Parallel evolution on samankaltaisten piirteiden itsenäinen evoluutio, joka alkaa samanlaisesta esivanhemmasta. Usein tämä on tilanne läheisemmissä sukuhaaroissa, joissa useat lajit vastaavat samanlaisiin haasteisiin samalla tavalla.
yksi näyttävimmistä esimerkeistä rinnakkaisesta evoluutiosta on nisäkkäiden kaksi päähaaraa, istukat ja pussieläimet, jotka ovat kulkeneet itsenäisiä evoluutioreittejä maamassojen kuten gondwanalandin hajoamisen jälkeen noin 100 miljoonaa vuotta sitten. Etelä-Amerikassa pussieläimet ja istukat jakoivat ekosysteemin (ennen Amerikan suurta vaihtumista); Australiassa pussieläimet voittivat; ja Vanhassa maailmassa istukat voittivat. Kaikilla näillä paikkakunnilla Nisäkkäät olivat kuitenkin pieniä ja täyttivät vain rajalliset paikat ekosysteemissä dinosaurusten joukkosukupuuttoon asti neljäkymmentä miljoonaa vuotta myöhemmin. Näihin aikoihin Nisäkkäät kaikilla kolmella maamassalla alkoivat saada paljon laajempia muotoja ja rooleja. Vaikka jotkin muodot olivat ainutlaatuisia jokaisessa ympäristössä, yllättävän samanlaisia eläimiä on usein ilmaantunut kahteen tai kolmeen toisistaan erotettuun maanosaan. Tällaisia ovat esimerkiksi litopternit ja hevoset, joiden jalkoja on vaikea erottaa toisistaan; Euroopan sapelihammastiikeri (Smilodon) ja Etelä-Amerikan pussihammastiikeri (Thylacosmilus); Tasmaniansusi ja euroopansusi; samoin pussihammasmyyrät ja istukkamyyrät, liito-oravat ja (luultavasti) hiiret.
Parallel vs. convergent evolution
evoluutio aminohappoasennossa. Kussakin tapauksessa vasen laji muuttuu sisällyttämällä alaniini (A) tiettyyn kohtaan proteiinissa hypoteettisessa yhteisessä esi-Isässä, joka on päätelty useiden lajien sekvenssien vertailusta, ja sisältää nyt seriinin (S) nykyisessä muodossaan. Oikeanpuoleinen laji voi tässä aminohappoasennossa käydä läpi divergentin, yhdensuuntaisen tai konvergentin evoluution verrattuna ensimmäisen lajin asemaan.
kun on kyse tietystä piirteestä, joka etenee kussakin kahdessa sukulinjassa määrätystä esi-isästä myöhempään jälkeläiseen, voidaan samansuuntaiset ja konvergentit evolutionaariset suuntaukset määritellä tarkasti ja erottaa selvästi toisistaan. Kun molemmat jälkeläiset ovat tietyssä suhteessa samanlaisia, evoluutio määritellään rinnakkaiseksi, jos myös tarkastellut esi-isät olivat samanlaisia, ja konvergentiksi, jos ne eivät olleet.
kun esivanhempien muodot ovat määrittelemättömiä tai tuntemattomia tai tarkasteltavien piirteiden kirjoa ei ole selvästi määritelty, ero rinnakkaisen ja konvergentin evoluution välillä muuttuu subjektiivisemmaksi. Esimerkiksi Richard Dawkins kuvailee sokeassa Kellosepässä samankaltaisten istukka-ja pussieläinmuotojen silmiinpistävää esimerkkiä konvergenttisen evoluution tapaukseksi, koska nisäkkäillä oli kullakin mantereella pitkä evoluutiohistoria ennen dinosaurusten sukupuuttoa, jonka alle kerääntyi olennaisia eroja. Stephen Jay Gould kuvailee monia samoja esimerkkejä rinnakkaiseksi evoluutioksi alkaen kaikkien pussieläinten ja istukkaeläinten yhteisestä esi-isästä. Monia kehittyneitä yhtäläisyyksiä voidaan kuvata käsitteellisesti rinnakkaisena evoluutiona kaukaisesta esi-isästä, poikkeuksena ne, joissa aivan erilaiset rakenteet yhdistetään samankaltaiseen funktioon. Ajatellaanpa esimerkiksi Mixotricha paradoxaa, mikrobia, joka on koonnut rivistöihin näennäisiä värekarvoja ja tyvirunkoja, jotka muistuttavat läheisesti siilien värekarvoja, mutta jotka ovat todellisuudessa pienempiä symbioottisia pieneliöitä, tai kalojen ja valaiden eri tavoin suuntautuneita pyrstöjä. Vastaavasti tapauksia, joissa sukulinjat eivät kehity samaan aikaan samassa ekosuhteessa, voidaan kuvata konvergentiksi kehitykseksi jossain vaiheessa.
piirteen määrittely on ratkaisevaa ratkaistaessa, nähdäänkö muutos divergenttinä vai rinnakkaisena vai konvergenttina. Huomaa yllä olevassa kuvassa, että koska seriinillä ja treoniinilla on samanlaiset rakenteet alkoholin sivuketjun kanssa, ”divergentiksi” merkittyä esimerkkiä kutsuttaisiin ”rinnakkaiseksi”, jos aminohapot ryhmiteltäisiin samankaltaisuuden perusteella sen sijaan, että niitä tarkasteltaisiin erikseen. Toinen esimerkki on, että jos kahden lajin geenit rajoittuvat itsenäisesti samalle alueelle eläinten säätelyn kautta tietyn transkriptiotekijän avulla, tätä voidaan kuvata rinnakkaisen evoluution tapaukseksi – mutta varsinaisen DNA-sekvenssin tutkiminen näyttää todennäköisesti vain poikkeavia muutoksia yksittäisissä basepair-asennoissa, koska uusi transkriptiotekijän sitoutumiskohta voidaan lisätä geenin sisällä moniin paikkoihin, joilla on samanlainen vaikutus.
vastaavanlainen tilanne ilmenee morfologisten rakenteiden homologiasta. Esimerkiksi monilla hyönteisillä on kaksi paria lentäviä siipiä. Kovakuoriaisilla ensimmäinen siipipari on kovettunut siipipeitteiksi, joilla ei ole juurikaan merkitystä lennossa, kun taas kärpäsissä toinen siipipari tiivistyy pieniksi riimuiksi, joita käytetään tasapainoon. Jos kahta siipiparia pidetään keskenään vaihdettavina, homologisina rakenteina, tätä voidaan kuvata samansuuntaisena siipien määrän vähenemisenä, mutta muuten nämä kaksi muutosta ovat kumpikin toisistaan poikkeavia muutoksia yhdessä siipiparissa.
konvergentin evoluution tapaan evolutionaarinen rele kuvaa, miten itsenäiset lajit saavat samanlaiset ominaisuudet evoluutionsa kautta samanlaisissa ekosysteemeissä, mutta eivät samanaikaisesti (haiden ja ichthyosaurien selkäevät).
esimerkkejä
- kasvikunnassa tutuimpia esimerkkejä rinnakkaisesta evoluutiosta ovat lehtimuodot, joissa hyvin samanlaisia kuvioita on ilmaantunut yhä uudelleen erillisiin sukuihin ja sukuihin.
- perhosilla on monia läheisiä yhtäläisyyksiä siipien värityksen kuvioissa sekä perheiden sisällä että niiden välillä.
- vanhalla ja uuden maailman piikkisioilla oli yhteinen esi-isä, molemmat kehittyivät silmiinpistävän samankaltaisiksi sulkarakenteiksi; tämä on myös esimerkki Konvergentista evoluutiosta, sillä samanlaiset rakenteet kehittyivät sekä siileillä että Echidnoilla.
- sukupuuttoon kuolleiden selahevosten ja sukupuuttoon kuolleiden paleothereiden samanaikainen evoluutio jakoi saman ympäristötilan.
- Zhang, J. ja Kumar, S. 1997. Konvergentin ja rinnakkaisen evoluution osoittaminen aminohapposekvenssitasolla. Mol. Biol. Evol. 14, 527-36.
- Dawkins, R. 1986. Sokea Kelloseppä. Norton & Komppania.
- Mayr. 1997. Mikä on biologia. Harvard University Press
- Schluter, D., E. A. Clifford, M. Nemethy ja J. S. McKinnon. 2004. Rinnakkainen evoluutio ja kvantitatiivisten ominaisuuksien periytyminen. American Naturalist 163: 809-822.
- pussieläinten ja istukkanisäkkäiden Valokuvausvertailu
Katso myös
- konvergentti evoluutio
- Evoluutiorele
- homologia (biologia)
- matkiminen
evoluution mallit: konvergentti evoluutio * Evoluutiorele * rinnakkainen evoluutio
väri ja muoto: Aposematismi * matkiminen * kryptis
lajien väliset vuorovaikutukset: Mutualismi * Yhteistyö * Saalistaminen * Loisiminen