Ta proces predstavlja razširitev ontogenetskega procesa.

Pospešek se nanaša na povečanje deviznih tečajev. V nasprotju s prejšnjim primerom je starost spolne zrelosti pri pospeševanju enaka tudi za prednike in potomce. Nazadnje, pre-premik se nanaša na najzgodnejši pojav videza.

Pri vretenčarjih se zdi, da je peramorfoza bolj teoretični model kot dogodek, ki se dogaja v resnici. Podatkov in v zelo specifičnih primerih postopka je malo.

Primeri

Heterochrony v razvoju Drosophila

Heterokroni se lahko preučujejo tudi na molekularni ravni in obstajajo različne metodologije za izvajanje teh raziskav.

Na primer, Kim et al. (2000) so želeli razumeti heterohroni v zgodnjem razvoju različnih vrst Drosophila - znano kot sadna muha.

Rezultati kažejo, da so pri treh ovrednotenih vrstah (D. melanogaster, D. simulans, in D. pseudoobscura) začasni premik ontogenetske poti v zgodnjih fazah razvoja. D. simulans je pokazala prejšnje vzorce izrazov, ki mu sledi D. melanogaster in konča z in D. pseudoobscura.

Časovne lestvice, pri katerih je izražanje genov med vrstami variiralo, so bile krajše od pol ure. Avtorji špekulirajo, da obstajajo interakcije epigenetskega tipa med izražanjem proučevanih genov in sinhronizacijo celičnega ciklusa, ki vodi do morfoloških razlik med vrstami.

Salamandri

Salamandri so klasičen primer neotenije, zlasti vrste Ambystoma mexicanum. Odrasle oblike te vrste imajo značilne škrge, značilne za juvenilne faze.

Človek

Špekulira se, da je morfologija ljudi produkt dogodka neotenije. Če primerjamo strukture naše lobanje, na primer, bomo našli več podobnosti z mladostniško obliko našega prednika, kot z različicami odraslih..

Reference

  1. Goswami, A., Foley, L., in Weisbecker, V. (2013). Vzorci in posledice ekstenzivne heterochrony v zaprtju kranialnih šivov v karnivorni. Revija evolucijske biologije, 26(6), 1294-1306.
  2. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrirana načela zoologije. McGraw-Hill.
  3. Kardong, K. V. (2006). Vretenčarji: primerjalna anatomija, funkcija, evolucija. McGraw-Hill.
  4. Kim, J., Kerr, J. Q., in Min, G.S. (2000). Molekularna heterochrony v zgodnjem razvoju Drosophila. Zbornik Nacionalne akademije znanosti, 97(1), 212-216.
  5. Smith, K. K. (2003). Časovna puščica: heterochrony in razvoj razvoja. Mednarodni časopis za razvojno biologijo, 47(7-8), 613-621.