Войти
Портал эволюционной биологии Повторяющаяся эволюция - это повторение эволюция определенного персонажа. Большая часть эволюции или изменений в частотах аллелей от одного поколения к другому является результатом дрейфа или случайной вероятности передачи одних аллелей и других не. Повторяющаяся эволюция - это когда закономерности возникают из этого случайного процесса при просмотре популяций. Эти закономерности представляют особый интерес для биологов-эволюционистов, поскольку они могут научить людей основным силам эволюции.
Повторяющаяся эволюция - широкий термин, но обычно используется для описания повторяющихся режимов отбора внутри или между линиями. Хотя чаще всего используется для описания повторяющихся паттернов отбора, его также можно использовать для описания повторяющихся паттернов мутации, например, переходы более распространены, чем трансверсии. Он охватывает как конвергентную эволюцию, так и параллельную эволюцию и может использоваться для описания наблюдения аналогичных повторяющихся изменений посредством направленного отбора, а также наблюдения высококонсервативных фенотипов. или генотипы по клонам посредством непрерывного очищающего отбора в течение больших периодов эволюционного времени. Изменения можно наблюдать на уровне фенотипа или на уровне генотипа. На уровне фенотипа можно наблюдать повторяющуюся эволюцию на различных уровнях, которые для простоты можно разделить на молекулярный фенотип, клеточный фенотип и фенотип организма. На уровне генотипа повторяющуюся эволюцию можно обнаружить только с помощью данных секвенирования ДНК. Одинаковые или подобные изменения в геномах разных линий указывают на то, что могла иметь место повторяющаяся геномная эволюция. Повторяющаяся геномная эволюция также может происходить внутри линии. Примером этого могут быть некоторые типы фазовых вариаций, которые включают сильно направленные изменения на уровне последовательности ДНК. Эволюция различных форм фазовых вариаций в отдельных линиях представляет собой конвергентную и повторяющуюся эволюцию в направлении повышенной эволюционируемости. У организмов с более длительным временем генерации любую потенциальную повторяющуюся геномную эволюцию в пределах одного клона было бы трудно обнаружить. Рекуррентная эволюция наиболее широко изучалась на уровне организма, но с помощью более дешевых и быстрых технологий секвенирования больше внимания уделяется повторяющейся геномной эволюции. Повторяющаяся эволюция также может быть описана как повторяющаяся или повторяющаяся эволюция.
Различие между конвергентной и параллельной эволюцией до некоторой степени неразрешено в эволюционной биологии. Некоторые авторы утверждали, что это ложная дихотомия, в то время как другие утверждали, что все еще существуют важные различия. Эти дебаты важны при рассмотрении повторяющейся эволюции, поскольку их основа лежит в степени филогенетического родства между рассматриваемыми организмами, а конвергентная и параллельная эволюция являются основными источниками повторяющейся эволюции. Хотя конвергентная эволюция и параллельная эволюция являются формами повторяющейся эволюции, они включают в себя несколько линий, тогда как повторяющаяся эволюция также может происходить в одной линии. Как упоминалось ранее, у организмов с более длительным временем генерации может быть трудно обнаружить повторяющуюся эволюцию внутри линии; однако палеонтологические данные могут быть использованы для демонстрации повторяющейся фенотипической эволюции внутри линии. Различие между повторяющейся эволюцией между линиями и повторяющейся эволюцией внутри линии может быть нечетким, потому что линии не имеют установленного размера, а конвергентная или параллельная эволюция имеет место среди линий, которые все являются частью одной и той же большей линии. Говоря о повторяющейся эволюции внутри линии, самым простым примером является приведенный выше пример включения-выключения, используемого бактериями в фазовых вариациях, но он также может включать фенотипические колебания вперед и назад в течение более длительных периодов эволюционной истории. Они могут быть вызваны колебаниями окружающей среды, например естественными колебаниями климата или перемещением патогенных бактерий между хозяевами, и представляют собой другой важный источник повторяющейся эволюции. Повторяющаяся эволюция, вызванная конвергентной и параллельной эволюцией, и повторяющаяся эволюция, вызванная колебаниями окружающей среды, не обязательно исключают друг друга. Если колебания окружающей среды имеют одинаковый эффект на фенотипы разных видов, они потенциально могут эволюционировать параллельно взад и вперед вместе в каждом колебании.
На острове Бермуды размер раковины наземной улитки poecilozonites увеличился во время ледниковых периодов и уменьшился снова в более теплые периоды. Это связано с увеличением размера острова во время ледниковых периодов, что приводит к тому, что более крупные хищники позвоночных создают у улиток выбор в пользу большего размера раковины.
У эусоциальных насекомых обычно образуются новые колонии одинокой королевой; Тем не менее, это не всегда так. Зависимое формирование колонии, когда новые колонии формируются более чем одним человеком, повторялось многократно у муравьев, пчел и ос.
Повторяющаяся эволюция полиморфизмов у колониальных беспозвоночных животных хейлостом bryozoans несколько раз в эволюционной истории давал начало зооидным полиморфам и некоторым скелетным структурам.
Неотропические танагеры, Diglossa и Diglossopis, известные как цветочники, подвергались периодической эволюции
Имеются свидетельства по крайней мере 133 переходов между раздвоением и гермафродитизмом в половых системах мохообразных. Кроме того, скорость перехода от гермафродитизма к двудомности была примерно вдвое выше, чем обратная скорость, что свидетельствует о большей диверсификации среди гермафродитов и демонстрирует повторяющуюся эволюцию раздельности у мхов.
Фотосинтез C4 развивался более 60 раз у разных растений. Это произошло за счет использования генов, присутствующих в фотосинтетическом предке С3, изменения уровней и паттернов экспрессии генов, а также адаптивных изменений в кодирующей области белка. Рекуррентный латеральный перенос генов также сыграл роль в оптимизации пути C4, предоставив растению более адаптированные гены C4.
Определенные мутации происходят с измеримой и постоянной частотой. Частота вредных и нейтральных аллелей может увеличиваться, если частота мутаций этого фенотипа значительно выше, чем частота обратных мутаций, однако это оказывается редким. Помимо создания новых вариаций, отбор для воздействия на мутации играет первостепенную роль в эволюции, когда мутации в одном направлении «отсеиваются естественным отбором», а мутации в другом направлении нейтральны. Это очищающий отбор, когда он действует для сохранения функционально важных символов, но также приводит к потере или уменьшению размера бесполезных органов, поскольку функциональное ограничение снимается. Примером этого является уменьшение размера Y-хромосомы у млекопитающих, и это можно отнести к повторяющимся мутациям и повторяющейся эволюции.
Существование горячих точек мутаций в геноме приводит к повторяющимся эволюция. Горячие точки могут возникать на определенных нуклеотидных последовательностях из-за взаимодействий между ДНК и ферментами репарации, репликации и модификации ДНК. Эти последовательности могут действовать как отпечатки пальцев для обнаружения горячих точек мутаций.
Цис-регуляторные элементы являются частыми мишенями эволюции, что приводит к различной морфологии. Если посмотреть на долгосрочную эволюцию, мутации в цис-регуляторных регионах встречаются еще чаще. Другими словами, больше межвидовых морфологических различий вызвано мутациями в цис-регуляторных областях, чем внутривидовыми различиями.
У всех видов дрозофил высококонсервативные блоки не только в гистоне fold, но также и в N-концевом хвосте центромерного гистона H3 (CenH3) демонстрируют повторяющуюся эволюцию за счет очищающего отбора. Фактически, очень похожие олигопептиды в N-концевых хвостах CenH3 также наблюдались у людей и мышей.
Многие дивергентные эукариотические клоны постоянно эволюционировали с высоким уровнем AT -богатые геномы. GC-богатые геномы встречаются реже среди эукариот, но когда они развиваются независимо у двух разных видов, обычно возникает повторяющаяся эволюция сходных предпочтительных использований кодонов.
«Обычно регуляторные гены занимают узловые позиции в сети регуляции генов, которые функционируют как морфогенетические переключатели, могут стать первоочередными мишенями для эволюционных изменений и, следовательно, повторной эволюции. "
