stringtranslate.com

Конвергентная эволюция

Два рода суккулентных растений , Euphorbia и Astrophytum , имеют лишь отдаленное родство, но виды внутри каждого из них сошлись на схожей форме тела.

Конвергентная эволюция — это независимая эволюция схожих черт у видов разных периодов или эпох во времени. Конвергентная эволюция создает аналогичные структуры , которые имеют схожую форму или функцию, но не присутствовали у последнего общего предка этих групп. Кладистический термин для того же явления — гомоплазия . Рекуррентная эволюция полета — классический пример, поскольку летающие насекомые , птицы , птерозавры и летучие мыши независимо развили полезную способность полета. Функционально схожие черты, возникшие в результате конвергентной эволюции, являются аналогичными , тогда как гомологичные структуры или черты имеют общее происхождение, но могут иметь разные функции. Крылья птиц, летучих мышей и птерозавров являются аналогичными структурами, но их передние конечности гомологичны, разделяя предковое состояние, несмотря на выполнение разных функций.

Противоположностью конвергенции является дивергентная эволюция , при которой родственные виды развивают разные черты. Конвергентная эволюция похожа на параллельную эволюцию , которая происходит, когда два независимых вида развиваются в одном направлении и таким образом независимо приобретают схожие характеристики; например, планирующие лягушки эволюционировали параллельно из нескольких видов древесных лягушек .

Известно много примеров конвергентной эволюции у растений , включая повторное развитие фотосинтеза C4 , распространение семян с помощью мясистых плодов , приспособленных для поедания животными, и плотоядность .

Обзор

Гомология и аналогия у млекопитающих и насекомых: на горизонтальной оси структуры гомологичны по морфологии, но различаются по функциям из-за различий в среде обитания. На вертикальной оси структуры аналогичны по функциям из-за схожего образа жизни, но анатомически различаются с разной филогенией . [a]

В морфологии аналогичные черты возникают, когда разные виды живут схожим образом и/или в схожей среде, и, таким образом, сталкиваются с одинаковыми факторами окружающей среды. При занятии схожих экологических ниш (то есть отличительного образа жизни) схожие проблемы могут приводить к схожим решениям. [1] [2] [3] Британский анатом Ричард Оуэн был первым, кто определил фундаментальное различие между аналогиями и гомологиями . [4]

В биохимии физические и химические ограничения механизмов привели к тому, что некоторые структуры активных центров , такие как каталитическая триада, развивались независимо в отдельных суперсемействах ферментов . [5]

В своей книге 1989 года « Удивительная жизнь » Стивен Джей Гулд утверждал, что если бы можно было «перемотать ленту жизни назад [и] снова столкнуться с теми же условиями, эволюция могла бы пойти совсем по-другому». [6] Саймон Конвей Моррис оспаривает этот вывод, утверждая, что конвергенция является доминирующей силой в эволюции, и, учитывая, что действуют те же экологические и физические ограничения, жизнь неизбежно будет развиваться в направлении «оптимального» плана тела, и в какой-то момент эволюция обязательно наткнется на интеллект, черту, в настоящее время идентифицируемую, по крайней мере, с приматами , врановыми и китообразными . [7]

Различия

Кладистика

В кладистике гомоплазия — это черта, разделяемая двумя или более таксонами по любой причине, кроме той, что они имеют общее происхождение. Таксоны, которые имеют общее происхождение, являются частью одной и той же клады ; кладистика стремится расположить их в соответствии со степенью их родства, чтобы описать их филогению . Гомопластические черты, вызванные конвергенцией, являются, таким образом, с точки зрения кладистики, сбивающими с толку факторами, которые могут привести к неправильному анализу. [8] [9] [10] [11]

Атавизм

В некоторых случаях трудно сказать, была ли черта утеряна, а затем повторно эволюционировала конвергентно, или ген был просто выключен, а затем снова включен позже. Такая повторно возникшая черта называется атавизмом . С математической точки зрения неиспользуемый ген ( селективно нейтральный ) имеет неуклонно уменьшающуюся вероятность сохранения потенциальной функциональности с течением времени. Временной масштаб этого процесса сильно различается в разных филогенезах; у млекопитающих и птиц существует разумная вероятность оставаться в геноме в потенциально функциональном состоянии около 6 миллионов лет. [12]

Параллельная и конвергентная эволюция

Эволюция в позиции аминокислоты . В каждом случае левый вид изменяется с аланина (A) в определенной позиции в белке у гипотетического предка на серин (S). Правый вид может претерпевать дивергентную , параллельную или конвергентную эволюцию в этой позиции аминокислоты относительно первого вида.

Когда два вида схожи по определенному признаку, эволюция определяется как параллельная, если предки также были схожи, и конвергентная, если нет. [b] Некоторые ученые утверждают, что существует континуум между параллельной и конвергентной эволюцией, [13] [14] [15] [16] в то время как другие утверждают, что, несмотря на некоторое совпадение, между ними все еще существуют важные различия. [17] [18]

Когда предковые формы не определены или неизвестны, или диапазон рассматриваемых признаков не определен четко, различие между параллельной и конвергентной эволюцией становится более субъективным. Например, яркий пример схожих плацентарных и сумчатых форм описан Ричардом Докинзом в «Слепом часовщике» как случай конвергентной эволюции, поскольку млекопитающие на каждом континенте имели длительную эволюционную историю до вымирания динозавров, в рамках которой накапливались соответствующие различия. [19]

На молекулярном уровне

Эволюционная конвергенция сериновой и цистеиновой протеазы к той же каталитической организации триад кислота-основание-нуклеофил в различных суперсемействах протеаз . Показаны триады субтилизина , пролилолигопептидазы , протеазы TEV и папаина .

Белки

Активные центры протеазы

Энзимология протеаз дает некоторые из самых ярких примеров конвергентной эволюции. Эти примеры отражают внутренние химические ограничения ферментов, приводящие к тому, что эволюция сходится к эквивалентным решениям независимо и неоднократно. [ 5 ] [20]

Сериновые и цистеиновые протеазы используют различные функциональные группы аминокислот (спиртовые или тиоловые) в качестве нуклеофила . Чтобы активировать этот нуклеофил, они ориентируют кислотный и основной остаток в каталитической триаде . Химические и физические ограничения на ферментативный катализ привели к тому, что идентичные триадные конфигурации развивались независимо более 20 раз в различных суперсемействах ферментов . [5]

Треониновые протеазы используют аминокислоту треонин в качестве каталитического нуклеофила . В отличие от цистеина и серина, треонин является вторичным спиртом (т.е. имеет метильную группу). Метильная группа треонина значительно ограничивает возможные ориентации триады и субстрата, поскольку метильная группа сталкивается либо с основной цепью фермента, либо с основанием гистидина. Следовательно, большинство треониновых протеаз используют N-концевой треонин, чтобы избежать таких стерических столкновений . Несколько эволюционно независимых суперсемейств ферментов с различными белковыми складками используют N-концевой остаток в качестве нуклеофила. Эта общность активного центра, но различие белковой складчатости указывает на то, что активный центр развивался конвергентно в этих семействах. [5] [21]

Конусная улитка и рыбий инсулин

Conus geographus производит особую форму инсулина , которая больше похожа на последовательности белков инсулина рыб, чем на инсулин более близкородственных моллюсков, что предполагает конвергентную эволюцию, [22] хотя и с возможностью горизонтального переноса генов . [23]

Поглощение двухвалентного железа через белковые транспортеры в наземных растениях и хлорофитах

Отдаленные гомологи переносчиков ионов металлов ZIP в наземных растениях и хлорофитах сблизились по структуре, вероятно, для эффективного поглощения Fe 2+ . Белки IRT1 из Arabidopsis thaliana и риса имеют чрезвычайно отличающиеся аминокислотные последовательности от IRT1 Chlamydomonas , но их трехмерные структуры схожи, что предполагает конвергентную эволюцию. [24]

На+,К+- АТФаза и устойчивость насекомых к кардиотоническим стероидам

Существует много примеров конвергентной эволюции у насекомых с точки зрения развития устойчивости к токсинам на молекулярном уровне. Одним из хорошо охарактеризованных примеров является эволюция устойчивости к кардиотоническим стероидам (CTS) посредством аминокислотных замен в четко определенных положениях α-субъединицы Na + ,K + -АТФазы (ATPalpha). Изменчивость ATPalpha была исследована у различных адаптированных к CTS видов, охватывающих шесть отрядов насекомых. [25] [26] [27] Среди 21 адаптированного к CTS вида 58 (76%) из 76 аминокислотных замен в сайтах, вовлеченных в устойчивость к CTS, происходят параллельно по крайней мере в двух линиях. [27] 30 из этих замен (40%) происходят всего в двух сайтах в белке (позиции 111 и 122). Виды, адаптированные к CTS, также периодически развивали неофункционализированные дупликации ATPalpha с конвергентными тканеспецифичными паттернами экспрессии. [25] [27]

Нуклеиновые кислоты

Конвергенция происходит на уровне ДНК и аминокислотных последовательностей, полученных путем трансляции структурных генов в белки . Исследования обнаружили конвергенцию в аминокислотных последовательностях у эхолокирующих летучих мышей и дельфинов; [28] среди морских млекопитающих; [29] между гигантскими и красными пандами; [30] и между тилацином и псовыми. [31] Конвергенция также была обнаружена в типе некодирующей ДНК , цис-регуляторных элементах , например, в их темпах эволюции; это может указывать либо на положительный отбор , либо на ослабленный очищающий отбор . [32] [33]

В морфологии животных

Дельфины и ихтиозавры объединились во многих приспособлениях для быстрого плавания.

Планы тела

Плавающие животные, включая рыб , таких как сельдь , морских млекопитающих, таких как дельфины , и ихтиозавров ( мезозоя ), все сошлись на одной и той же обтекаемой форме. [34] [35] Подобная форма и приспособления к плаванию присутствуют даже у моллюсков, таких как Phylliroe . [36] Веретенообразная форма тела (трубка, сужающаяся с обоих концов), принятая многими водными животными, является адаптацией, позволяющей им передвигаться с высокой скоростью в среде с высоким сопротивлением . [37] Похожие формы тела встречаются у безухих тюленей и ушастых тюленей : у них по-прежнему четыре ноги, но они сильно модифицированы для плавания. [38]

Сумчатая фауна Австралии и плацентарные млекопитающие Старого Света имеют несколько поразительно похожих форм, развившихся в двух кладах, изолированных друг от друга. [7] Тело, и особенно форма черепа, тилацина ( тасманийского тигра или тасманийского волка) сходятся с таковыми у псовых, таких как рыжая лисица, Vulpes vulpes . [39]

Эхолокация

Как сенсорная адаптация, эхолокация развилась отдельно у китообразных (дельфинов и китов) и летучих мышей, но в результате одних и тех же генетических мутаций. [40]

Электрические рыбы

Gymnotiformes Южной Америки и Mormyridae Африки независимо друг от друга развили пассивную электрорецепцию (около 119 и 110 миллионов лет назад соответственно). Примерно через 20 миллионов лет после приобретения этой способности обе группы развили активный электрогенез , создавая слабые электрические поля , помогающие им обнаруживать добычу. [41]

Глаза

Камерные глаза позвоночных (слева) и головоногих (справа) развивались независимо и имеют разную проводку; например, волокна зрительного нерва (3) (2) достигают сетчатки позвоночных (1) спереди, создавая слепое пятно (4) [42] .

Одним из самых известных примеров конвергентной эволюции является камерный глаз головоногих моллюсков (таких как кальмары и осьминоги), позвоночных (включая млекопитающих) и книдарий (таких как медузы). [43] Их последний общий предок имел в лучшем случае простое фоторецепторное пятно, но ряд процессов привел к постепенному усовершенствованию камерных глаз — с одним резким отличием: глаз головоногих моллюсков «проводится» в противоположном направлении, причем кровеносные и нервные сосуды входят с задней стороны сетчатки, а не с передней, как у позвоночных. В результате у позвоночных есть слепое пятно . [7]

Полет

Крылья позвоночных частично гомологичны (передним конечностям), но аналогичны как органы полета у (1) птерозавров , (2) летучих мышей , (3) птиц , которые эволюционировали отдельно.

Птицы и летучие мыши имеют гомологичные конечности, поскольку они оба в конечном счете произошли от наземных четвероногих , но их механизмы полета только аналогичны, поэтому их крылья являются примерами функциональной конвергенции. Две группы независимо друг от друга развили свои собственные средства полета с помощью двигателя. Их крылья существенно различаются по конструкции. Крыло летучей мыши представляет собой мембрану, натянутую на четыре чрезвычайно удлиненных пальца и ноги. Аэродинамическая поверхность крыла птицы состоит из перьев , прочно прикрепленных к предплечью (локтевой кости) и сильно сросшимся костям запястья и кисти ( карпометакарпусу ), и только крошечные остатки двух пальцев остались, каждый из которых крепит одно перо. Таким образом, хотя крылья летучих мышей и птиц функционально конвергентны, они не конвергентны анатомически. [3] [44] Птицы и летучие мыши также имеют высокую концентрацию цереброзидов в коже своих крыльев. Это улучшает гибкость кожи, черта, полезная для летающих животных; у других млекопитающих эта концентрация гораздо ниже. [45] У вымерших птерозавров крылья независимо развились из передних и задних конечностей, в то время как у насекомых крылья развились отдельно из разных органов. [46]

Летяги и сахарные летяги очень похожи по строению тела, у них есть планирующие крылья, расправленные между конечностями, но летяги являются плацентарными млекопитающими, а сахарные летяги — сумчатыми, значительно отделенными в пределах млекопитающих от плацентарных. [47]

Бражники-колибри и колибри выработали схожие модели полета и питания. [48]

Ротовые органы насекомых

Ротовые органы насекомых демонстрируют множество примеров конвергентной эволюции. Ротовые органы различных групп насекомых состоят из набора гомологичных органов, специализированных для питания этой группы насекомых. Конвергентная эволюция многих групп насекомых привела от исходных кусающих-жующих ротовых органов к различным, более специализированным, производным типам функций. К ним относятся, например, хоботок насекомых, посещающих цветы, таких как пчелы и цветоеды , [49] [50] [51] или кусающие-сосущие ротовые органы кровососущих насекомых, таких как блохи и комары .

Противопоставленные большие пальцы

Противопоставленные большие пальцы , позволяющие захватывать предметы, чаще всего ассоциируются с приматами , такими как люди и другие обезьяны, обезьяны и лемуры. Противопоставленные большие пальцы также развились у больших панд , но они совершенно иные по структуре, имея шесть пальцев, включая большой палец, который развивается из кости запястья совершенно отдельно от других пальцев. [52]

Приматы

Конвергентная эволюция у людей включает голубой цвет глаз и светлый цвет кожи. [53] Когда люди мигрировали из Африки , они переместились в более северные широты с менее интенсивным солнечным светом. [53] Им было выгодно уменьшить пигментацию кожи . [53] Кажется определенным, что было некоторое осветление цвета кожи до того, как европейские и восточноазиатские линии разошлись, поскольку существуют некоторые генетические различия в осветлении кожи, которые являются общими для обеих групп. [53] Однако после того, как линии разошлись и стали генетически изолированными, кожа обеих групп стала светлее, и это дополнительное осветление было вызвано различными генетическими изменениями. [53]

И лемуры , и люди являются приматами. У предков-приматов были карие глаза, как и у большинства современных приматов. Генетическая основа голубых глаз у людей была подробно изучена, и о ней известно многое. Это не тот случай, когда один локус гена отвечает, скажем, с карим доминантным по отношению к голубому цвету глаз . Однако один локус отвечает примерно за 80% вариаций. У лемуров различия между голубыми и карими глазами полностью не изучены, но один и тот же локус гена не задействован. [54]

В растениях

При мирмекохории семена, такие как семена Chelidonium majus, имеют твердую оболочку и прикрепленное маслянистое тело, элайосому , для распространения муравьями.

Годовой жизненный цикл

В то время как большинство видов растений являются многолетними , около 6% следуют годовому жизненному циклу, живя только один вегетационный период. [55] Годовой жизненный цикл независимо появился у более чем 120 семейств покрытосеменных растений. [56] [57] Распространенность однолетних видов увеличивается в условиях жаркого и сухого лета в четырех богатых видами семействах однолетних растений ( Asteraceae , Brassicaceae , Fabaceae и Poaceae ), что указывает на то, что годовой жизненный цикл является адаптивным. [55] [58]

Фиксация углерода

Фотосинтез C4 , один из трех основных биохимических процессов фиксации углерода, возникал независимо до 40 раз . [59] [60] Около 7600 видов покрытосеменных растений используют фиксацию углерода C4 , причем многие однодольные растения, включая 46% злаковых, таких как кукуруза и сахарный тростник , [61] [62] и двудольные растения , включая несколько видов семейств Chenopodiaceae и Amaranthaceae . [63] [64]

Фрукты

Фрукты с широким спектром структурного происхождения сошлись воедино, чтобы стать съедобными. Яблоки — это семечковые с пятью плодолистиками ; их вспомогательные ткани образуют сердцевину яблока, окруженную структурами извне ботанического плода, цветоложем или гипантием . Другие съедобные фрукты включают другие растительные ткани; [65] мясистая часть томата — это стенки перикарпия . [ 66] Это подразумевает конвергентную эволюцию под селективным давлением, в данном случае конкуренцию за распространение семян животными посредством потребления мясистых плодов. [67]

Распространение семян муравьями ( мирмекохория ) развивалось независимо более 100 раз и присутствует у более чем 11 000 видов растений. Это один из самых драматичных примеров конвергентной эволюции в биологии. [68]

Плотоядность

Молекулярная конвергенция у плотоядных растений

Плотоядность развивалась несколько раз независимо у растений в широко разнесенных группах. У трех изученных видов, Cephalotus follicularis , Nepenthes alata и Sarracenia purpurea , наблюдалась конвергенция на молекулярном уровне. Плотоядные растения выделяют ферменты в пищеварительную жидкость, которую они производят. Изучая ферменты фосфатазу , гликозидгидролазу , глюканазу , РНКазу и хитиназу, а также белок, связанный с патогенезом , и белок, связанный с тауматином , авторы обнаружили множество конвергентных замен аминокислот . Эти изменения происходили не в каталитических центрах ферментов, а на открытых поверхностях белков, где они могли взаимодействовать с другими компонентами клетки или пищеварительной жидкости. Авторы также обнаружили, что экспрессия гомологичных генов в неплотоядном растении Arabidopsis thaliana имеет тенденцию к повышению, когда растение подвергается стрессу, что привело авторов к предположению, что белки, реагирующие на стресс, часто кооптировались [c] в повторяющейся эволюции плотоядности. [69]

Методы вывода

Филогенетика покрытосеменных порядков, основанная на классификации Angiosperm Phylogeny Group. На рисунке показано количество предполагаемых независимых источников фотосинтеза C 3 -C 4 и фотосинтеза C 4 в скобках.

Филогенетическая реконструкция и реконструкция предкового состояния происходят, предполагая, что эволюция произошла без конвергенции. Конвергентные модели могут, однако, появляться на более высоких уровнях в филогенетической реконструкции, и иногда исследователи явно ищут их. Методы, применяемые для вывода конвергентной эволюции, зависят от того, ожидается ли конвергенция на основе модели или процесса. Конвергенция на основе модели является более широким термином, когда две или более линий независимо развивают модели схожих признаков. Конвергенция на основе процесса происходит, когда конвергенция обусловлена ​​схожими силами естественного отбора . [70]

Меры, основанные на шаблонах

Более ранние методы измерения конвергенции включают соотношения фенотипического и филогенетического расстояния путем моделирования эволюции с помощью модели броуновского движения эволюции признаков вдоль филогении. [71] [72] Более поздние методы также количественно определяют силу конвергенции. [73] Один недостаток, который следует иметь в виду, заключается в том, что эти методы могут путать долгосрочный стазис с конвергенцией из-за фенотипического сходства. Стазис происходит, когда эволюционные изменения между таксонами незначительны. [70]

Меры, основанные на расстоянии, оценивают степень сходства между родословными с течением времени. Меры, основанные на частоте, оценивают количество родословных, которые развились в определенном пространстве признаков. [70]

Меры, основанные на процессах

Методы вывода основанных на процессе конвергенции моделей отбора для филогении и непрерывных данных признаков для определения того, действовали ли те же самые селективные силы на родословные. Это использует процесс Орнштейна-Уленбека для проверки различных сценариев отбора. Другие методы полагаются на априорную спецификацию того, где произошли сдвиги в отборе. [74]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Однако эволюционная биология развития выявила глубокую гомологию между планами строения тела насекомых и млекопитающих, что удивило многих биологов.
  2. ^ Однако все организмы имеют общего предка, появившегося более или менее недавно, поэтому вопрос о том, насколько далеко в прошлое следует заглядывать в эволюционном времени и насколько похожими должны быть предки, чтобы можно было считать, что параллельная эволюция имела место, не полностью решен в эволюционной биологии.
  3. ^ Предшествующее существование подходящих структур называется преадаптацией или экзаптацией .

Ссылки

  1. ^ Кирк, Джон Томас Осмонд (2007). Наука и определенность. Csiro Publishing. стр. 79. ISBN 978-0-643-09391-1. Архивировано из оригинала 15 февраля 2017 г. . Получено 23 января 2017 г. . эволюционная конвергенция, которая, цитируя .. Саймона Конвея Морриса .. является «повторяющейся тенденцией биологической организации приходить к одному и тому же «решению» для определенной «потребности». .. «тасманийский тигр» .. выглядел и вел себя как волк и занимал схожую экологическую нишу, но на самом деле был сумчатым, а не плацентарным млекопитающим.
  2. ^ Рис, Дж.; Мейерс, Н.; Урри, Л.; Кейн, М.; Вассерман, С.; Минорски, П.; Джексон, Р.; Кук, Б. (5 сентября 2011 г.). Биология Кэмбелла, 9-е издание . Пирсон. стр. 586. ISBN 978-1-4425-3176-5.
  3. ^ ab "Гомологии и аналогии". Калифорнийский университет в Беркли. Архивировано из оригинала 19 ноября 2016 года . Получено 10 января 2017 года .
  4. ^ Тунстад, Эрик (2009). Darwins teori, evolusjon gjennom 400 лет (на норвежском языке). Осло, Норвегия: Гуманистический форлаг. п. 404. ИСБН 978-82-92622-53-7.
  5. ^ abcd Buller, AR; Townsend, CA (19 февраля 2013 г.). «Внутренние эволюционные ограничения на структуру протеазы, ацилирование фермента и идентичность каталитической триады». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (8): E653–61. Bibcode : 2013PNAS..110E.653B. doi : 10.1073/pnas.1221050110 . PMC 3581919. PMID  23382230 . 
  6. ^ Гулд, С. Дж. (1989). Удивительная жизнь: сланцы Берджесс и природа истории . WW Norton. стр. 282–285. ISBN 978-0-09-174271-3.
  7. ^ abc Конвей Моррис, Саймон (2005). Решение жизни: неизбежные люди в одинокой вселенной. Cambridge University Press. С. 164, 167, 170 и 235. ISBN 978-0-521-60325-6. OCLC  156902715.
  8. ^ Chirat, R.; Moulton, DE; Goriely, A. (2013). «Механическая основа морфогенеза и конвергентная эволюция колючих морских раковин». Труды Национальной академии наук . 110 (15): 6015–6020. Bibcode : 2013PNAS..110.6015C. doi : 10.1073 /pnas.1220443110 . PMC 3625336. PMID  23530223. 
  9. ^ Ломолино, М.; Риддл, Б.; Уиттакер, Р.; Браун, Дж. (2010). Биогеография, четвертое издание . Sinauer Associates. стр. 426. ISBN 978-0-87893-494-2.
  10. ^ Вест-Эберхард, Мэри Джейн (2003). Пластичность развития и эволюция . Oxford University Press. С. 353–376. ISBN 978-0-19-512235-0.
  11. ^ Сандерсон, Майкл Дж.; Хаффорд, Ларри (1996). Гомоплазия: Повторение подобия в эволюции. Academic Press. С. 330 и везде. ISBN 978-0-08-053411-4. Архивировано из оригинала 14 февраля 2017 . Получено 21 января 2017 .
  12. ^ Коллин, Р.; Чиприани, Р. (2003). «Закон Долло и повторная эволюция намотки оболочек». Труды Королевского общества B. 270 ( 1533): 2551–2555. doi :10.1098/rspb.2003.2517. PMC 1691546. PMID  14728776 . 
  13. ^ Arendt, J; Reznick, D (январь 2008). «Переосмысление конвергенции и параллелизма: что мы узнали о генетике адаптации?». Trends in Ecology & Evolution . 23 (1): 26–32. Bibcode : 2008TEcoE..23...26A. doi : 10.1016/j.tree.2007.09.011. PMID  18022278.
  14. ^ Уотерс, Джонатан М.; Маккалок, Грэм А. (2021). «Изобретая колесо заново? Переоценка ролей потока генов, сортировки и конвергенции в повторяющейся эволюции». Молекулярная экология . 30 (17): 4162–4172. Bibcode : 2021MolEc..30.4162W. doi : 10.1111/mec.16018. ISSN  1365-294X. PMID  34133810. S2CID  235460165.
  15. ^ Cerca, José (октябрь 2023 г.). «Понимание естественного отбора и сходства: конвергентная, параллельная и повторяющаяся эволюция». Молекулярная экология . 32 (20): 5451–5462. Bibcode : 2023MolEc..32.5451C. doi : 10.1111/mec.17132. PMID  37724599.
  16. ^ Богутинска, Магдалена; Пейхель, Кэтрин Л. (апрель 2024 г.). «Время расхождения формирует повторное использование генов во время повторной адаптации». Тенденции в экологии и эволюции . 39 (4): 396–407. Bibcode : 2024TEcoE..39..396B. doi : 10.1016/j.tree.2023.11.007. PMID  38155043.
  17. ^ Пирс, Т. (10 ноября 2011 г.). «Конвергенция и параллелизм в эволюции: нео-гоулдианский отчет». Британский журнал философии науки . 63 (2): 429–448. doi : 10.1093/bjps/axr046 .
  18. ^ Чжан, Дж.; Кумар, С. (1997). «Обнаружение конвергентной и параллельной эволюции на уровне аминокислотной последовательности». Mol. Biol. Evol . 14 (5): 527–36. doi : 10.1093/oxfordjournals.molbev.a025789 . PMID  9159930.
  19. ^ Докинз, Ричард (1986). Слепой часовщик . WW Norton. стр. 100–106. ISBN 978-0-393-31570-7.
  20. ^ Dodson, G.; Wlodawer, A. (сентябрь 1998 г.). «Каталитические триады и их родственники». Trends in Biochemical Sciences . 23 (9): 347–52. doi :10.1016/S0968-0004(98)01254-7. PMID  9787641.
  21. ^ Ekici, OD; Paetzel, M.; Dalbey, RE (декабрь 2008 г.). «Нетрадиционные сериновые протеазы: вариации каталитической конфигурации триады Ser/His/Asp». Protein Science . 17 (12): 2023–37. doi :10.1110/ps.035436.108. PMC 2590910 . PMID  18824507. 
  22. ^ Safavi-Hemami, Helena; Gajewiak, Joanna; Karanth, Santhosh; Robinson, Samuel D.; Ueberheide, Beatrix; Douglass, Adam D.; Schlegel, Amnon; Imperial, Julita S.; Watkins, Maren; Bandyopadhyay, Pradip K.; Yandell, Mark; Li, Qing; Purcell, Anthony W.; Norton, Raymond S.; Ellgaard, Lars; Olivera, Baldomero M. (10 февраля 2015 г.). «Специализированный инсулин используется для химической войны улитками-конусами, охотящимися на рыбу». Труды Национальной академии наук . 112 (6): 1743–1748. Bibcode : 2015PNAS..112.1743S. doi : 10.1073/pnas.1423857112 . PMC 4330763. PMID  25605914 . 
  23. ^ Мартин, Дж. П.; Фридович, И. (1981). «Доказательства естественного переноса генов от рыбы-пони к ее биолюминесцентному бактериальному симбионту Photobacter leiognathi — тесная связь между бактериокупреином и супероксиддисмутазой меди и цинка костистых рыб». J. Biol. Chem . 256 (12): 6080–6089. doi : 10.1016/S0021-9258(19)69131-3 . PMID  6787049.
  24. ^ Родригес, Вендерсон Фелипе Коста; Лиссабон, Айртон Брено П.; Лима, Джони Эсром; Рикаченевский, Фелипе Кляйн; Дель-Бем, Луис-Эдуардо (10 января 2023 г.). «Поглощение двухвалентного железа через IRT1 / ZIP у зеленых растений развивалось как минимум дважды». Новый фитолог . 237 (6): 1951–1961. дои : 10.1111/nph.18661 . ПМИД  36626937.
  25. ^ аб Чжэнь, Инь; Аардема, Мэтью Л.; Медина, Эдгар М.; Шумер, Молли; Андольфатто, Питер (28 сентября 2012 г.). «Параллельная молекулярная эволюция в сообществе травоядных». Наука . 337 (6102): 1634–1637. Бибкод : 2012Sci...337.1634Z. дои : 10.1126/science.1226630. ISSN  0036-8075. ПМЦ 3770729 . ПМИД  23019645. 
  26. ^ Dobler, S., Dalla, S., Wagschal, V., & Agrawal, AA (2012). Конвергентная эволюция в масштабах сообщества при адаптации насекомых к токсичным карденолидам путем замен в Na,K-АТФазе. Труды Национальной академии наук, 109(32), 13040–13045. https://doi.org/10.1073/pnas.1202111109
  27. ^ abc Yang, L; Ravikanthachari, N; Mariño-Pérez, R; Deshmukh, R; Wu, M; Rosenstein, A; Kunte, K; Song, H; Andolfatto, P. (2019). «Предсказуемость в эволюции нечувствительности прямокрылых к карденолидам». Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Series B . 374 (1777): 20180246. doi :10.1098/rstb.2018.0246. PMC 6560278 . PMID  31154978. 
  28. ^ Лю, Чжэнь; Ци, Фэй-Янь; Чжоу, Синь; Жэнь, Хай-Цин; Ши, Пэн (2014). «Параллельные сайты подразумевают функциональную конвергенцию слухового гена Престина среди эхолокирующих млекопитающих». Молекулярная биология и эволюция . 31 (9): 2415–2424. doi : 10.1093/molbev/msu194 . ISSN  1537-1719. PMID  24951728.
  29. ^ Фут, Эндрю Д.; Лю, Юэ; Томас, Грегг WC; Винарж, Томаш; Альфельди, Джессика; Дэн, Цзисинь; Дуган, Шеннон; Лось, Корнелис Э. ван; Хантер, Маргарет Э. (март 2015 г.). «Конвергентная эволюция геномов морских млекопитающих». Природная генетика . 47 (3): 272–275. дои : 10.1038/ng.3198. ПМЦ 4644735 . ПМИД  25621460. 
  30. ^ Ху, Ибо; У, Ци; Ма, Шуай; Ма, Тяньсяо; Шань, Лэй; Ван, Сяо; Не, Юнган; Нин, Цзэминь; Янь, Ли (январь 2017 г.). «Сравнительная геномика выявляет конвергентную эволюцию между гигантскими пандами, поедающими бамбук, и красными пандами». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 114 (5): 1081–1086. Bibcode : 2017PNAS..114.1081H. doi : 10.1073/pnas.1613870114 . PMC 5293045. PMID  28096377 . 
  31. ^ Фейгин, Чарльз Ю.; Ньютон, Аксель Х.; Доронина, Лилия; Шмитц, Юрген; Хипсли, Кристи А.; Митчелл, Кирен Дж.; Гауэр, Грэм; Ламас, Бастьен; Субрие, Жюльен (январь 2018 г.). «Геном тасманского тигра дает представление об эволюции и демографии вымершего сумчатого хищника». Экология и эволюция природы . 2 (1): 182–192. дои : 10.1038/s41559-017-0417-y . ПМИД  29230027.
  32. ^ Партха, Рагхавендран; Чаухан, Бхареш К; Феррейра, Зелия; Робинсон, Джозеф Д; Латроп, Кира; Нишал, Кен К.; Чикина, Мария; Кларк, Натан Л. (октябрь 2017 г.). «Подземные млекопитающие демонстрируют конвергентную регрессию в генах и энхансерах глаз, а также адаптацию к туннелированию». eLife . 6 . doi : 10.7554/eLife.25884 . PMC 5643096 . PMID  29035697. 
  33. ^ Sackton, TB; Grayson, P; Cloutier, A; Hu, Z; Liu, JS; Wheeler, NE; Gardner, PP; Clarke, JA; Baker, AJ; Clamp, M; Edwards, SV (5 апреля 2019 г.). «Конвергентная регуляторная эволюция и потеря полета у палеогнатных птиц». Science . 364 (6435): 74–78. Bibcode :2019Sci...364...74S. doi : 10.1126/science.aat7244 . PMID  30948549. S2CID  96435050.
  34. ^ "Как развиваются аналогии?". Калифорнийский университет в Беркли. Архивировано из оригинала 2 апреля 2017 года . Получено 26 января 2017 года .
  35. ^ Селден, Пол; Наддс, Джон (2012). Эволюция ископаемых экосистем (2-е изд.). CRC Press. стр. 133. ISBN 978-1-84076-623-3. Архивировано из оригинала 15 февраля 2017 . Получено 26 января 2017 .
  36. ^ Helm, RR (18 ноября 2015 г.). «Познакомьтесь с Филлиро: морским слизняком, который выглядит и плавает как рыба». Deep Sea News . Архивировано из оригинала 26 июля 2019 г. Получено 26 июля 2019 г.
  37. ^ Балланс, Лиза (2016). «Морская среда как селективная сила для вторичных морских форм» (PDF) . UCSD. Архивировано (PDF) из оригинала 2 февраля 2017 г. Получено 19 сентября 2019 г.
  38. ^ Lento, GM; Hickson, RE; Chambers, GK; Penny, D. (1995). «Использование спектрального анализа для проверки гипотез о происхождении ластоногих». Молекулярная биология и эволюция . 12 (1): 28–52. doi : 10.1093/oxfordjournals.molbev.a040189 . PMID  7877495.
  39. ^ Верделин, Л. (1986). «Сравнение формы черепа у сумчатых и плацентарных хищников». Австралийский журнал зоологии . 34 (2): 109–117. doi :10.1071/ZO9860109.
  40. ^ Лю, Ян; Коттон, Джеймс А.; Шэнь, Бин; Хан, Сюцюнь; Росситер, Стивен Дж.; Чжан, Шуйи (1 января 2010 г.). «Конвергентная эволюция последовательностей между эхолокирующими летучими мышами и дельфинами». Current Biology . 20 (2): R53–R54. Bibcode : 2010CBio...20..R53L. doi : 10.1016/j.cub.2009.11.058 . PMID  20129036. S2CID  16117978.
  41. ^ Лавуэ, Себастьен; Мия, Масаки; Арнегард, Мэтью Э.; Салливан, Джон П.; Хопкинс, Карл Д.; Нисида, Муцуми (14 мая 2012 г.). «Сравнимые возрасты независимых истоков электрогенеза у африканских и южноамериканских слабоэлектрических рыб». PLOS ONE . 7 (5): e36287. Bibcode : 2012PLoSO...736287L. doi : 10.1371/journal.pone.0036287 . PMC 3351409. PMID  22606250 . 
  42. ^ Робертс, МБВ (1986). Биология: функциональный подход. Нельсон Торнес. стр. 274. ISBN 978-0-17-448019-8. Архивировано из оригинала 12 сентября 2016 года.
  43. ^ Kozmik, Z; Ruzickova, J; Jonasova, K; Matsumoto, Y.; Vopalensky, P.; Kozmikova, I.; Strnad, H.; Kawamura, S.; Piatigorsky, J.; Paces, V.; Vlcek, C. (1 июля 2008 г.). «From the Cover: Assembly of the cnidarian camera-type eye from infantil-like components». Труды Национальной академии наук . 105 (26): 8989–8993. Bibcode : 2008PNAS..105.8989K. doi : 10.1073/pnas.0800388105 . PMC 2449352. PMID  18577593 . 
  44. ^ "Эволюция растений и животных". Университет Вайкато. Архивировано из оригинала 18 марта 2017 года . Получено 10 января 2017 года .
  45. ^ Бен-Амо, Мириам; Муньос-Гарсия, Агусти; Ларрейн, Палома; Пиншоу, Берри; Корин, Карми; Уильямс, Джозеф Б. (июнь 2016 г.). «Состав липидов кожи в мембранах крыла и хвоста летучей мыши: случай конвергентной эволюции с птицами». Proc. R. Soc. B . 283 (1833): 20160636. doi :10.1098/rspb.2016.0636. PMC 4936036 . PMID  27335420. 
  46. ^ Александр, Дэвид Э. (2015). На крыле: насекомые, птерозавры, птицы, летучие мыши и эволюция полета животных. Oxford University Press. стр. 28. ISBN 978-0-19-999679-7. Архивировано из оригинала 14 февраля 2017 . Получено 21 января 2017 .
  47. ^ «Аналогия: белки и сахарные планеры». Калифорнийский университет в Беркли. Архивировано из оригинала 27 января 2017 года . Получено 10 января 2017 года .
  48. ^ Herrera, Carlos M. (1992). "Образец активности и термальная биология дневного бражника ( Macroglossum stellatarum ) в условиях средиземноморского лета". Ecological Entomology . 17 (1): 52–56. Bibcode : 1992EcoEn..17...52H. doi : 10.1111/j.1365-2311.1992.tb01038.x. hdl : 10261/44693 . S2CID  85320151.
  49. ^ Кренн, Харальд В.; Плант, Джон Д.; Сюксих, Николаус У. (2005). «Ротовые части насекомых, посещающих цветы». Структура и развитие членистоногих . 34 (1): 1–40. doi :10.1016/j.asd.2004.10.002.
  50. ^ Bauder, Julia AS; Lieskonig, Nora R.; Krenn, Harald W. (2011). «Чрезвычайно длинноязычная неотропическая бабочка Eurybia lycisca (Riodinidae): морфология хоботка и обращение с цветком». Arthropod Structure & Development . 40 (2): 122–7. Bibcode : 2011ArtSD..40..122B. doi : 10.1016/j.asd.2010.11.002. PMC 3062012. PMID  21115131 . 
  51. ^ Вильгельми, Андреас П.; Кренн, Харальд В. (2012). «Удлиненные ротовые части нектароядных Meloidae (Coleoptera)». Зооморфология . 131 (4): 325–37. doi :10.1007/s00435-012-0162-3. S2CID  9194699.
  52. ^ "Когда большой палец становится большим?". Понимание эволюции . Архивировано из оригинала 16 октября 2015 г. Получено 14 августа 2015 г.
  53. ^ abcde Эдвардс, М.; и др. (2010). "Связь полиморфизма His615Arg гена OCA2 с содержанием меланина в популяциях Восточной Азии: дальнейшее доказательство конвергентной эволюции пигментации кожи". PLOS Genetics . 6 (3): e1000867. doi : 10.1371/journal.pgen.1000867 . PMC 2832666 . PMID  20221248. 
  54. ^ Мейер, В. К. и др. (2013). «Конвергентная эволюция синей пигментации радужки у приматов пошла по разным молекулярным путям». Американский журнал физической антропологии . 151 (3): 398–407. doi :10.1002/ajpa.22280. PMC 3746105. PMID  23640739 . 
  55. ^ ab Poppenwimer, Tyler; Mayrose, Itay; DeMalach, Niv (декабрь 2023 г.). «Пересмотр глобальной биогеографии однолетних и многолетних растений». Nature . 624 (7990): 109–114. arXiv : 2304.13101 . Bibcode :2023Natur.624..109P. doi :10.1038/s41586-023-06644-x. ISSN  1476-4687. PMC 10830411 . PMID  37938778. S2CID  260332117. 
  56. ^ Фридман, Дженнис (2 ноября 2020 г.). «Эволюция истории жизни однолетних и многолетних растений: экологические корреляты и генетические механизмы». Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics . 51 (1): 461–481. doi :10.1146/annurev-ecolsys-110218-024638. ISSN  1543-592X. S2CID  225237602.
  57. ^ Hjertaas, Ane C.; Preston, Jill C.; Kainulainen, Kent; Humphreys, Aelys M.; Fjellheim, Siri (2023). «Конвергентная эволюция синдрома ежегодной истории жизни от многолетних предков». Frontiers in Plant Science . 13. doi : 10.3389/fpls.2022.1048656 . ISSN  1664-462X. PMC 9846227. PMID  36684797 . 
  58. ^ Бойко, Джеймс Д.; Хаген, Эрик Р.; Болье, Джереми М.; Васконселос, Таис (ноябрь 2023 г.). «Эволюционные реакции стратегий жизненного цикла на климатическую изменчивость цветковых растений». New Phytologist . 240 (4): 1587–1600. doi : 10.1111/nph.18971 . ISSN  0028-646X. PMID  37194450.
  59. ^ Уильямс, Б. П.; Джонстон, И. Г.; Ковшофф, С.; Хибберд, Дж. М. (сентябрь 2013 г.). «Вывод фенотипического ландшафта раскрывает множественные эволюционные пути к фотосинтезу C4». eLife . 2 : e00961. doi : 10.7554/eLife.00961 . PMC 3786385 . PMID  24082995. 
  60. ^ Osborne, CP; Beerling, DJ (2006). «Зеленая революция природы: замечательный эволюционный рост растений C4». Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences . 361 (1465): 173–194. doi :10.1098/rstb.2005.1737. PMC 1626541. PMID  16553316 . 
  61. ^ Сейдж, Роуэн; Рассел Монсон (1999). "16". C4 Plant Biology . Elsevier. стр. 551–580. ISBN 978-0-12-614440-6.
  62. ^ Zhu, XG; Long, SP; Ort, DR (2008). «Какова максимальная эффективность, с которой фотосинтез может преобразовывать солнечную энергию в биомассу?». Current Opinion in Biotechnology . 19 (2): 153–159. doi :10.1016/j.copbio.2008.02.004. PMID  18374559. Архивировано из оригинала 1 апреля 2019 г. Получено 29 декабря 2018 г.
  63. ^ Sage, Rowan; Russell Monson (1999). "7". C4 Plant Biology . Elsevier. стр. 228–229. ISBN 978-0-12-614440-6.
  64. ^ Кадерайт, Г.; Борш, Т.; Вайзинг, К.; Фрайтаг, Х (2003). «Филогения Amaranthaceae и Chenopodiaceae и эволюция C4 фотосинтеза ». Международный журнал наук о растениях . 164 (6): 959–86. doi :10.1086/378649. S2CID  83564261.
  65. ^ Айрленд, Хилари, С.; и др. (2013). «Гены, подобные SEPALLATA1/2 яблок, контролируют развитие и созревание мякоти плода». The Plant Journal . 73 (6): 1044–1056. doi : 10.1111/tpj.12094 . PMID  23236986.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  66. ^ Heuvelink, Ep (2005). Помидоры. КАБИ. п. 72. ИСБН 978-1-84593-149-0. Архивировано из оригинала 1 апреля 2019 . Получено 17 декабря 2016 .
  67. ^ Лортс, К.; Бриггеман, Т.; Санг, Т. (2008). "Эволюция типов фруктов и распространения семян: филогенетический и экологический снимок" (PDF) . Журнал систематики и эволюции . 46 (3): 396–404. doi :10.3724/SP.J.1002.2008.08039 (неактивен 12 сентября 2024 г.). Архивировано из оригинала (PDF) 18 июля 2013 г.{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactive as of September 2024 (link)
  68. ^ Lengyel, S.; Gove, AD; Latimer, AM; Majer, JD; Dunn, RR (2010). «Конвергентная эволюция распространения семян муравьями, а также филогения и биогеография цветковых растений: глобальный обзор». Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics . 12 (1): 43–55. Bibcode :2010PPEES..12...43L. doi :10.1016/j.ppees.2009.08.001.
  69. ^ Фукусима, К; Фанг, X; и др. (2017). «Геном растения-насекомое Cephalotus обнаруживает генетические изменения, связанные с плотоядностью». Nature Ecology & Evolution . 1 (3): 0059. Bibcode : 2017NatEE...1...59F. doi : 10.1038/s41559-016-0059 . PMID  28812732.
  70. ^ abc Stayton, C. Tristan (2015). «Определение, распознавание и интерпретация конвергентной эволюции и две новые меры для количественной оценки и определения значимости конвергенции». Эволюция . 69 (8): 2140–2153. doi :10.1111/evo.12729. PMID  26177938. S2CID  3161530.
  71. ^ Stayton, C. Tristan (2008). «Удивительна ли конвергенция? Исследование частоты конвергенции в моделируемых наборах данных». Журнал теоретической биологии . 252 (1): 1–14. Bibcode : 2008JThBi.252....1S. doi : 10.1016/j.jtbi.2008.01.008. PMID  18321532.
  72. ^ Muschick, Moritz; Indermaur, Adrian; Salzburger, Walter (2012). «Конвергентная эволюция в рамках адаптивной радиации цихлидовых рыб». Current Biology . 22 (24): 2362–2368. Bibcode : 2012CBio...22.2362M. doi : 10.1016/j.cub.2012.10.048 . PMID  23159601.
  73. ^ Арбакл, Кевин; Беннетт, Шерил М.; Спид, Майкл П. (июль 2014 г.). «Простая мера силы конвергентной эволюции». Методы в экологии и эволюции . 5 (7): 685–693. Bibcode :2014MEcEv...5..685A. doi : 10.1111/2041-210X.12195 .
  74. ^ Ингрэм, Трэвис; Малер, Д. Люк (1 мая 2013 г.). «SURFACE: обнаружение конвергентной эволюции из сравнительных данных путем подгонки моделей Орнштейна-Уленбека с пошаговым информационным критерием Акаике». Методы в экологии и эволюции . 4 (5): 416–425. Bibcode :2013MEcEv...4..416I. doi : 10.1111/2041-210X.12034 . S2CID  86382470.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки