HETEROCHRONIES: PERAMORPHOSIS AT PEDOMORPHOSIS (NA MAY MGA HALIMBAWA) - BIOLOGY - 2025

Ang mga heterochronies ay isang hanay ng mga pagbabagong morphological - mahalaga sa macroevolution - mga pagbabagong naganap o pag-aayos sa bilis at tiyempo ng pag-unlad. Inuri sila sa dalawang malalaking pamilya: pedomorphosis at peramorphosis.

Ang una, pedomorphosis, ay tumutukoy sa pagpapanatili ng kabataan na hitsura ng may sapat na gulang, kung ihahambing natin ang mga ito sa mga species ng ninuno. Sa kaibahan, sa peramorphosis (kilala rin bilang recapitulation) ang mga may sapat na gulang ay nagpakita ng labis na katangian sa mga species ng lahi.

Pinagmulan: Ako, Lasing na lalaki

Ang bawat isa sa mga pamilyang ito ng heterochronies ay mayroong tatlong mekanismo na nagpapaliwanag ng pagkakaroon ng mga nabanggit na pattern. Para sa pedomorphosis ang mga ito ay progenesis, neoteny at post-displacement, habang ang mga mekanismo ng peramorphosis ay hypermorphosis, pagbilis at pre-displacement.

Sa kasalukuyan, ang pag-unawa sa ugnayan sa pagitan ng mga pattern ng pag-unlad at ebolusyon ay isa sa mga pinaka-mapaghangad na layunin ng mga biologist at na ang dahilan kung bakit ipinanganak ang "evo-devo" na disiplina. Ang mga Hetero32 ay isang pangunahing konsepto sa sangay na ito.

Ano ang heterochronies?

Ayon sa kaugalian, ang isa ay karaniwang nagsasalita ng dalawang antas ng mga pagbabago sa evolutionary biology, microevolution at macroevolution. Ang una ay malawak na pinag-aralan at hinahangad na maunawaan ang mga pagbabagong nagaganap sa mga allele frequency sa mga miyembro ng isang populasyon.

Sa kaibahan, ayon sa rate ng palitan, macroevolution, ay nagpapahiwatig ng akumulasyon ng mga pagbabago sa antas ng microevolutionary na humantong sa pag-iiba. Ang bantog na paleontologist at evolutionary biologist na si SJ Gould ay nagtuturo ng dalawang pangunahing paraan kung saan maaaring mangyari ang pagbabago ng macroe evolutionary: pagbabago at heterochronies.

Ang Heterochronies ay ang lahat ng hanay ng mga pagkakaiba-iba na nagaganap sa panahon ng pag-unlad ng ontogenetic ng isang indibidwal, sa mga tuntunin ng oras ng hitsura ng isang character o sa rate ng pagbuo nito. Ang pagbabagong ontogenetic na ito ay may mga kahihinatnan ng phylogenetic.

Sa liwanag ng ebolusyonaryong biology, ang mga heterochronies ay nagsisilbi upang ipaliwanag ang isang malawak na hanay ng mga phenomena at gumana bilang isang konsepto na pinagsasama ang isang modelo upang maipaliwanag ang pagkakaiba-iba sa mga phenomena na may kaugnayan sa pag-unlad.

Ngayon ang konsepto ay nakakuha ng maraming katanyagan at inilalapat ito ng mga mananaliksik sa iba't ibang antas - hindi na ito eksklusibo na nauunawaan ang morpolohiya - kabilang ang mga antas ng cellular at molekular.

Sa anong antas nangyayari ang heterochronies?

Ang paghahambing na itinatag sa heterochronies ay ginawa batay sa mga inapo kumpara sa kanilang mga ninuno. Sa madaling salita, ang mga inapo ng isang pangkat ay inihambing sa panlabas na pangkat. Ang kababalaghan na ito ay maaaring mangyari sa iba't ibang antas - tawagan itong populasyon o isang species.

Halimbawa, nalalaman natin na sa aming mga populasyon hindi lahat ng mga pangkaraniwang pag-unlad na nangyayari nang sabay-sabay sa lahat ng mga indibidwal: ang edad ng pagbabago ng ngipin ay hindi homogenous sa populasyon, at hindi rin ang edad ng unang regla sa mga batang babae. .

Ang isang pangunahing kadahilanan ay ang time frame na ginamit sa pag-aaral. Inirerekomenda na ito ay isang pansamantalang limitadong pag-aaral ng isang malapit na kaugnay na grupo.

Sa kabaligtaran, ang paghahambing sa mas mataas na antas (phyla, halimbawa) gamit ang tinatayang sampling ng mga oras ng oras, ay bibigyang-diin at magbubunyag ng mga pattern ng mga pagkakaiba na hindi maaaring magamit upang mas mababa ang mga proseso.

Paano sila pinag-aralan?

Ang pinakasimpleng at pinakamabilis na paraan upang matukoy ang mga potensyal na ebolusyon na kaganapan na maipaliwanag ng mga heterochronies ay sa pamamagitan ng pag-obserba at pagsusuri sa talaan ng fossil. Ang ideya sa pamamaraang ito ay upang makilala ang mga pagbabagong naganap sa mga tuntunin ng laki at edad.

Mula sa punto ng pananaw ng mga paleontologist, ang mga heterochronies ay mga pangunahing proseso upang maunawaan ang ebolusyon ng isang tiyak na grupo at magagawang masubaybayan ang mga ugnayang phylogenetic sa pagitan nila.

Mga proseso ng Ontogenetic na nakakaapekto sa rate ng paglago

Pedormofosis

Ang pedomorphosis ay nangyayari kapag ang mga porma ng may sapat na gulang ay nagpapakita ng mga karaniwang katangian o katangian ng mga juvenile.

Mayroong tatlong mga kaganapan na maaaring humantong sa pedomorphosis. Ang una ay progenesis, kung saan ang oras para sa pagbuo ng kaugalian ay pinaikling, sa pangkalahatan ay sanhi ng pagsulong sa sekswal na kapanahunan.

Ang Neotheony, sa kabilang banda, binabawasan ang rate ng pagbabago sa pag-unlad ng ontogenetic. Samakatuwid, ang mga tampok ng kabataan ay napanatili sa may sapat na gulang. Sa wakas, ang post-displacement ay nagsasangkot sa pag-unlad ng isang late-onset na katangian.

Peramorphosis

Ang Peramorphosis ay isang pagmamalabis o pagpapalawak ng isang tiyak na morpolohiya ng indibidwal na may sapat na gulang, kung ihahambing sa ninuno nito.

Tulad ng sa pedomorphosis, ang peramorphosis ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng tatlong mga kaganapan. Ang Hypermorphosis ay sumasaklaw sa isang pagkaantala sa edad ng kapanahunan, kaya lumalaki ang katawan hanggang sa dumating ang kapanahunan. Ang prosesong ito ay kumakatawan sa isang extension ng proseso ng ontogenetic.

Ang pagbilis ay tumutukoy sa pagtaas ng mga rate ng palitan. Kabaligtaran sa nakaraang kaso, sa pagpabilis, ang edad ng sekswal na kapanahunan ay pareho para sa mga ninuno at mga inapo. Sa wakas, ang pre-displacement ay tumutukoy sa pinakaunang simula ng hitsura ng isang tampok.

Sa mga vertebrates, ang peramorphosis ay lilitaw na higit pa sa isang teoretikal na modelo kaysa sa isang kaganapan na nangyayari sa katotohanan. May mga kakulangan ng data at sa napaka-tiyak na mga kaso ng proseso.

Mga halimbawa

Heterochronies sa pagbuo ng

Maaari ring mapag-aralan ang Heterochronies sa antas ng molekular at may iba't ibang mga pamamaraan upang isagawa ang mga pagsisiyasat na ito.

Halimbawa, hinahangad ni Kim et al. (2000) na maunawaan ang mga heterochronies sa maagang pag-unlad ng iba't ibang mga species ng Drosophila - na kilala bilang mga lilipad ng prutas.

Ang mga resulta ay nagmumungkahi na sa tatlong nasuri na species (D. melanogaster, D. simulans, at D. pseudoobscura) mayroong isang temporal na paglilipat ng ontogenetic trajectory sa mga unang yugto ng pag-unlad. Ang mga simulans ay nagpakita ng mga naunang pattern ng expression, na sinundan ng D. melanogaster at nagtatapos sa at D. pseudoobscura.

Ang mga kaliskis ng oras kung saan ang expression ng gene ay nag-iiba sa pagitan ng mga species ay mas mababa sa kalahating oras. Ipinagpalagay ng mga may-akda na may mga pakikipag-ugnay sa epigenetic sa pagitan ng pagpapahayag ng mga gen na pinag-aralan at ang pag-synchronise ng cell cycle na humantong sa umiiral na mga pagkakaiba-iba ng morphological sa pagitan ng mga species.

Salamanders

Ang mga Salamander ay ang klasikong halimbawa ng neoteny, partikular ang mga species na Ambystoma mexicanum. Ang mga porma ng pang-adulto ng species na ito ay nagpapakita ng kanilang mga katangian ng gills, na tipikal ng mga yugto ng juvenile.

Mga Tao

Ipinagpalagay na ang morpolohiya ng mga tao ay produkto ng isang neoteny event. Kung ihahambing namin ang mga istruktura ng aming bungo, halimbawa, makakahanap kami ng higit na pagkakatulad sa isang form ng juvenile ng aming simian na ninuno kaysa sa mga pagkakaiba-iba ng mga may sapat na gulang.

Mga Sanggunian

1. Goswami, A., Foley, L., & Weisbecker, V. (2013). Mga pattern at implikasyon ng malawak na heterochrony sa carnivoran cranial suture closure. Journal ng evolutionary biology, 26 (6), 1294-1306.
2. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Ang mga pinagsamang prinsipyo ng zoology. McGraw - Hill.
3. Kardong, KV (2006). Mga Vertebrates: comparative anatomy, function, evolution. McGraw-Hill.
4. Kim, J., Kerr, JQ, & Min, GS (2000). Ang molekular heterochrony sa maagang pag-unlad ng Drosophila. Mga pamamaraan ng National Academy of Sciences, 97 (1), 212-216.
5. Smith, KK (2003). Arrow ng Oras: heterochrony at ang ebolusyon ng pag-unlad. International Journal of Developmental Biology, 47 (7-8), 613-621.