Dela med sig:
10 fascinerande exempel på konvergerad evolution
Biologer har länge noterat ett fenomen där två separata arter med liten eller ingen biologisk relation till varandra kan utveckla liknande egenskaper som svar på liknande livsmiljöer. Även om detta kan vara svårt att kvantifiera, förstår detta fenomen som kallas "konvergent evolution" - kan visa evolutionär konsistens över olika arter och hjälpa oss att förstå dessa processer i allmänhet.
10Human och bläckfiskögon
Det framgår av utvecklingen av våra respektive former, såväl som genom enkel observation och sunt förnuft, att få organismer har livsmiljöer som är olikartade som människor och bläckfisk. Medan vi har blivit mycket effektiva markdjur har bläckfisk utvecklats för att trivas under extremt tryck och vid mycket kalla temperaturer. Konstigt, då, att våra ögon och klyftors ögon är biologiskt nästan identiska.
Detta beror på att vi båda utvecklats tillräckligt med samma tweaks till samma gen, känd som Pax6, som är chef för ögonkonstruktionen. Förresten skulle genen ha styrt bildandet av en enkel ögonkonstruktion, kanske bara en sofistikerad nog att tillåta en primitiv multicellulär organism att berätta ljus från mörkret; Eftersom genen existerade före diversifiering av arter är den närvarande i sina olika muterade former i praktiskt taget alla organismer. Det är ansvarigt för insekternas sammansatta ögon, örnögon, väl, örnar och för oss också.
I vad som måste ha varit en evolutionär fördel utvecklade bläckfisk och andra bläckfiskar samma "kameraöga" som oss människor under helt olika förhållanden. Detta exempel på konvergerande utveckling är särskilt intressant för biologer, eftersom man måste hitta tillbaka på över 500 miljoner år, när det bara fanns primitiva versioner av Pax6-genen, att hitta gemensamma förfäder mellan våra två arter.
9Slime Mould And Water Mould
På ytan är vi benägna att uppfatta mycket liten skillnad mellan olika typer av mögel. Men det visar sig att det inte bara finns två olika typer av slimform och vattenmögel - men de är faktiskt två helt olika typer av organismer.
Anledningen till att de är så svåra att skilja är på grund av konvergens. Den form som vi allmänt tänker på är slimmögel, en landbaserad organism som bor på ytor, såsom stenar, träd eller en vecka gammal smörgås. Det förbrukar mikroorganismer - verkligen något biologiskt ämne som det kommer i kontakt med. När matningsförhållandena blir ogynnsamma kan cellerna, som reproducerar genom celldelning under matningssteget, faktiskt komma samman för att bilda en massa som kan röra sig som en organism och ser något som en slug.
Vattenformar växer på mycket samma ytor, och har också anpassats för att producera denna egenskap, men de är en helt annan grupp av organismer från slimform. Trots att de inte producerar klorofyll anses de vara heterokonter tillsammans med flera typer av klorofyllproducerande alger. Och även om ingen typ av mögel är nära besläktad med svampen, var de båda på en gång ansedda att vara svampar på grund av deras likheter.
8Human och insektöron
Det mänskliga örat utvecklats för att ge oss en bra och stor känsla av hörsel, vilket förstärker våra förfäders förmåga att spåra byte och undvika rovdjur. Medan många arter har samma behov, genomgick en typ av colombiansk insekt tillräckligt med genetiska tweaks under hela sin utveckling för att komma fram till en mycket liknande öronstruktur till vår.
Konstruktionen är mycket annorlunda medan funktionen är väldigt mycket densamma. Hos människor ligger de tre minsta benen i kroppen i örat och aktiveras av vibrationer i trumhinnan (trumhinnan) för att aktivera en process som sänder signaler genom cochlea och sedan ner i hörselnerven i hjärnan.
Copiphora gorgonensis, en katydid av regnskogen i Gorgonaön, har faktiskt sina hörselöppningar på framsidan av benen. Det har också trumhinnor, som på liknande sätt aktiverar en nagelband som verkar exakt som våra tre små ben gör, stimulerar en cochlea-liknande kammare.
Självklart betyder det att den lilla katydiden har ganska stor hörsel - en evolutionär prestation än mer imponerande än vår, med tanke på att insektversionen av vårt öra är 600 mikron eller 3/5 av en millimeter bred.
7Swimming i diverse akvatiska arter
Även om det kan tyckas konstigt att undersöka hur olika former av vattenlevande liv utvecklade förmågan att simma, kom ihåg att det finns en otroligt stor mångfald av arter i världens hav. En stor del av dessa arter är nästan helt orelaterade till varandra, separerade från sina sista gemensamma förfäder med så lång tid som människor och bläckfisk. Detta ger ett annat bra tillfälle att studera konvergensfenomenet.
Exempelvis undersökte en nyligen genomförd nordvästlig universitetsstudie 22 olika djur, som alla var "median / parade fin-svimmare". Tre djur i synnerhet-bläckfisken, svart spökkniv och persiska mattor flatworm-observerades ha utvecklats exakt samma funktioner och mekanik för optimering av fart, en uppenbar evolutionär fördel.
Alla tre arter utvecklade långsträckta fenor som använder samma krusande, oscillerande rörelser, som produceras av samma mekanik, trots den sista gemensamma förfader mellan de tre som uppträder före kambriumperioden. Förutom att ge bra data för konvergensstudien är forskarna optimistiska att detta drag kan efterliknas i en ny generation manövrerbara undervattensfordon eftersom det bara är så effektivt.
6fåglar och mänskligt tal
Framsteg i DNA-sekvensering har lett till att biologer tror att det finns en genetisk orsak till likheterna i hur fåglar och människor producerar tal. Inte bara sjungande fåglar utan att prata fåglar som papegojor kan alla ha utvecklat vokalband flera separata tider.
Efter att ha genomfört en gigantisk sekvensering av genomerna av 48 fågelarter, fann forskare att de evolutionära utbrotten i vokalsträngsutveckling i både sång och talande fåglar involverade samma uppsättningar gener som påverkat utvecklingen av mänskligt tal. När man talade eller, självständigt lärande, fåglar, visade omkring 50 uppsättningar av gener liknande utvecklingshopp mot mänskliga gener som inte ägde rum i icke-talande fåglar.
Duke neuroscientist Erich Jarvis anser att detta kan föreslå endast ett begränsat antal sätt där hjärnans kretsar kan utvecklas för att stödja tal, när en organism blir biologiskt kapabel för den.
5Smells av diverse blommor och växtarter
Det finns flera arter av växter som utvecklat, oberoende av varandra, en unik mekanism som uppnår en-två slag av lurande insekter (de enda saker som lockas av doften av djurmjöl eller död rotting) för att pollinera dem och avvärja allt annat.
Den här mycket effektiva strategin, som uppmuntrar flugor och duggbaggar att lägga ägg på och oavsiktligt pollinerar växten, samtidigt som den starkt avskräcker allt annat, har utvecklats i minst fem olika arter av växter och blommor utan biologisk relation till varandra. Strategin är effektiv precis för att den utvecklas så sällan. Om fler växtarter hade denna egenskap, skulle pollinatorn så småningom lära sig att undvika dessa falska annonsörer.
Av denna anledning finns det bara några hundra Äststenchimimics, utav de hundra tusen kända växtarterna. Det är märkligt att flera av dessa också råkar vara extremt stora, inklusive planetens största enblommablomma, Rafflesia arnoldii, en av några få arter att tjäna smeknamnet, Äccorpse blomma, för sin svavel-y-arom.
4Opplösliga tummar i pandor och primat
Flera arter av panda har utvecklat en extra siffra, en Äüfalse tumme, som hjälper dem att skrapa bladen från bambu som är deras främsta matkälla. Faktum är att när den välkända biologen Stephen Jay Gould skrev en bok till stöd för evolutionen 1980, kallade han det Pandaens Thumb.
Även om det tjänar samma syfte, är pandaens tumme inte ens tekniskt på samma del av kroppen som primater. Det är fästet mer på handleden och verkar ha blottat upp helt enkelt var det med en extra motsättbar siffra att vara till nytta för den specifika befolkningen. Inte bara utvecklades det här egenskapet separat från primat, men det finns i flera pandaarter, som också utvecklat det oberoende av varandra. Även om funktionen är densamma, är strukturerna för dessa siffror i jätte och röda pandaer till exempel helt annorlunda.
Nyligen har ett spanskt arkeologiskt lag upptäckt det tidigast kända beviset på motsatta tummar i den röda pandas fossila skiva, i en utdöd karnivor med trädlevande storlek på en djungelkatt.
3Kolokation i fladdermöss och delfiner
Trots deras uppenbara biologiska skillnader är fladdermöss och delfiner bland de få organismerna på planeten som kan använda echolokering, processen att skicka ut högljudda ljud och lyssna efter deras reflektioner för att lokalisera objekt, som en naturlig radar.
Ett drottning Mary University of London forskargrupp bröt första gången ämnet 2010, då de hittade identiska mutationer i ett protein som reglerar hörselkänslighet i både fladdermöss och delfiner. Därefter färdigställdes en fullständig gensekvens på fyra slagträarter (inklusive två som ej echolocate) år 2013. Dessa resultat jämfördes mot gensekvenser från en mängd andra däggdjur, inkluderande bottlenosdolfinen. Det avslöjades att 200 uppsättningar av gener hade muterats identiskt i delfiner och fladdermöss. Intressant, medan många av dessa var relaterade till att höra, var många inte och hade ingen klar länk till echolocating förmågor.
Kritiskt sett sågs inte de genetiska likheterna i fladdermusen som inte använder echolokation. Medan laget hade trott att kanske 20 instanser av konvergens mellan gener skulle hittas, fann de 10 gånger så många. Dessutom var många av de konvergerande generna associerade inte med hörsel utan med syn.
2Fingeravtryck hos människor och koalor
Medan det är välkänt att gorillor och några andra primater delar egenskapen att ha fingeravtryck hos människor, det som inte är så känt är att minst en annan art också. Otroligt, det är den söta, snygga koala björnen, den enda buckling med detta drag.
Fördelen ligger i förmågan att förstå, vilket givetvis är ett beteende som är vanligt hos primat och nästan frånvarande bland alla andra arter. Koala fingeravtryck, trots att de inte har någon evolutionell gemensamhet med primatfingeravtryck, är nästan identiska med människors. Primater och koalaas förälder förfödde sig i separata grenar av det evolutionära trädet för över 70 miljoner år sedan. Eftersom ingen annan bukett har fingeravtryck, är det mycket troligt att koalan bara har köpt den nyligen.
Förvånansvärt är så lika koala och mänskliga fingeravtryck att det finns dokumenterade fall av fingeravtryck från koalas förvirrande brottsplatsundersökare.
Högre intelligens i fåglar och primater
Flera fågelarter, särskilt kråkor, anses vara bland de mest intelligenta djuren på planeten. De uppvisar ovanlig uppfinningsrikhet i naturen, och stadsboende fåglar har sett att de lätt anpassar sig till mänskliga beteenden som att vänta på att trafik ska stoppa innan de går in på gatan.
I en 2004-meta-analys observerades två Cambridge University-professorer att trots att de hade helt olika hjärnstrukturer, använder kråkor och primater en anmärkningsvärt liknande uppsättning mentala verktyg som saknas i nästan alla andra arter - förväntan och naturlig resonemang - för att lösa problem. De flesta primater och andra intelligenta djur (som delfiner) som delar dessa egenskaper är sociala, som kråkor, och har stora hjärnor, igen som kråkor, som har enorma hjärnor för sin storlek, ungefär lika stor som en chimpans hjärna.
Kråkor är också bland de enda andra djuren än primater för att göra verktyg, som krokar för att fånga byte. Kråkor från olika regioner kommer att konstruera olika verktyg för samma ändamål. En annan storhjärnad fågel, den västra scrubjayen, kan komma ihåg och tillämpa kontext på sociala interaktioner, till exempel att komma ihåg den fågel som stal sin mat och inte låta den enskilda fågeln se var maten lagras i framtiden.
Mike Floorwalkers faktiska namn är Jason, och han bor i Parker, Colorado-området med sin fru Stacey. Han har hög rockmusik, lagar mat och gör listor.