HETEROCHRONIES: PERAMORPHOSIS ÉS PEDOMORPHOSIS (PÉLDÁKKAL) - BIOLÓGIA - 2025

A heterokrómok egy sor morfológiai változás - döntő jelentőségű a makroevolúcióban - a bekövetkező változások vagy a fejlődés sebességének és ütemezésének elrendezése. Két nagy családba sorolhatók: pedomorphosis és peramorphosis.

Az első, a pedomorfózis arra vonatkozik, hogy a felnőtt fiatalos megjelenését megőrizze, ha összehasonlítjuk őket az ősi fajokkal. Ezzel szemben a peramorphosisban (más néven újrafoglalás) a felnőttek túlzott tulajdonságokat mutatnak az leszármazott fajokban.

Forrás: Én, Drow férfi

A heterochronikák ezen családjai mindegyikének három mechanizmusa van, amelyek magyarázzák a fent említett minták létezését. A pedomorphosis esetében ezek progenesis, neoteny és post-eltolódások, míg a peramorphosis mechanizmusai a hypermorphosis, gyorsulás és pre-eltolódás.

Jelenleg a biológusok egyik legambiciózusabb célja a fejlődési minták és az evolúció kapcsolatának megértése, ezért született az „evo-devo” fegyelem. A heterochronies kulcsfontosságú fogalom ebben az ágban.

Mik a heteroszkópák?

Hagyományosan, általában az evolúciós biológia, a mikroevolúció és a makroevolúció két szintjéről beszélnek. Az elsőt széles körben tanulmányozzák, és megkísérelik megérteni azokat a változásokat, amelyek az allélfrekvenciákban bekövetkeznek a lakosság egy tagjánál.

Ezzel szemben az árfolyamnak megfelelő makroevolúció a változások diverzifikációhoz vezető változásainak felhalmozódását vonja maga után a mikroevolúció szintjén. A híres paleontológus és evolúciós biológus SJ Gould két fő módszert mutat be, amelyekben a makroevolúciós változás bekövetkezhet: az innovációt és a heterokrónokat.

A heterochronies mindazok a variációk, amelyek az egyén ongenetikus fejlődése során fordulnak elő, egy karakter megjelenési ideje vagy formációjának sebessége szempontjából. Ennek a ontogenetikus változásnak filogenetikai következményei vannak.

Az evolúciós biológia fényében a heterokróniák a jelenségek széles skálájának magyarázatát szolgálják, és olyan fogalomként funkcionálnak, amely egységesíti a modellt, hogy a sokféleséget a fejlődéshez kapcsolódó jelenségekkel magyarázza.

Manapság a koncepció nagy népszerűségnek örvend, és a kutatók különféle szinteken alkalmazzák - már nem értik kizárólag a morfológiát - beleértve a sejtek és a molekulák szintjét is.

Milyen szinten fordul elő heterochronies?

A heteroszkópiai összehasonlítás az őseikhez viszonyítva leszármazottak alapján történik. Más szavakkal, egy csoport leszármazottait összehasonlítják a külső csoporttal. Ez a jelenség különböző szinteken fordulhat elő - nevezzük populációnak vagy fajnak.

Például tudatában vagyunk annak, hogy populációnkban nem minden fejlõdési jelenség fordul elő egyszerre minden egyénnél: a fogak váltásának kora nem egységes a lakosságban, és a lányoknál sem az elsõ menstruáció kora.

Kulcsfontosságú tényező a tanulmányban alkalmazott időkeret. Javasoljuk, hogy ez egy szorosan kapcsolódó csoport átmenetileg korlátozott tanulmánya legyen.

Ezzel szemben a magasabb szinteken (például phyla) végzett összehasonlításokat hangsúlyozni kell az időtartamok hozzávetőleges mintavételével, és olyan különbségek pontozott mintáit fogja mutatni, amelyek nem használhatók fel a folyamatok következtetésére.

Hogyan tanulják őket?

A heterochronikákkal magyarázható lehetséges evolúciós események meghatározásának legegyszerűbb és leggyorsabb módja a fosszilis adatok megfigyelése és elemzése. Ennek az eljárásnak az a célja, hogy képes legyen felismerni a változásokat, amelyek méretük és életkoruk szerint változtak.

A paleontológusok szempontjából a heterokrólok kulcsfontosságú folyamatok egy adott csoport fejlődésének megértéséhez és a közöttük lévő filogenetikai kapcsolatok nyomon követéséhez.

Ontogenetikus folyamatok, amelyek befolyásolják a növekedési sebességet

Pedormofosis

Pedomorfózis akkor fordul elő, ha a felnőttkori formák jellemzően jellemzik a fiatalkorúak jellemzőit vagy jellemzőit.

Három esemény okozhat pedomorfózist. Az első a progenesis, ahol a tulajdonság kialakulásának ideje lerövidül, általában a nemi érettség előrehaladtával.

A neotónia viszont csökkenti az ongenetikus fejlődés változásának sebességét. Ezért a fiatalos vonások megmaradnak a felnőttkorban. Végül, az elmozdulás magában foglalja egy későn megjelenő vonás kialakulását.

Peramorphosis

A peramorphosis a felnőtt egyén bizonyos morfológiájának túlzás vagy kiterjesztése az őseivel összehasonlítva.

A pedomorphosishoz hasonlóan a peramorphosis három eseményvel magyarázható. A hipermorfózis magában foglalja az érettség korának késleltetését, tehát a test növekszik az érettség megérkezéséig. Ez a folyamat az ongenetikus folyamat kiterjesztését jelenti.

A gyorsulás az árfolyam-növekedésre utal. Az előző esettel ellentétben a gyorsulás során a nemi érettség kora azonos az ősök és leszármazottak esetében. Végül: az előzetes elmozdulás egy szolgáltatás megjelenésének legkorábbi megjelenésére utal.

A gerinces állatokban a peramorphosis inkább egy elméleti modell, mint a valóságban bekövetkező esemény. Hiányos adat áll rendelkezésre, és a folyamat nagyon specifikus eseteiben.

Példák

Heterochronies a

A heterokrómokat molekuláris szinten is lehet tanulmányozni, és különféle módszerek vannak a vizsgálatok elvégzésére.

Például Kim és munkatársai (2000) megpróbálták megérteni a különböző Drosophila-fajok korai fejlődésének heterokrónokat - a gyümölcslegyek néven ismertek.

Az eredmények arra utalnak, hogy a három vizsgált fajban (D. melanogaster, D. simulans és D. pseudoobscura) a fejlődés korai szakaszában az ontogenetikai trajektúra időbeli eltolódása tapasztalható. A D. simulans korábbi expressziós mintázatokat mutatott, amelyeket D. melanogaster követ, és D. pseudoobscura-val fejeződik be.

Az az időtartam, amelyben a gén expresszió fajonként változó volt, kevesebb, mint fél óra. A szerzők azt sugallják, hogy epigenetikus kölcsönhatások vannak a vizsgált gének expressziója és a sejtciklus szinkronizálása között, amelyek a fajok közötti meglévő morfológiai különbségekhez vezetnek.

szalamandrák

A szalamandrák a klasszikus példa a neotenyára, különös tekintettel az Ambystoma mexicanum fajra. Ennek a fajnak a felnőtt formái a fiatalkori stádiumra jellemző jellegzetes kopoltyúival rendelkeznek.

Az emberek

Arra gondolunk, hogy az emberek morfológiája a neotenia esemény eredménye. Ha például összehasonlítjuk a koponyánk szerkezetét, akkor több hasonlóságot találunk a simian őseink fiatalkori formájával, mint a felnőtt variációkkal.

Irodalom

1. Goswami, A., Foley, L. és Weisbecker, V. (2013). A kiterjedt heterokrónia mintázata és következményei a carnivoran koponyavarrás bezárásában. Journal of evolutionary biology, 26 (6), 1294-1306.
2. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, és Garrison, C. (2001). Az állattan integrált alapelvei. McGraw - Hill.
3. Kardong, KV (2006). Gerinces: összehasonlító anatómia, funkció, evolúció. McGraw-Hill.
4. Kim, J., Kerr, JQ, & Min, GS (2000). Molekuláris heterokrónia a Drosophila korai fejlődésében. A Nemzeti Tudományos Akadémia folyóiratai, 97 (1), 212-216.
5. Smith, KK (2003). Idő nyíl: heterokrónia és a fejlődés evolúciója. International Journal of Developmental Biology, 47 (7-8), 613-621.