Heterokronier peramorfose og pedomorfose (med eksempler)

den heterochronies de er et sæt af morfologiske forandringer - afgørende for makroevolution - der opstår ved ændringer eller justeringer i udviklingens hastighed og kronologi. De er klassificeret i to store familier: pedomorfosis og peramorfose.

Den første, den pedomorfose, refererer til opretholdelse af ungdomsaspektet hos den voksne, hvis vi sammenligner dem med forgængernes arter. I modsætning hertil præsenterer voksne i peramorfose (også kendt som rekapitulation) overdrevne egenskaber i nedadgående arter.

Hver af disse heterokroniske familier har tre mekanismer, der forklarer eksistensen af ​​de ovennævnte mønstre. For pedomorphosis er progenese, neoteny og post-displacement, mens mekanismerne for peramorphosis er hypermorfose, acceleration og forskydning.

For øjeblikket er forståelsen af ​​forholdet mellem udviklingsmønstre og evolution et af de mest ambitiøse mål for biologer, og derfor er disciplinen "evo-devo" født. Heterokronier er et nøglekoncept i denne filial.

indeks

• 1 Hvad er heterochroner?
• 2 På hvilket niveau opstår dererochroner??
• 3 Hvordan studerer du?
• 4 ontogenetiske processer, der påvirker væksthastigheden
  • 4.1 Pedormofose
  • 4.2 peramorfose
• 5 eksempler
  • 5.1 Heterokronier i udviklingen af ​​Drosophila
  • 5.2 Salamanders
  • 5.3 Mennesker
• 6 referencer

Hvad er heterochroner?

Traditionelt taler vi normalt om to niveauer af ændringer i evolutionær biologi, mikroevolution og makroevolution. Den første er bredt undersøgt og søger at forstå de ændringer, der forekommer i allel frekvenser i medlemmer af en befolkning.

I modsætning hertil indebærer i henhold til typen af ​​forandring, makroevolution, akkumulering af mikroevolutionære ændringer, der fører til diversificering. Den berømte paleontolog og evolutionærbiologen S. J. Gould påpeger to hovedmåder, hvorpå makroevolutionære ændringer kan forekomme: innovation og heterokronier.

Heterokronier er alle de sæt af variationer, der opstår under den ontogenetiske udvikling af et individ, hvad angår tidspunktet for udseende af et tegn eller i dens formationshastighed. Denne ontogenetiske forandring har fylogenetiske konsekvenser.

I lyset af evolutionærbiologi tjener heterochrony til at forklare en bred vifte af fænomener og funktioner som et koncept, der forener en model for at forklare mangfoldighed med fænomener relateret til udvikling.

I dag har konceptet fået meget popularitet, og forskere anvender det på forskellige niveauer - det omfatter ikke længere udelukkende morfologi - herunder cellulære og molekylære niveauer.

På hvilket niveau opstår dererochroner??

Den sammenligning, der er etableret i heterochronerne, er lavet efter efterkommerne i forhold til deres forfædre. Med andre ord sammenlignes efterkommerne i en gruppe med den eksterne gruppe. Dette fænomen kan forekomme på forskellige niveauer - det være sig befolkning eller arter.

For eksempel er vi opmærksomme på, at i vores befolkninger ikke alle udviklingsfænomener forekommer på samme tid hos alle individer: Ændringen i tænder er ikke homogen i befolkningen, og det er heller ikke alderen på den første menstruation hos piger.

En nøglefaktor er tidsrammen anvendt i undersøgelsen. Det anbefales, at det er en temporært begrænset undersøgelse af en nært beslægtet gruppe.

Omvendt vil sammenligninger på højere niveauer (phyla, for eksempel) ved hjælp af omtrentlig prøveudtagning af tidsperioder, fremhæve og afsløre tegnsatte mønstre af forskelle, som ikke kan bruges til at udlede processer.

Hvordan studerer du?

Den enkleste og hurtigste måde at fastslå de potentielle evolutionære begivenheder, der kan forklares af heterochroner, er gennem observation og analyse af den fossile rekord. Ideen i denne procedure er at genkende de ændringer, der er sket med hensyn til størrelse og alder.

Fra paleontologernes synspunkt er heterokroner nøgleprocesser for at forstå udviklingen af ​​en bestemt gruppe og være i stand til at spore de fylogenetiske relationer mellem dem.

Ontogenetiske processer, der påvirker væksten

Pedormofosis

Pedomorphosis forekommer, når voksne former udviser funktioner eller karakteristika, der er typiske for unge.

Der er tre begivenheder, der kan føre til pedomorphose. Den første er progenese, hvor tiden for dannelsen af ​​træk er forkortet, sædvanligvis forårsaget af forskuddet i seksuel modenhed.

Neoteonia reducerer på den anden side forandringshastigheden i den ontogenetiske udvikling. Derfor opretholdes de unge træk i den voksne. Endelig involverer post-forskydning udviklingen af ​​et træk, der starter med forsinkelse.

Peramorfosis

Peramorphosis er en overdrivelse eller forlængelse af en bestemt morfologi hos det voksne individ, sammenlignet med dets forfader.

Som ved pedomorphosis kan peramorfose forklares ved tre hændelser. Hypermorfose dækker en forsinkelse i modningens alder, derfor vokser kroppen, indtil moden kommer. Denne proces repræsenterer en forlængelse af den ontogenetiske proces.

Acceleration refererer til stigningen i valutakurser. I modsætning til det foregående tilfælde er alderen af ​​seksuel modenhed i acceleration den samme for forfædre og efterkommere. Endelig henviser præ-forskydning til den tidligste indtræden af ​​udseendet af et træk.

Hos hvirveldyr synes peramorfose at være mere en teoretisk model end en begivenhed, der forekommer i virkeligheden. Der er knappe data og i meget specifikke tilfælde af processen.

eksempler

Heterokroni i udviklingen af Drosophila

Heterokronier kan også studeres på molekyliveau, og der findes forskellige metoder til at gennemføre disse undersøgelser.

For eksempel forsøgte Kim et al. (2000) at forstå heterochronierne i den tidlige udvikling af forskellige arter af Drosophila - kendt som frugt flyve.

Resultaterne tyder på, at i de tre arter, der vurderes (D. melanogaster, D. simulans, og D. pseudoobscura) er der en midlertidig forskydning af den ontogenetiske bane i de tidlige udviklingsstadier. D. simulans viste tidligere ekspressionsmønstre, efterfulgt af D. melanogaster og slutter med og D. pseudoobscura.

De tidsskalaer, hvori genets ekspression mellem arten varierede var mindre end en halv time. Forfatterne spekulerer på, at der er interaktioner af den epigenetiske type mellem ekspressionen af ​​de undersøgte gener og synkroniseringen af ​​cellecyklussen, der fører til de morfologiske forskelle, der eksisterer mellem arten.

salamandre

Salamanders er det klassiske eksempel på neoteny, specifikt arten Ambystoma mexicanum. De voksne former af denne art udviser deres karakteristiske gæller, der er typiske for ungdomsfaser.

menneske

Det er spekuleret, at morfologi hos mennesker er et produkt af en begivenhed af neoteny. Hvis vi sammenligner vores skulls strukturer, vil vi for eksempel finde flere ligheder med en ungdomsform af vores simian forfader end med de voksne variationer.

referencer

1. Goswami, A., Foley, L., & Weisbecker, V. (2013). Mønstre og konsekvenser af omfattende heterochrony i karnivorisk kranial suturlukning. Journal of evolutionary biology, 26(6), 1294-1306.
2. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrerede principper for zoologi. McGraw-Hill.
3. Kardong, K. V. (2006). Vertebrater: komparativ anatomi, funktion, evolution. McGraw-Hill.
4. Kim, J., Kerr, J. Q., & Min, G. S. (2000). Molekylær heterochrony i den tidlige udvikling af Drosophila. Forsøg af National Academy of Sciences, 97(1), 212-216.
5. Smith, K. K. (2003). Tidens pil: heterochrony og udviklingens udvikling. International Journal of Development Biology, 47(7-8), 613-621.