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10 Faszinierende Beispiele konvergenter Evolution
Biologen haben seit langem ein Phänomen festgestellt, durch das zwei verschiedene Arten, die wenig oder keine biologische Beziehung zueinander haben, ähnliche Eigenschaften entwickeln können, wenn sie auf ähnliche Lebensräume reagieren. Obwohl dies schwer zu quantifizieren ist, kann das Verständnis dieses Phänomens, das als „konvergente Evolution“ bezeichnet wird, eine evolutionäre Konsistenz zwischen den Arten zeigen und uns helfen, diese Prozesse im Allgemeinen besser zu verstehen.
10 Mensch und Tintenfisch Augen
Die Entwicklung unserer jeweiligen Formen sowie die einfache Beobachtung und der gesunde Menschenverstand zeigen, dass nur wenige Organismen so unterschiedliche Lebensräume wie Menschen und Tintenfische haben. Während wir zu Landtieren mit hohem Wirkungsgrad geworden sind, haben sich Tintenfische entwickelt, um unter extremem Druck und bei sehr kalten Temperaturen zu gedeihen. Seltsam also, dass unsere Augen und die Augen von Tintenfischen biologisch nahezu identisch sind.
Dies liegt daran, dass wir beide aus den gleichen Anpassungen genug zu demselben Gen entwickelt haben, das als Pax6 bekannt ist, das der Hauptvorarbeiter der Augenkonstruktion ist. Das Gen hätte anstrengend die Bildung einer einfachen Augenstruktur geleitet, vielleicht nur eine, die hoch genug ist, um einem primitiven multizellulären Organismus zu ermöglichen, Licht von Dunkelheit zu unterscheiden; Da das Gen vor der Diversifizierung von Arten existierte, ist es in nahezu allen Organismen in seinen verschiedenen mutierten Formen vorhanden. Es ist für die zusammengesetzten Augen von Insekten verantwortlich, für die Adleraugen von, gut, für Adler und für unsere.
In einem evolutiven Vorteil haben Tintenfisch und andere Kopffüßer dasselbe „Kameraauge“ entwickelt wie wir Menschen unter völlig anderen Umständen. Dieses Beispiel der konvergenten Evolution ist für Biologen besonders interessant, denn um gemeinsame Vorfahren zwischen unseren beiden Spezies zu finden, müsste man über 500 Millionen Jahre zurückliegen, wenn nur primitive Versionen des Pax6-Gens existierten.
9Slime Schimmel und Wasser Schimmel
Oberflächlich betrachtet neigen wir dazu, sehr geringe Unterschiede zwischen verschiedenen Formen zu erkennen. Es stellt sich jedoch heraus, dass es nicht nur zwei verschiedene Arten gibt, nämlich Schleimform und Wasserform, sondern tatsächlich zwei völlig verschiedene Arten von Organismen.
Der Grund, warum sie so schwer zu unterscheiden sind, liegt in der Konvergenz. Wir denken im Allgemeinen an Schimmelpilze, einen landgestützten Organismus, der auf Oberflächen wie Felsen, Bäumen oder einem einwöchigen Sandwich lebt. Es verbraucht Mikroorganismen - eigentlich jede biologische Substanz, mit der es in Kontakt kommt. Wenn die Fütterungsbedingungen ungünstig werden, können sich die Zellen, die sich während der Fütterungsphase durch Zellteilung vermehren, tatsächlich zu einer Masse zusammenschließen, die sich wie ein Organismus bewegen kann und in etwa wie eine Kugel aussieht.
Wasserformen wachsen auf fast den gleichen Oberflächen und haben sich auch an diese Eigenschaft angepasst, aber sie sind eine völlig andere Gruppe von Organismen als Schleimform. Obwohl sie kein Chlorophyll produzieren, werden sie zusammen mit verschiedenen Arten von Chlorophyll produzierenden Algen als Heterokonten angesehen. Und obwohl keiner der Schimmelpilze eng mit Pilz verwandt ist, wurde von beiden angenommen, dass sie wegen ihrer Ähnlichkeiten Pilze sind.
8Menschen- und Insektenohren
Das menschliche Ohr entwickelte sich, um uns mit einem guten bis großartigen Gehör zu versehen, was die Fähigkeit unserer Vorfahren steigerte, Beute zu verfolgen und Raubtieren zu vermeiden. Während viele Arten die gleichen Bedürfnisse haben, hat ein kolumbianischer Insektentyp während seiner gesamten Entwicklung genügend genetische Veränderungen erfahren, um eine sehr ähnliche Ohrstruktur zu erzielen.
Die Konstruktion ist sehr unterschiedlich, während die Funktion sehr ähnlich ist. Beim Menschen befinden sich die drei kleinsten Knochen im Körper im Ohr und werden durch Vibrationen des Trommelfells (das Trommelfell) aktiviert, um einen Prozess zu aktivieren, der Signale durch die Cochlea sendet, und dann den Hörnerv zum Gehirn hinunter.
Copiphora Gorgonensis, ein Katydid des Regenwaldes der Insel Gorgona, hat seine Gehöröffnungen an der Vorderseite seiner Beine. Es hat auch Trommelfelle, die auf ähnliche Weise eine Nagelhaut aktivieren, die genau wie unsere drei kleinen Knochen wirkt und eine Cochlea-artige Kammer stimuliert.
Dies bedeutet natürlich, dass das kleine Katydid ein ziemlich großes Gehör hat - eine evolutionäre Leistung, die noch beeindruckender ist als unsere, wenn man bedenkt, dass die Insektenversion unseres Ohrs 600 Mikrometer oder 3/5 Millimeter breit ist.
7Schwimmen in verschiedenen aquatischen Arten
Es mag seltsam erscheinen, zu untersuchen, wie verschiedene Formen des Wasserlebens die Fähigkeit zum Schwimmen entwickelt haben. Denken Sie jedoch daran, dass es in den Ozeanen der Welt eine unglaublich große Artenvielfalt gibt. Sehr viele dieser Arten sind fast vollständig nicht miteinander verwandt, da sie von ihren letzten gemeinsamen Vorfahren durch einen so langen Zeitraum wie Menschen und Tintenfische getrennt sind. Dies bietet eine weitere großartige Gelegenheit, das Phänomen der Konvergenz zu untersuchen.
In einer kürzlich durchgeführten Studie der Northwestern University wurden beispielsweise 22 verschiedene Tiere untersucht, bei denen es sich um "Median / Paarflossenschwimmer" handelte. Insbesondere drei Tiere - der Tintenfisch, der schwarze Geistermesserfisch und der Plattwurm aus persischem Teppich - haben sich genauso entwickelt Funktionen und Mechanismen zur Optimierung der Geschwindigkeit, ein offensichtlicher Vorteil der Evolution.
Alle drei Arten entwickelten langgestreckte Flossen, die die gleichen wellenförmigen, oszillierenden Bewegungen verwenden, die von identischen Mechanikern erzeugt werden, obwohl der letzte gemeinsame Vorfahre zwischen den drei vor der Kambrischen Zeit auftretenden Bewegungen bestand. Die Forscher sind nicht nur großartige Daten für das Studium der Konvergenz, sondern sind auch zuversichtlich, dass dieses Merkmal bei einer neuen Generation von manövrierfähigen Unterwasserfahrzeugen imitiert werden könnte, weil es einfach so effizient ist.
6Vögel und menschliche Rede
Die Fortschritte bei der DNA-Sequenzierung haben Biologen zu der Überzeugung geführt, dass es einen genetischen Grund für die Ähnlichkeiten in der Art und Weise gibt, in der Vögel und Menschen Sprache produzieren. Nicht nur singende Vögel, sondern auch sprechende Vögel wie Papageien können mehrmals unterschiedliche Stimmbänder haben.
Nach einer gigantischen Sequenzierung der Genome von 48 Vogelarten stellten die Forscher fest, dass die evolutionären Ausbrüche der Stimmbandentwicklung sowohl bei singenden als auch bei sprechenden Vögeln die gleichen Gengruppen betrafen, die die Entwicklung der menschlichen Sprache beeinflussten. In sprechenden oder „vokalen Lernvögeln“ zeigten etwa 50 Gen-Sätze einen ähnlichen Entwicklungssprung gegenüber menschlichen Genen, was bei nicht sprechenden Vögeln nicht stattfand.
Der Herzog-Neurowissenschaftler Erich Jarvis glaubt, dass dies möglicherweise nur eine begrenzte Anzahl von Möglichkeiten suggeriert, wie sich die Schaltkreise des Gehirns zur Unterstützung der Sprache entwickeln können, sobald ein Organismus dazu biologisch fähig ist.
5Smells verschiedener Blumen- und Pflanzenarten
Es gibt mehrere Pflanzenarten, die unabhängig voneinander einen einzigartigen Mechanismus entwickelt haben, der den ein-zwei-Schlag von Insekten (die einzigen Dinge, die durch das Aroma von Tiermist oder -toten, verrottendem Aas) verführt werden, dazu bringt, sie zu bestäuben und abzuwehren alles andere.
Diese hochwirksame Strategie, bei der Fliegen und Mistkäfer dazu angeregt werden, Eier zu legen und unbeabsichtigt die Pflanze zu bestäuben, während sie alles andere stark entmutigt, hat sich in mindestens fünf verschiedenen Pflanzen- und Blütenarten ohne biologische Beziehung zueinander entwickelt. Die Strategie ist gerade deshalb effektiv, weil sie sich so selten entwickelt. Wenn mehr Pflanzenarten diese Eigenschaft hätten, würden die Bestäuber schließlich lernen, diese falschen Werbetreibenden zu vermeiden.
Aus den mehreren hunderttausend bekannten Pflanzenarten gibt es daher nur wenige Hundert "Nachahmer". Seltsamerweise sind einige von ihnen auch extrem groß, einschließlich der größten Einzelblüte des Planeten. Rafflesia arnoldii, eine der wenigen Arten, die den Spitznamen "Korpusblume" für ihr schwefeliges Aroma verdient.
4Opposable Thumbs In Pandas Und Primaten
Einige Panda-Arten haben eine zusätzliche Ziffer entwickelt, einen „falschen Daumen“, der ihnen dabei hilft, die Blätter aus dem Bambus zu kratzen, der ihre Hauptnahrungsquelle ist. Als der bekannte Biologe Stephen Jay Gould 1980 ein Buch zur Unterstützung der Evolution schrieb, nannte er es Der Panda-Daumen.
Obwohl er dem gleichen Zweck dient, befindet sich der Daumen des Pandas technisch nicht auf demselben Körperteil wie der von Primaten. Es ist eher an dem Handgelenkbereich befestigt und scheint einfach aufgetaucht zu sein, wo eine zusätzliche Ziffer für die jeweilige Bevölkerung von Vorteil wäre. Dieses Merkmal entwickelte sich nicht nur offensichtlich von den Primaten, sondern es existiert auch in mehreren Panda-Arten, die es auch unabhängig voneinander entwickelten. Obwohl die Funktion die gleiche ist, sind die Strukturen dieser Ziffern in großen und roten Pandas zum Beispiel recht unterschiedlich.
Vor kurzem hat ein spanisches Archäologenteam den frühesten bekannten Nachweis von gegnerischen Daumen im Fossilienbestand des roten Panda entdeckt, in einem ausgestorbenen, baumbewohnenden Fleischfresser von der Größe einer Dschungelkatze.
3Elocation in Fledermäusen und Delfinen
Trotz ihrer offensichtlichen biologischen Unterschiede gehören Fledermäuse und Delfine zu den wenigen Organismen auf dem Planeten, die Echoortung nutzen können, den Prozess, hohe Töne auszusenden und auf ihre Reflexionen zu achten, um Objekte wie ein natürliches Radar zu lokalisieren.
Ein Forschungsteam der Queen Mary University von London hat sich 2010 erstmals mit diesem Thema befasst, als sie identische Mutationen in einem Protein fanden, das die Hörempfindlichkeit von Fledermäusen und Delfinen reguliert. Im Jahr 2013 wurde dann eine vollständige Gensequenz für vier Fledermausarten abgeschlossen (einschließlich zwei, die keine Echolokation durchführen). Diese Ergebnisse wurden mit Gensequenzen von verschiedenen Säugetieren, einschließlich des Bottlenose Delfins, verglichen. Es zeigte sich, dass 200 Arten von Genen in Delfinen und Fledermäusen identisch mutiert waren. Interessanterweise waren und waren viele davon mit dem Hören verbunden, und viele hatten und hatten keine klare Verbindung zu Echolokationsfähigkeiten.
Kritisch gesehen wurden die genetischen Ähnlichkeiten nicht bei Fledermausarten beobachtet, die keine Echoortung verwenden. Während das Team gedacht hatte, dass vielleicht 20 Fälle von Konvergenz zwischen den Genen gefunden würden, fanden sie zehnmal so viele. Auch waren viele der konvergierenden Gene nicht mit dem Hören, sondern mit dem Sehen verbunden.
2Fingerabdrücke bei Menschen und Koalas
Obwohl es allgemein bekannt ist, dass Gorillas und einige andere Primaten das Merkmal der Fingerabdrücke beim Menschen haben, ist es nicht so bekannt, dass mindestens eine andere Spezies dies auch tut. Unglaublich, es ist der niedliche, kuschelige Koalabär, das einzige Beuteltier mit dieser Eigenschaft.
Der Vorteil liegt in der Fähigkeit zu begreifen, was natürlich ein Verhalten ist, das bei Primaten üblich ist und bei allen anderen Arten praktisch nicht vorhanden ist. Koala-Fingerabdrücke sind, obwohl keine evolutionäre Gemeinsamkeit mit Fingerabdrücken von Primaten besteht, nahezu identisch mit denen des Menschen. Vor 70 Millionen Jahren zerfielen Primaten und die Beuteltiere der Koalas in getrennte Äste des Evolutionsbaums. Da kein anderes Beuteltier Fingerabdrücke hat, ist es sehr wahrscheinlich, dass Koalas diese erst kürzlich erworben haben.
Erstaunlicherweise sind Koala- und menschliche Fingerabdrücke so ähnlich, dass dokumentierte Fälle von Fingerabdrücken von Koalas vorliegen, die Tatortermittler verwirren.
1 Höhere Intelligenz bei Vögeln und Primaten
Mehrere Vogelarten, insbesondere Krähen, zählen zu den intelligentesten Tieren der Erde. Sie zeigen ungewöhnliche Einfallsreichtum in der Natur, und Vögel, die in der Stadt leben, passen sich leicht an menschliche Verhaltensweisen an, wie das Warten auf den Verkehr, bevor sie auf die Straße gehen.
In einer Meta-Analyse von 2004 beobachteten zwei Professoren der Universität Cambridge, dass Krähen und Primaten, obwohl sie völlig unterschiedliche Hirnstrukturen haben, ein bemerkenswert ähnliches Set an mentalen Werkzeugen verwenden, die bei fast jeder anderen Arten-Erwartungshaltung und natürlichen Argumentation fehlen, um Probleme zu lösen. Die meisten Primaten und andere intelligente Tiere (wie Delphine), die diese Eigenschaften teilen, sind sozial, wie Krähen, und haben große Gehirne, wiederum wie Krähen, die für ihre Größe enorme Gehirne haben und etwa die Größe eines Schimpansenhirns haben.
Krähen gehören neben Primaten auch zu den einzigen Tieren, die Werkzeuge herstellen, wie Haken, um Beute zu fangen. Krähen aus verschiedenen Regionen bauen unterschiedliche Werkzeuge für den gleichen Zweck auf. Ein anderer großhirniger Vogel, der Western Scrub Jay, kann sich an soziale Interaktionen erinnern und diesen Kontext anwenden, z. B. an den Vogel, der seine Nahrung gestohlen hat, und den einzelnen Vogel nicht sehen lassen, wo seine Nahrung in der Zukunft gelagert wird.
Mike Floorwalkers eigentlicher Name ist Jason und er lebt mit seiner Frau Stacey in Parker, Colorado. Er liebt laute Rockmusik, kocht und macht Listen.