Podíl:
10 Fascinující příklady konvergentní evoluce
Biologové už dávno zaznamenali fenomén, díky němuž dva odlišné druhy, které mají jen málo nebo vůbec žádný biologický vztah, mohou vyvíjet podobné rysy v reakci na podobné biotopy. Zatímco toto může být obtížné kvantifikovat, pochopení tohoto jevu - známého jako "konvergentní evoluce" - dokáže demonstrovat evoluční konzistenci jednotlivých druhů a pomáhat nám lépe porozumět těmto procesům obecně.
10 Lidské a Svalové oči
Je zřejmé, že evoluce našich příslušných forem, jakož i jednoduché pozorování a zdravý rozum, naznačují, že málo organismů má takové rozmanitosti jako lidé a chobotnice. Zatímco jsme se stali vysoce účinnými pozemskými zvířaty, chobotnice se vyvíjely, aby se dařily v extrémním tlaku a za velmi chladných teplot. Je tedy divné, že naše oči a oči kalamářů jsou biologicky téměř totožné.
Je to proto, že jsme vyvinuli dostatek stejných vylepšení stejného genu, známého jako Pax6, který je hlavním stavitelem oční konstrukce. Geneticky by gen nasměroval tvorbu jednoduché oční struktury, možná jenom takové sofistikované, aby umožnil primitivnímu mnohobuněčnému organismu, aby světlo z temnoty vyprávěl; protože gen existoval před diverzifikací druhů, je přítomen ve svých různých mutovaných formách prakticky ve všech organismech. Je to zodpovědný za složené oči hmyzu, orlů očí, studny, orly a také pro naše.
V tom, co muselo být evoluční výhodou, chobotnice a další hlavonožci vyvinuli stejné "kamerové oko" jako my lidé za zcela odlišných okolností. Tento příklad konvergující evoluce je obzvláště zajímavý pro biology, protože najdeme společné předky mezi našimi dvěma druhy, jeden by se musel vrátit více než 500 milionů let, kdy existovaly pouze primitivní verze genu Pax6.
9Slamní forma a vodní forma
Na povrchu máme tendenci vnímat velmi malý rozdíl mezi různými typy forem. Ukázalo se však, že nejenže existují dva odlišné typy - slizovitá forma a vodní forma - ale ve skutečnosti jsou to dva zcela odlišné typy organismů.
Důvod, proč jsou tak obtížné odlišit, je kvůli konvergenci. Forma, o které se obecně domníváme, je slizovitá půda, pozemský organismus, který přebývá na povrchu, jako jsou skály, stromy nebo týdenní sendvič. Spotřebuje mikroorganismy - opravdu jakoukoliv biologickou látku, s níž přichází do kontaktu. Jakmile se podmínky krmení stanou nepříznivými, buňky, které reprodukují dělení buněk v průběhu fáze krmení, se mohou skutečně spojit a vytvořit tak hmotu, která se může pohybovat jako jeden organismus a vypadá jako slimák.
Formy na vodu rostou na stejných površích, které se také přizpůsobily k produkci této vlastnosti, ale jsou zcela odlišnou skupinou organismů ze slizové formy. Ačkoli nevytvářejí chlorofyl, považují se za heterokonty spolu s několika druhy řas produkujících chlorofyl. A ačkoli žádný typ plísně není úzce spjat s houbou, oba byli najednou považováni za houby kvůli jejich podobnostem.
8Hudské a hmyzové uši
Lidské ucho se vyvinulo, aby nám poskytlo dobrý pocit sluchu, rozšiřující schopnost našich předků sledovat kořist a vyhýbat se dravcům. Zatímco mnoho druhů má tyto stejné potřeby, druh kolumbijského hmyzu podstoupil dostatek genetických vylepšení po celou dobu jeho vývoje, aby dospěl k velmi podobnému struktuře uší jako naše.
Konstrukce je velmi odlišná, zatímco funkce je velmi stejná. U lidí jsou tři nejmenší kosti v těle umístěny v uchu a jsou aktivovány vibracemi tympanické membrány (ušní bubínek) k aktivaci procesu, který vysílá signály přes kochle a pak dolů do sluchového nervu k mozku.
Copiphora gorgonensis, katydida deštného pralesa na ostrově Gorgona, ve skutečnosti má své sluchové otvory na přední straně nohou. Má také ušní bubínky, které podobně aktivují kůžičku, která působí přesně tak, jak dělají naše tři malé kosti, a stimulují komorovitou komoru.
Samozřejmě, to znamená, že malý katydid má docela slušný sluch - evoluční úspěch ještě působivější než naše, vzhledem k tomu, že hmyzí verze našeho ucha je 600 mikronů nebo šířka 3/5 milimetru.
7Měření v různorodých vodních druzích
Zatímco se může zdát zvláštní zkoumat, jak různé druhy vodního života vyvíjely schopnost plavat, pamatujte na to, že ve světových oceánech existuje neuvěřitelně široká rozmanitost druhů. Mnoho z těchto druhů se téměř navzájem téměř nesouvisí, odděluje se od svých posledních společných předků tak dlouhou dobu jako lidé a chobotnice. To poskytuje další skvělou příležitost studovat fenomén konvergence.
Například nedávná studie Severozápadní univerzity zkoumala 22 různých zvířat, z nichž všichni byli "střední / spárovaní plavci". Byly pozorovány tři zvířata zvlášť - sépie, černé duchovní nože a perské koberecové ploché vlny, které se vyvinuly přesně stejným vlastnosti a mechanika pro optimalizaci rychlosti, zjevnou evoluční výhodu.
Všechny tři druhy vyvinuly protáhlé ploutve, které používají stejné vlnění, oscilační pohyby, které jsou produkovány stejnou mechanikou, ačkoli poslední společný předchůdce mezi třemi objevujícími se před kambrijským obdobím. Kromě získání skvělých údajů pro studium konvergence jsou výzkumníci optimističtí, že tento rys může být napodoben v nové generaci manévrovatelných podvodních vozidel, protože je to jen tak efektivní.
6Birds a lidské řeči
Pokroky v sekvencování DNA vedly biology k domněnce, že existuje genetický důvod pro podobnosti v tom, jak ptáci a lidé produkují řeč. Nejen, že zpívají ptáci, ale mluví jako ptáci jako všichni papoušci, všichni mohli vyvinout hlasové šňůry několik různých časů.
Po uskutečnění gigantického sekvenování genomů 48 druhů ptáků vědci zjistili, že evoluční výbuchy ve vývoji vokálních kordů jak v zpěvných, tak v mluvících ptácích se týkaly stejných souborů genů, které ovlivňovaly vývoj lidské řeči. Při mluvení nebo v kurzech "vokální učení" se ukázalo, že kolem padesáti genů vykazuje podobné evoluční skoky na lidské geny, které se nerealizovaly u ne-mluvení ptáků.
Neurovědecký vévoda Erich Jarvis se domnívá, že to může naznačovat jen omezený počet způsobů, jakým se mozkové okruhy mohou vyvíjet, aby podpořily řeč, jakmile se organismus stane biologicky schopným.
5Máry různorodých květin a rostlinných druhů
Existuje několik druhů rostlin, které se nezávisle na sobě vyvíjejí jedinečný mechanismus, který dosáhne jednoho nebo dvou úderů podvádějícího hmyzu (jediné věci, které se lákají vůní zvířecího hnoje nebo mrtvého, hnijícího mršina), aby je opylovaly a zabránily všechno ostatní.
Tato vysoce účinná strategie, která povzbuzuje mušky a hnusné brouky, aby položily vajíčka a neúmyslně opylovaly rostlinu a silně odrazují od čehokoli jiného, se vyvinulo v nejméně pěti různých rostlinách a květinách, které nemají biologický vztah k sobě navzájem. Strategie je účinná právě proto, že se vyvíjí tak vzácně. Pokud by tato charakteristika měla více rostlinných druhů, nakonec se opeřovatelé naučí vyhnout se těmto falešným inzerentům.
Z tohoto důvodu existuje jen několik stovek, "napodobuje" z několika stovek tisíc známých druhů rostlin. Zvláštní je také, že některé z nich jsou extrémně velké, včetně největšího kvetu jednoho květu planety, Rafflesia arnoldii, jeden z mála druhů, který získal přezdívku "květina květů" za aroma síry.
4Opakovatelné palec v pandách a primátech
Několik druhů pandy se vyvinulo další číslice, a, "false palce", který jim pomáhá vyškrábat listy z bambusu, který je jejich primárním zdrojem. Ve skutečnosti, když dobře známý biolog Stephen Jay Gould napsal v roce 1980 knihu na podporu evoluce, nazval ji Panda je Thumb.
I když slouží stejnému účelu, palec panda není ani technicky na stejné části těla jako primáti. Je to více připojeno k oblasti zápěstí a zdá se, že se objevilo jednoduše tam, kde by v této konkrétní populaci bylo užitečné mít další protipól. Nejenže se tato vlastnost samozřejmě vyvíjela odděleně od primátů, ale existuje ve více pandových druzích, které ji také rozvíjely nezávisle na sobě. Ačkoli je funkce stejná, struktury těchto číslic v obřích a červených pandech jsou naprosto odlišné.
V poslední době objevil španělský archeologický tým nejstarší známý důkaz protilehlých palců v fosilním záznamu červené pandy ve vyhynulém masivu stromu, který měl velikost džungle kočky.
3Echolokace u netopýrů a delfínů
Přes jejich zjevné biologické rozdíly patří netopýři a delfíni mezi málo organismů na planetě schopných používat echolokaci, proces vysílání vysokých zvuků a naslouchání jejich odrazům k nalezení objektů jako přirozený radar.
Výzkumný tým Queen Mary University v Londýně nejprve objevil tento problém v roce 2010, kdy našli shodné mutace v proteinu, který reguluje citlivost sluchu u netopýrů i delfínů. V roce 2013 byla dokončena kompletní genová sekvence u čtyř druhů netopýrů (včetně dvou, které neodpovídají echolokaci). Tyto výsledky byly porovnávány s genovými sekvencemi od řady dalších savců, včetně delfínu bottlenose. Bylo zjištěno, že 200 sad genů bylo identicky mutováno u delfínů a netopýrů. Je zajímavé, že zatímco mnoho z nich bylo spojeno se sluchem, mnozí nebyli a neměli jasnou vazbu na echolokační schopnosti.
Kriticky nebyly genetické podobnosti pozorovány u netopýrů, které nepoužívají echolokaci. Zatímco tým si myslel, že by mohlo být nalezeno zhruba 20 případů konvergence mezi geny, našli 10krát tolik. Také mnohé z konvergujících genů nebyly spojeny se sluchem, ale s viděním.
2Fingerprints u lidí a Koalas
Zatímco je dobře známo, že gorily a některé další primáty sdílejí znaky, že mají otisky prstů s lidmi, to, co není tak dobře známo, je, že také alespoň jeden jiný druh. Neuvěřitelně je to roztomilý, mazlivý koala medvěda, jediný vroubkovaný s touto vlastností.
Výhodou je schopnost pochopit, což je samozřejmě chování, které je běžné u primátů a prakticky chybí u všech ostatních druhů. Kóla otisky prstů, přestože nemají žádnou evoluční shodnost s otisky prstů, jsou téměř totožné s lidskými. Primátoři a předkovci koalasů se rozcházeli do oddělených větví evolučního stromu před více než 70 miliony let. Vzhledem k tomu, že žádný jiný vačnatci nemá otisky prstů, je velmi pravděpodobné, že koalové pouze získali.
Je překvapivé, že jsou stejně tak koala a lidské otisky prstů, že existují zdokumentované případy otisky prstů od koalů, kteří mátlí vyšetřovatelé z oblasti činu.
Nejdůležitější inteligence u ptáků a primátů
Několik druhů ptáků, zejména vran, je považováno za jednu z nejinteligentnějších zvířat na planetě. Ukazují neobvyklou vynalézavost v přírodě a ptáci obyvatel ve městech se snadno přizpůsobí lidskému chování, jako je čekání na zastavení provozu před tím, než se ocitnou na ulici.
V metaanalýze z roku 2004 uvedli dva profesoři z Univerzity Cambridge, že navzdory úplně odlišným strukturám mozku, vranům a primátům dochází k pozoruhodně podobnému souboru mentálních nástrojů, které v téměř žádném jiném druhu neexistují - předvídání a přirozené uvažování - řešit problémy. Většina primátů a jiných inteligentních zvířat (jako jsou delfíni), které sdílejí tyto vlastnosti, jsou společenské, jako vrany a mají velké mozky, opět jako vrany, které mají obrovské mozky pro svou velikost, přibližně stejné velikosti jako šimpanzový mozek.
Vrány jsou také mezi jedinými zvířaty kromě primátů, kteří vyrábějí nástroje, jako háčky pro lov kořisti. Vrány z různých regionů vytvoří různé nástroje pro tentýž účel. Jiný velkoobražený pták, západní křovinný džunglík, si dokáže pamatovat a aplikovat kontext na společenské interakce, jako je vzpomínka na ptáka, který ukradl jejich jídlo a neumožňoval tomu, aby jednotlivé ptáci viděli, kde se jejich jídlo ukládá v budoucnu.
Mike Floorwalker je skutečné jméno Jason, a žije v Parker, Colorado oblast se svou ženou Stacey. Má rádi hlasitou rockovou hudbu, vaření a seznamy.