Гетерокронії переморфози і педоморфози (з прикладами)



The гетерохроні вони являють собою сукупність морфологічних змін - вирішальних у макроеволюції - які відбуваються шляхом модифікації або коригування швидкості і хронології розвитку. Вони класифікуються на дві великі сім'ї: педоморфоз і переморфоз.

По-перше, педоморфоз, відноситься до збереження юнацького аспекту дорослим, якщо порівняти їх з попередником виду. Навпаки, у переаморфозі (також відомому як рекапітуляція) дорослі мають перебільшені характеристики у низхідних видах.

Кожна з цих сімейств гетерохроній має три механізми, які пояснюють існування вищезазначених закономірностей. Для педоморфоза - прогенез, неотенія і пост-витіснення, в той час як механізми переаморфозу - гіперморфоз, прискорення і передмісцевість.

В даний час розуміння взаємозв'язку між моделями розвитку та еволюцією є однією з найбільш амбітних завдань біологів, і тому народжується дисципліна «ево-дево». Гетерокроні є ключовим поняттям у цій галузі.

Індекс

  • 1 Що таке гетерохроні?
  • 2 На якому рівні відбуваються гетерохронії??
  • 3 Як ви вивчаєте?
  • 4 онтогенетичні процеси, що впливають на швидкість росту
    • 4.1 Педормофоз
    • 4.2 Перамрофоз
  • 5 Приклади
    • 5.1 Гетероконії в розвитку дрозофіли
    • 5.2 Саламандри
    • 5.3 Люди
  • 6 Посилання

Що таке гетерохроні?

Традиційно ми зазвичай говоримо про два рівні змін еволюційної біології, мікроеволюції та макроеволюції. Перший широко вивчений і прагне зрозуміти зміни, що відбуваються на частотах алелів у членів популяції.

На відміну від цього, за типом змін, макроеволюція передбачає накопичення мікроеволюційних змін, які призводять до диверсифікації. Відомий палеонтолог і еволюційний біолог С. Дж. Гулд вказує на два основних шляхи макроеволюційних змін: інновації та гетерохрони..

Гетерохроні - це сукупність варіацій, які виникають під час онтогенетичного розвитку особистості, з точки зору часу появи характеру або швидкості його формування. Ця онтогенетична зміна має філогенетичні наслідки.

У світлі еволюційної біології гетерохронія служить для пояснення широкого спектру явищ і функцій як концепції, що об'єднує модель для пояснення різноманітності з явищами, пов'язаними з розвитком.

Сьогодні ця концепція отримала велику популярність і дослідники застосовують її на різних рівнях - вона більше не включає виключно морфологію - включаючи клітинний і молекулярний рівні.

На якому рівні відбуваються гетерохронії??

Порівняння, встановлене в гетерохроніях, проводиться за нащадками порівняно з їхніми предками. Іншими словами, нащадки групи порівнюються з зовнішньою групою. Це явище може відбуватися на різних рівнях - будь то населення або види.

Наприклад, нам відомо, що у наших популяціях не всі явища розвитку відбуваються одночасно у всіх осіб: вік зміни зубів не є однорідним у популяції, а також вік першої менструації у дівчаток.

Ключовим фактором є часові рамки, що використовуються в дослідженні. Рекомендується, щоб це було тимчасово обмежене дослідження тісно пов'язаної групи.

І навпаки, порівняння на більш високих рівнях (наприклад, phyla) з використанням приблизної вибірки періодів часу, підкреслюватимуть і показуватимуть уривчасті структури відмінностей, які не можуть бути використані для виведення процесів.

Як ви вивчаєте?

Найпростішим і найшвидшим способом визначити потенційні еволюційні події, які можна пояснити гетерохронією, є спостереження і аналіз викопного запису. Ідея цієї процедури полягає в тому, щоб визнати зміни, які відбулися з точки зору розміру та віку.

З точки зору палеонтологів, гетерохрони є ключовими процесами для розуміння еволюції певної групи і здатності простежити філогенетичні відносини між ними.

Онтогенетичні процеси, що впливають на швидкість росту

Педормофоз

Pedomorphosis відбувається, коли дорослі форми проявляють особливості або характеристики, характерні для неповнолітніх.

Існують три події, які можуть призвести до педоморфозу. По-перше, це прогенез, де час утворення ознаки скорочується, як правило, обумовлене прогресуванням статевої зрілості.

Неотеонія, з іншого боку, знижує швидкість зміни онтогенетичного розвитку. Тому юнацькі ознаки зберігаються у дорослого. Нарешті, пост-витіснення передбачає розвиток риси, яка починається із запізненням.

Peramorfosis

Переаморфоз - це перебільшення або розширення певної морфології дорослої особи, порівняно з її предком.

Як і в педоморфозі, переаморфоз можна пояснити трьома подіями. Гіперморфоз охоплює затримку у віці дозрівання, тому тіло росте до настання зрілості. Цей процес є продовженням онтогенетичного процесу.

Прискорення стосується збільшення обмінних курсів. На відміну від попереднього випадку, у прискоренні вік статевої зрілості для предків і нащадків однаковий. Нарешті, попереднє витіснення відноситься до самого раннього початку появи ознаки.

У хребетних peramorphosis, здається, більше теоретичної моделі, ніж подія, що відбувається в реальності. Є дефіцитні дані і в дуже конкретних випадках процесу.

Приклади

Гетерохронія в розвитку Росії Дрозофіла

Гетерохронії також можуть бути вивчені на молекулярному рівні і існують різні методики для проведення цих досліджень.

Наприклад, Kim et al. (2000) прагнув зрозуміти гетерохрони в ранньому розвитку різних видів Дрозофіла - відома як фруктова муха.

Результати показують, що у трьох видів оцінювалися (D. melanogaster, D. simulans, і D. pseudoobscura) відбувається тимчасове зміщення онтогенетичної траєкторії на ранніх стадіях розвитку. D. simulans показали більш ранні моделі експресії, а потім - D. melanogaster і закінчуючись і D. pseudoobscura.

Скроневі масштаби, в яких експресія генів між різними видами була меншою, ніж півгодини. Автори вважають, що існує взаємодія епігенетичного типу між експресією досліджуваних генів і синхронізацією клітинного циклу, що призводить до морфологічних відмінностей, що існують між видами..

Саламандри

Саламандри є класичним прикладом неотені, зокрема виду Ambystoma mexicanum. У дорослих форм цього виду характерні жаби, характерні для ювенільних стадій.

Людина

Припускають, що морфологія людини є продуктом події неотенія. Якщо порівнювати структури нашого черепа, наприклад, ми знайдемо більше подібності з ювенільною формою нашого мавпоподібного предка, ніж з дорослими варіаціями..

Список літератури

  1. Goswami, A., Foley, L., & Weisbecker, V. (2013). Шаблони і наслідки великої гетерохронії в закритті карнавальського шва. Журнал еволюційної біології, 26(6), 1294-1306.
  2. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Інтегровані принципи зоології. McGraw-Hill.
  3. Kardong, K. V. (2006). Хребетні: порівняльна анатомія, функція, еволюція. McGraw-Hill.
  4. Kim, J., Kerr, J. Q. & Min., G.S. (2000). Молекулярна гетерохронія в ранньому розвитку Дрозофіла. Праці Національної академії наук, 97(1), 212-216.
  5. Smith, K. K. (2003). Стрілка часу: гетерохронія і еволюція розвитку. Міжнародний журнал біології розвитку, 47(7-8), 613-621.