Parallele Evolution

Parallele Evolution ist die unabhängige Evolution ähnlicher Merkmale, ausgehend von einem ähnlichen Ahnenzustand. Häufig ist dies die Situation in enger verwandten Linien, wo mehrere Arten auf ähnliche Herausforderungen in ähnlicher Weise reagieren.

Eines der spektakulärsten Beispiele für parallele Evolution liefern die beiden Hauptzweige der Säugetiere, die Plazentalen und Beuteltiere, die nach dem Zerfall von Landmassen wie Gondwanaland vor etwa 100 Millionen Jahren unabhängige evolutionäre Wege eingeschlagen haben. In Südamerika teilten sich Beuteltiere und Plazentalen das Ökosystem (vor dem Great American Interchange); In Australien setzten sich Beuteltiere durch; und in der Alten Welt siegten die Plazentalen. In all diesen Orten waren Säugetiere jedoch klein und füllten nur begrenzte Plätze im Ökosystem aus, bis vierzig Millionen Jahre später das Massensterben der Dinosaurier einsetzte. Zu dieser Zeit nahmen Säugetiere auf allen drei Landmassen eine viel größere Vielfalt an Formen und Rollen an. Während einige Formen für jede Umgebung einzigartig waren, Überraschend ähnliche Tiere sind oft in zwei oder drei der getrennten Kontinente aufgetaucht. Beispiele hierfür sind die Litopterns und Pferde, deren Beine schwer zu unterscheiden sind; der europäische Säbelzahntiger (Smilodon) und das südamerikanische Beuteltier Säbelzahn (Thylacosmilus); der tasmanische Wolf und der europäische Wolf; ebenso Beuteltier- und Plazentamole, fliegende Eichhörnchen und (wohl) Mäuse.

Parallele vs. konvergente Evolution

Für ein bestimmtes Merkmal, das in jeder der beiden Linien von einem bestimmten Vorfahren zu einem späteren Nachkommen verläuft, Parallele und konvergente evolutionäre Trends können streng definiert und klar voneinander unterschieden werden. Wenn beide Nachkommen in einer bestimmten Hinsicht ähnlich sind, wird die Evolution als parallel definiert, wenn die betrachteten Vorfahren ebenfalls ähnlich waren, und konvergent, wenn dies nicht der Fall war.

Wenn die Ahnenformen nicht spezifiziert oder unbekannt sind oder die Bandbreite der betrachteten Merkmale nicht klar spezifiziert ist, wird die Unterscheidung zwischen paralleler und konvergenter Evolution subjektiver. Zum Beispiel wird das markante Beispiel ähnlicher Plazenta- und Beuteltierformen von Richard Dawkins in The Blind Watchmaker als ein Fall konvergenter Evolution beschrieben, da Säugetiere auf jedem Kontinent vor dem Aussterben der Dinosaurier eine lange Evolutionsgeschichte hatten, unter der sich relevante Unterschiede ansammeln konnten. Stephen Jay Gould beschreibt viele der gleichen Beispiele als parallele Evolution ausgehend vom gemeinsamen Vorfahren aller Beuteltiere und Plazentalen. Viele entwickelte Ähnlichkeiten können im Konzept als parallele Evolution von einem entfernten Vorfahren beschrieben werden, mit Ausnahme derjenigen, bei denen ganz unterschiedliche Strukturen für eine ähnliche Funktion kooptiert werden. Betrachten Sie zum Beispiel Mixotricha paradoxa, eine Mikrobe, die ein System von Reihen scheinbarer Zilien und Basalkörper aufgebaut hat, die denen von Ciliaten sehr ähnlich sind, aber tatsächlich kleinere Symbiontenmikroorganismen sind, oder die unterschiedlich orientierten Schwänze von Fischen und Walen. Umgekehrt könnte jeder Fall, in dem sich Linien nicht gleichzeitig im selben Ökoraum entwickeln, als konvergente Evolution zu einem bestimmten Zeitpunkt beschrieben werden.

Die Definition eines Merkmals ist entscheidend für die Entscheidung, ob eine Änderung als divergent oder als parallel oder konvergent angesehen wird. Beachten Sie im obigen Bild, dass, da Serin und Threonin ähnliche Strukturen mit einer Alkoholseitenkette besitzen, das mit „divergent“ gekennzeichnete Beispiel als „parallel“ bezeichnet würde, wenn die Aminosäuren nach Ähnlichkeit gruppiert würden, anstatt einzeln betrachtet zu werden. Ein weiteres Beispiel: Wenn Gene in zwei Spezies unabhängig voneinander durch Regulation durch einen bestimmten Transkriptionsfaktor auf dieselbe Region der Tiere beschränkt werden, kann dies als ein Fall paralleler Evolution beschrieben werden – aber die Untersuchung der tatsächlichen DNA-Sequenz wird wahrscheinlich nur divergierende Änderungen in einzelnen Basispaarpositionen zeigen, da eine neue Transkriptionsfaktor-Bindungsstelle an einer Vielzahl von Stellen innerhalb des Gens mit ähnlicher Wirkung hinzugefügt werden kann.

Eine ähnliche Situation tritt unter Berücksichtigung der Homologie morphologischer Strukturen auf. Zum Beispiel besitzen viele Insekten zwei Paare von fliegenden Flügeln. Bei Käfern wird das erste Flügelpaar zu Flügelabdeckungen mit geringer Rolle im Flug gehärtet, während bei Fliegen das zweite Flügelpaar zu kleinen Halftern verdichtet wird, die für das Gleichgewicht verwendet werden. Wenn die beiden Flügelpaare als austauschbare, homologe Strukturen betrachtet werden, kann dies als parallele Verringerung der Flügelzahl beschrieben werden, ansonsten sind die beiden Änderungen jedoch jeweils divergierende Änderungen in einem Flügelpaar.

Ähnlich wie die konvergente Evolution beschreibt die evolutionäre Evolution, wie unabhängige Arten durch ihre Evolution in ähnlichen Ökosystemen ähnliche Eigenschaften erlangen, jedoch nicht gleichzeitig (Rückenflossen von Haien und Ichthyosauriern).

Beispiele

• Im Pflanzenreich sind die bekanntesten Beispiele für parallele Evolution die Formen der Blätter, wo sehr ähnliche Muster immer wieder in getrennten Gattungen und Familien aufgetaucht sind.
• Bei Schmetterlingen finden sich viele enge Ähnlichkeiten in den Mustern der Flügelfärbung, sowohl innerhalb als auch zwischen den Familien.
• Stachelschweine der Alten und der Neuen Welt hatten einen gemeinsamen Vorfahren, beide entwickelten auffallend ähnliche Federkielstrukturen; Dies ist auch ein Beispiel für konvergente Evolution, da sich ähnliche Strukturen sowohl bei Igeln als auch bei Echidnas entwickelten.
• Zeitgleiche Evolution der ausgestorbenen Paläothermen und ausgestorbenen Paläothermen, die beide den gleichen Umweltraum teilten.

• Dawkins, R. 1986. Der blinde Uhrmacher. Norton & Unternehmen.
• Mayr. 1997. Was ist Biologie. Harvard University Press
• Schluter, D., E. A. Clifford, M. Nemethy und J. S. McKinnon. 2004. Parallele Evolution und Vererbung quantitativer Merkmale. Amerikanischer Naturforscher 163: 809-822.

• Fotografischer Vergleich von Beuteltier- und Plazenta-Säugetieren

Siehe auch

• Konvergente Evolution
• Evolutionsrelais
• Homologie (Biologie)
• Mimikry

Evolutionsmuster: Konvergente Evolution * Evolutionäres Relais • Parallele Evolution

Farbe und Form: Aposematismus • Mimikry • Krypsis

Wechselwirkungen zwischen Arten: Gegenseitigkeit * Kooperation • Raub * Parasitismus