التطور المتقارب: ما يتكون منه والأمثلة - مادة الاحياء - 2026

في تطور متقاربة هو ظهور التشابه المظهري في اثنين أو أكثر من الأنساب بشكل مستقل. بشكل عام ، يتم ملاحظة هذا النمط عندما تتعرض المجموعات المعنية لبيئات أو بيئات ميكروية أو طرق حياة مماثلة والتي تترجم إلى ضغوط انتقائية مكافئة.

وبالتالي ، فإن السمات الفسيولوجية أو المورفولوجية قيد البحث تزيد من اللياقة البيولوجية (اللياقة) والقدرة التنافسية في ظل هذه الظروف. عندما يحدث التقارب في بيئة معينة ، يمكن أن يكون بديهيا أن هذه السمة هي من النوع التكيفي. ومع ذلك ، هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات للتحقق من وظيفة السمة ، باستخدام الأدلة لدعم أنها بالفعل تزيد من لياقة السكان.

أمثلة على الخصائص المشتركة بين كل من الدلافين والإكثيوصورات. على الرغم من أن الاثنين متشابهان جدًا ، إلا أنهما بعيدان جدًا من الناحية التطورية ، وقد تم اكتساب الخصائص المذكورة هناك بشكل مستقل.

المصدر: رأي متشكك ، من ويكيميديا ​​كومنز

من بين أبرز الأمثلة على التطور المتقارب ، يمكننا أن نذكر الطيران في الفقاريات ، والعين في الفقاريات واللافقاريات ، وتشكيل المغزل في الأسماك والثدييات المائية ، من بين أمور أخرى.

ما هو التطور المتقارب؟

لنتخيل أننا التقينا بشخصين متشابهين جسديًا تمامًا كلاهما لهما نفس الطول ولون العين ولون الشعر. ميزاتها متشابهة أيضًا. من المحتمل أن نفترض أن الشخصين هما شقيقان أو أبناء عمومة أو ربما أقارب بعيدون.

على الرغم من ذلك ، لن يكون مفاجئًا معرفة أنه لا توجد علاقة عائلية وثيقة بين الأشخاص في مثالنا. وينطبق الشيء نفسه ، على نطاق واسع ، في التطور: أحيانًا لا تشترك الأشكال المماثلة في سلف مشترك أحدث.

أي أنه خلال التطور ، يمكن اكتساب السمات المتشابهة في مجموعتين أو أكثر بشكل مستقل.

تعريفات عامة

يستخدم علماء الأحياء تعريفين عامين للتقارب أو التقارب التطوري. يتطلب كلا التعريفين أن تتطور سلالتان أو أكثر إلى أحرف متشابهة مع بعضها البعض. عادة ما يتضمن التعريف مصطلح "الاستقلال التطوري" ، على الرغم من أنه ضمني.

ومع ذلك ، تختلف التعريفات في العملية التطورية المحددة أو الآلية المطلوبة للحصول على النمط.

بعض تعريفات التقارب التي تفتقر إلى آلية هي التالية: "التطور المستقل لخصائص متشابهة من سمة أسلاف" ، أو "تطور خصائص متشابهة في سلالات تطورية مستقلة".

الآليات المقترحة

في المقابل ، يفضل مؤلفون آخرون دمج آلية في مفهوم التطور المشترك ، من أجل شرح النمط.

على سبيل المثال ، "التطور المستقل لصفات مماثلة في كائنات ذات صلة بعيدة نتيجة ظهور تكيفات مع بيئات أو أشكال حياة مماثلة".

يستخدم كلا التعريفين على نطاق واسع في المقالات العلمية وفي الأدبيات. الفكرة الجوهرية وراء التقارب التطوري هي فهم أن السلف المشترك للأنساب المعنية يمتلك حالة ابتدائية مختلفة.

الآثار التطورية

بعد تعريف التقارب الذي يتضمن آلية (مذكورة في القسم السابق) ، يوضح هذا تشابه الطرز المظهرية بفضل تشابه الضغوط الانتقائية التي تتعرض لها الأصناف.

في ضوء التطور ، يتم تفسير ذلك من حيث التكيف. أي أن السمات التي يتم الحصول عليها بفضل التقارب هي تكيفات للبيئة المذكورة ، لأنها ستزيد ، بطريقة ما ، من لياقتهم.

ومع ذلك ، هناك حالات يحدث فيها التقارب التطوري وتكون السمة غير قابلة للتكيف. أي أن السلالات المعنية لا تخضع لنفس الضغوط الانتقائية.

التقارب التطوري مقابل التوازي

من المعتاد في الأدب أن نجد تمييزًا بين التقارب والتوازي. يستخدم بعض المؤلفين المسافة التطورية بين المجموعات ليتم مقارنتها من أجل فصل المفهومين.

يعتبر التطور المتكرر لسمة في مجموعتين أو أكثر من الكائنات الحية متوازيًا إذا تطورت أنماط ظاهرية متشابهة في الأنساب ذات الصلة ، في حين أن التقارب ينطوي على تطور سمات مماثلة في سلالات منفصلة أو بعيدة نسبيًا.

يسعى تعريف آخر للتقارب والتوازي إلى الفصل بينهما من حيث مسارات التنمية التي ينطوي عليها الهيكل. في هذا السياق ، ينتج التطور المتقارب خصائص متشابهة من خلال طرق تنموية مختلفة ، بينما يقوم التطور الموازي بذلك من خلال طرق مماثلة.

ومع ذلك ، فإن التمييز بين التطور الموازي والمتقارب يمكن أن يكون مثيرًا للجدل ويصبح أكثر تعقيدًا عندما ننتقل إلى تحديد الأساس الجزيئي للسمة المعنية. على الرغم من هذه الصعوبات ، فإن الآثار التطورية المتعلقة بكلا المفهومين كبيرة.

التقارب مقابل الاختلاف

على الرغم من أن الانتقاء يفضل أنماطًا ظاهرية متشابهة في بيئات متشابهة ، إلا أنها ليست ظاهرة يمكن تطبيقها في جميع الحالات.

يمكن أن تؤدي أوجه التشابه ، من وجهة نظر الشكل والتشكل ، إلى أن تتنافس الكائنات الحية مع بعضها البعض. نتيجة لذلك ، يفضل الاختيار الاختلاف بين الأنواع التي تتعايش محليًا ، مما يخلق توترًا بين درجات التقارب والتباعد المتوقعة لموائل معينة.

الأفراد القريبون ولديهم تداخل كبير في مكانة معينة هم أقوى المنافسين - بناءً على تشابههم الظاهري ، مما يؤدي بهم إلى استغلال الموارد بطريقة مماثلة.

في هذه الحالات ، يمكن أن يؤدي الانتقاء المتباين إلى ظاهرة تُعرف باسم الإشعاع التكيفي ، حيث يؤدي النسب إلى ظهور أنواع مختلفة ذات تنوع كبير في الأدوار البيئية في وقت قصير. تشمل الظروف التي تعزز الإشعاع التكيفي عدم التجانس البيئي ، وغياب الحيوانات المفترسة ، من بين أمور أخرى.

تعتبر الإشعاعات التكيفية والتطور المتقارب وجهين لنفس "العملة التطورية".

في أي مستوى يحدث التقارب؟

عند فهم الاختلاف بين التقارب التطوري والتوازيات ، يظهر سؤال مثير للاهتمام للغاية: عندما يفضل الانتقاء الطبيعي تطور سمات متشابهة ، هل يحدث تحت نفس الجينات ، أم أنه يمكن أن يشمل جينات وطفرات مختلفة تؤدي إلى أنماط ظاهرية متشابهة؟

بناءً على الأدلة التي تم الحصول عليها حتى الآن ، يبدو أن الإجابة على كلا السؤالين هي نعم. هناك دراسات تدعم كلا الحجتين.

على الرغم من عدم وجود إجابة محددة حتى الآن عن سبب "إعادة استخدام" بعض الجينات في التطور التطوري ، إلا أن هناك دليلًا تجريبيًا يسعى إلى توضيح الأمر.

التغييرات التي تنطوي على نفس الجينات

على سبيل المثال ، تم إثبات حدوث التطور المتكرر لأوقات الإزهار في النباتات ، ومقاومة الحشرات لمبيدات الحشرات ، والتصبغ في الفقاريات واللافقاريات من خلال التغييرات التي تنطوي على نفس الجينات.

ومع ذلك ، بالنسبة لصفات معينة ، يمكن لعدد صغير فقط من الجينات تغيير هذه السمات. خذ حالة البصر: يجب أن تحدث التغييرات في رؤية الألوان بالضرورة في التغييرات المتعلقة بجينات opsin.

في المقابل ، في الخصائص الأخرى ، تكون الجينات التي تتحكم فيها أكثر عددًا. يشارك حوالي 80 جينًا في أوقات ازدهار النباتات ، ولكن تم إثبات التغيرات خلال التطور في القليل فقط.

أمثلة

في عام 1997 ، تساءل مور وويلمر عن مدى شيوع ظاهرة التقارب.

بالنسبة لهؤلاء المؤلفين ، يبقى هذا السؤال دون إجابة. وهم يجادلون ، بناءً على الأمثلة التي تم وصفها حتى الآن ، بوجود مستويات عالية نسبيًا من التقارب. ومع ذلك ، فإنهم يجادلون بأنه لا يزال هناك استخفاف كبير بالتقارب التطوري في الكائنات العضوية.

نجد في كتب التطور عشرات الأمثلة الكلاسيكية للتقارب. إذا كان القارئ يرغب في توسيع معرفته حول هذا الموضوع ، يمكنه الرجوع إلى كتاب McGhee (2011) ، حيث سيجد أمثلة عديدة في مجموعات مختلفة من شجرة الحياة.

رحلة في الفقاريات

في الكائنات العضوية ، أحد أكثر الأمثلة المدهشة على التقارب التطوري هو ظهور الطيران في ثلاث سلالات من الفقاريات: الطيور ، والخفافيش ، والزاحف المجنح المنقرض الآن.

في الواقع ، فإن التقارب في مجموعات الفقاريات الطائرة اليوم يتجاوز مجرد تعديل الأطراف الأمامية إلى هياكل تسمح بالطيران.

يتم مشاركة سلسلة من التكيفات الفسيولوجية والتشريحية بين المجموعتين ، مثل خاصية وجود أمعاء أقصر يُفترض أنها تقلل من كتلة الفرد أثناء الرحلة ، مما يجعلها أقل تكلفة وأكثر تأثيراً.

والأكثر إثارة للدهشة هو أن باحثين مختلفين وجدوا تقاربات تطورية داخل مجموعات من الخفافيش والطيور على مستوى الأسرة.

على سبيل المثال ، تتشابه الخفافيش في عائلة Molossidae مع أفراد عائلة Hirundinidae (السنونو والحلفاء) في الطيور. تتميز كلتا المجموعتين بالطيران السريع ، على ارتفاعات عالية ، وتظهر أجنحة متشابهة.

وبالمثل ، يلتقي أفراد عائلة Nycteridae من نواحٍ مختلفة مع طيور الجاسر (Passeriformes). كلاهما يطير بسرعات منخفضة ، ولديه القدرة على المناورة خلال الغطاء النباتي.

العين والقوارض

يوجد مثال بارز على التقارب التطوري عند تحليل مجموعتين من الثدييات: aye-بالأمس والسناجب.

اليوم ، يتم تصنيف الآي (Daubentonia madagascariensis) على أنها من الرئيسيات الليمورية المتوطنة في مدغشقر. نظامهم الغذائي غير العادي يتكون أساسًا من الحشرات.

وهكذا ، فإن العين لديها تكيفات مرتبطة بعاداتها الغذائية ، مثل السمع الحاد ، وإطالة الإصبع الأوسط والأسنان مع نمو القواطع.

من حيث طقم الأسنان ، فهو يشبه طقم القوارض من عدة نواحٍ. ليس فقط في مظهر القواطع ، بل يتشاركون أيضًا في تركيبة أسنان متشابهة للغاية.

كان المظهر بين النوعين مذهلًا للغاية لدرجة أن علماء التصنيف الأوائل صنفوا الآي آي ، جنبًا إلى جنب مع السناجب الأخرى ، في جنس Sciurus.

المراجع

1. دوليتل ، RF (1994). تطور متقارب: الحاجة إلى أن نكون صريحين. الاتجاهات في العلوم البيوكيميائية ، 19 (1) ، 15-18.
2. جرينبيرج ، جي ، وهاراواي ، إم إم (1998). علم النفس المقارن: كتيب. روتليدج.
3. كليمان ، RM (2016). موسوعة علم الأحياء التطوري. الصحافة الأكاديمية.
4. لوسوس ، جي بي (2013). دليل برينستون للتطور. مطبعة جامعة برينستون.
5. McGhee ، GR (2011). التطور المتقارب: الأشكال المحدودة أجمل. الصحافة MIT.
6. موريس ، ب. ، كوب ، س. ، كوكس ، بي جي (2018). تطور متقارب في Euarchontoglires. رسائل علم الأحياء ، 14 (8) ، 20180366.
7. رايس ، سا (2009). موسوعة التطور. نشر Infobase.
8. ستار ، سي ، إيفرز ، سي ، وستار ، إل (2010). علم الأحياء: مفاهيم وتطبيقات بدون علم وظائف الأعضاء. سينجاج ليرنينج.
9. ستايتون سي تي (2015). ماذا يعني التطور المتقارب؟ تفسير التقارب وآثاره في البحث عن حدود التطور. تركيز الواجهة ، 5 (6) ، 20150039.
10. Wake، DB، Wake، MH، & Specht، CD (2011). Homoplasy: من الكشف عن النمط إلى تحديد عملية وآلية التطور. علم، 331 (6020) ، 1032-1035.