수렴 진화 : 구성 요소 및 예 - 생물학

수렴 진화는 독립적으로 두 개 이상의 계통의 표현형의 유사성의 출현이다. 일반적으로이 패턴은 관련된 그룹이 동등한 선택 압력으로 변환되는 유사한 환경, 미세 환경 또는 생활 방식에 노출 될 때 관찰됩니다.

따라서 문제의 생리적 또는 형태 학적 특성은 그러한 조건에서 생물학적 적합성 (적합성) 및 경쟁 능력을 증가시킵니다. 특정 환경에서 수렴이 발생하면이 특성이 적응 형이라는 것을 직감 할 수 있습니다. 그러나 실제로 인구의 적합성을 증가시키는 증거를 사용하여 특성의 기능을 확인하기위한 추가 연구가 필요합니다.

돌고래와 어룡이 공유하는 특성의 예. 이 둘은 매우 유사하지만 계통 학적으로 말하면 매우 멀고 거기에 언급 된 특성은 독립적으로 획득되었습니다.
출처 : Wikimedia Commons의 회의적 견해

수렴 진화의 가장 주목할만한 사례 중에는 척추 동물의 비행, 척추 동물과 무척추 동물의 눈, 물고기와 수생 포유류의 스핀들 형태 등을 언급 할 수 있습니다.

수렴 진화 란 무엇입니까?

신체적으로 상당히 비슷한 두 사람을 만났다고 상상해 봅시다. 그들은 둘 다 같은 높이, 눈 색깔 및 머리 색깔을 가지고 있습니다. 그들의 기능도 비슷합니다. 우리는 아마도 두 사람이 형제 자매, 사촌 또는 먼 친척이라고 가정 할 것입니다.

그럼에도 불구하고 우리의 예에서 사람들 사이에 밀접한 가족 관계가 없다는 것을 아는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 대규모 진화에서도 마찬가지입니다. 때로는 유사한 형태가 더 최근의 공통 조상을 공유하지 않습니다.

즉, 진화 과정에서 둘 이상의 그룹에서 유사한 특성을 독립적으로 획득 할 수 있습니다.

일반 정의

생물 학자들은 진화 적 수렴 또는 수렴에 대해 두 가지 일반적인 정의를 사용합니다. 두 정의 모두 둘 이상의 계보가 서로 유사한 문자를 진화시켜야합니다. 이 정의는 암묵적이지만 일반적으로 "진화 적 독립"이라는 용어를 포함합니다.

그러나 정의는 패턴을 얻기 위해 필요한 특정 진화 과정이나 메커니즘에서 다릅니다.

메커니즘이없는 수렴의 정의는 다음과 같습니다 : "조상의 특성에서 유사한 특성의 독립적 인 진화"또는 "독립적 인 진화 적 혈통에서 유사한 특성의 진화".

제안 된 메커니즘

반대로 다른 저자들은 패턴을 설명하기 위해 메커니즘을 공진화 개념에 통합하는 것을 선호합니다.

예를 들어, "유사한 환경이나 생명체에 대한 적응의 출현으로 인해 먼 관련 유기체에서 유사한 형질의 독립적 인 진화"가 있습니다.

두 정의 모두 과학 기사와 문헌에서 널리 사용됩니다. 진화 적 수렴의 핵심 아이디어는 관련된 혈통의 공통 조상이 다른 초기 상태를 가지고 있음을 이해하는 것입니다.

진화 적 의미

메커니즘을 포함하는 수렴의 정의 (이전 섹션에서 언급 됨)에 따라 분류군이 경험하는 선택적 압력의 유사성 덕분에 표현형의 유사성을 설명합니다.

진화의 관점에서 이것은 적응의 관점에서 해석됩니다. 즉, 수렴을 통해 얻은 특성은 어떤 식 으로든 적합성을 증가시킬 것이기 때문에 상기 환경에 대한 적응입니다.

그러나 진화 적 수렴이 일어나고 특성이 적응하지 못하는 경우가 있습니다. 즉, 관련된 혈통은 동일한 선택 압력을받지 않습니다.

진화 적 수렴 대 병렬

문헌에서 수렴과 병렬성의 차이를 찾는 것이 일반적입니다. 일부 저자는 두 개념을 분리하기 위해 비교할 그룹 간의 진화 적 거리를 사용합니다.

두 개 이상의 유기체 그룹에서 형질의 반복 된 진화는 유사한 표현형이 관련 계보에서 진화하는 경우 병렬로 간주되는 반면, 수렴은 별개의 또는 상대적으로 먼 계보에서 유사한 형질의 진화를 포함합니다.

컨버전스와 병렬성의 또 다른 정의는 구조와 관련된 개발 경로 측면에서 이들을 분리하는 것입니다. 이러한 맥락에서 수렴 진화는 다른 발달 경로를 통해 유사한 특성을 생성하는 반면 병렬 진화는 유사한 경로를 통해 그렇게합니다.

그러나 병렬 진화와 수렴 진화의 구별은 논란의 여지가있을 수 있으며 문제가되는 특성의 분자 기반을 식별 할 때 더욱 복잡해집니다. 이러한 어려움에도 불구하고 두 개념과 관련된 진화 적 의미는 상당합니다.

수렴 대 발산

선택은 유사한 환경에서 유사한 표현형을 선호하지만 모든 경우에 적용될 수있는 현상은 아닙니다.

모양과 형태의 관점에서 볼 때 유사성은 유기체가 서로 경쟁하게 만들 수 있습니다. 그 결과, 선택은 지역적으로 공존하는 종 간의 차이를 선호하여 특정 서식지에 대해 예상되는 수렴 정도와 발산 정도 사이에 긴장을 만듭니다.

가깝고 틈새 시장이 상당히 겹치는 개인은 표현형 유사성을 기반으로 가장 강력한 경쟁자이며, 이는 유사한 방식으로 리소스를 활용하도록 유도합니다.

이러한 경우, 다양한 선택은 적응 방사선으로 알려진 현상으로 이어질 수 있습니다.이 현상은 혈통이 짧은 시간에 매우 다양한 생태적 역할을 가진 다른 종을 생성합니다. 적응 방사선을 촉진하는 조건에는 환경 이질성, 포식자의 부재 등이 포함됩니다.

적응 방사선과 수렴 진화는 동일한 "진화 동전"의 양면으로 간주됩니다.

수렴은 어떤 수준에서 발생합니까?

진화론 적 수렴과 유사점의 차이를 이해하는 데있어 매우 흥미로운 질문이 생깁니다. 자연 선택이 유사한 형질의 진화를 선호 할 때 동일한 유전자에서 발생합니까, 아니면 유사한 표현형을 초래하는 다른 유전자와 돌연변이를 포함 할 수 있습니까?

지금까지 생성 된 증거에 따르면 두 질문에 대한 답은 모두 '예'인 것으로 보입니다. 두 가지 주장을 모두 뒷받침하는 연구가 있습니다.

지금까지 일부 유전자가 진화 진화에서 "재사용"되는 이유에 대한 구체적인 답은 없지만, 그 문제를 밝히려는 경험적 증거가 있습니다.

동일한 유전자를 포함하는 변화

예를 들어, 식물의 개화시기, 곤충의 살충제 저항성, 척추 동물과 무척추 동물의 색소 침착의 반복적 인 진화는 동일한 유전자를 포함하는 변화를 통해 발생하는 것으로 나타났습니다.

그러나 특정 형질의 경우 소수의 유전자 만 형질을 변경할 수 있습니다. 시각의 경우 : 색각의 변화는 옵신 유전자와 관련된 변화에서 반드시 발생해야합니다.

대조적으로, 다른 특성에서는 그들을 제어하는 유전자가 더 많습니다. 식물의 개화시기에는 약 80 개의 유전자가 관련되어 있지만, 진화 과정에서 변화가 입증 된 것은 몇 가지뿐입니다.

예

1997 년에 Moore와 Willmer는 융합 현상이 얼마나 흔한 지 궁금해했습니다.

이 저자들에게는이 질문에 대한 답이 없습니다. 그들은 지금까지 설명한 예제를 기반으로 상대적으로 높은 수준의 수렴이 있다고 주장합니다. 그러나 그들은 유기적 존재의 진화 적 수렴에 대한 상당한 과소 평가가 여전히 있다고 주장합니다.

진화 책에서 우리는 수렴의 고전적인 예를 찾을 수 있습니다. 독자가이 주제에 대한 지식을 넓히고 싶다면 McGhee의 저서 (2011)를 참조하면 생명 나무의 여러 그룹에서 수많은 예를 찾을 수 있습니다.

척추 동물의 비행

유기적 존재에서 진화 적 수렴의 가장 놀라운 예 중 하나는 새, 박쥐 및 현재 멸종 된 익룡의 세 가지 척추 동물 계통에서 날아가는 모습입니다.

사실, 오늘날의 날으는 척추 동물 그룹의 수렴은 앞다리를 비행을 허용하는 구조로 수정하는 것 이상입니다.

일련의 생리적 및 해부학 적 적응은 두 그룹간에 공유됩니다. 예를 들어, 비행 중 개인의 질량을 줄여 비용을 낮추고 더 정서적으로 만드는 짧은 장을 갖는 특성이 있습니다.

더욱 놀랍게도 다른 연구자들은 가족 수준에서 박쥐와 새 그룹 내에서 진화 적 수렴을 발견했습니다.

예를 들어, Molossidae과의 박쥐는 조류의 Hirundinidae (제비 및 동맹)과 유사합니다. 두 그룹 모두 높은 고도에서 비슷한 날개를 보이는 빠른 비행이 특징입니다.

마찬가지로 Nycteridae 가족의 구성원은 Passerine Bird (Passeriformes)와 다양한 측면에서 수렴합니다. 둘 다 저속으로 비행하고 초목을 통해 조종 할 수 있습니다.

아이 아이와 설치류

진화 적 수렴의 뛰어난 예는 어제 눈과 다람쥐라는 두 포유류 그룹을 분석 할 때 발견됩니다.

오늘날, aye-aye (Daubentonia madagascariensis)는 마다가스카르 고유종 lemuriform 영장류로 분류됩니다. 그들의 특이한 식단은 기본적으로 곤충으로 이루어져 있습니다.

따라서 aye-aye는 급성 청력, 중지 및 앞니가 자라는 치아와 같은 영양 습관과 관련된 적응을 가지고 있습니다.

틀니는 여러 가지면에서 설치류와 비슷합니다. 앞니의 모양뿐만 아니라 매우 유사한 치과 공식을 공유합니다.

두 분류군 사이의 모습이 너무나 놀랍기 때문에 첫 번째 분류 학자는 다른 다람쥐와 함께 aye-aye를 Sciurus 속으로 분류했습니다.

참고 문헌

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수렴 진화 : 구성 요소 및 예 - 생물학 - 2026