ГЕТЕРОХРОНИИ: ПЕРАМОРФОЗ И ПЕДОМОРФОЗ (С ПРИМЕРАМИ) - БИОЛОГИЯ - 2025

В гетерохрониях представляют собой совокупность морфологических изменений - важнейших в макроэволюции - изменения , которые происходят или договоренностей о скорости и время развития. Они делятся на две большие группы: педоморфозы и пераморфозы.

Первый, педоморфоз, относится к сохранению молодости взрослыми, если мы сравним их с видами-предками. Напротив, при пераморфозе (также известном как рекапитуляция) взрослые особи обладают преувеличенными характеристиками потомков.

Источник: Я, мужчина дроу

У каждого из этих семейств гетерохроний, в свою очередь, есть три механизма, объясняющих существование вышеупомянутых паттернов. Для педоморфоза это прогенез, неотения и пост-смещение, в то время как механизмы пераморфоза - это гиперморфоз, ускорение и пре-смещение.

В настоящее время понимание взаимосвязи между паттернами развития и эволюцией является одной из самых амбициозных целей биологов, и именно поэтому родилась дисциплина «evo -dev». Гетерохрония - ключевое понятие в этой отрасли.

Что такое гетерохронии?

Традиционно обычно говорят о двух уровнях изменений в эволюционной биологии: микроэволюции и макроэволюции. Первый широко изучается и стремится понять изменения, которые происходят в частотах аллелей у представителей популяции.

Напротив, макроэволюция, соответствующая обменному курсу, предполагает накопление изменений на микроэволюционном уровне, которые приводят к диверсификации. Известный палеонтолог и биолог-эволюционист С. Дж. Гулд указывает на два основных пути, которыми могут происходить макроэволюционные изменения: инновации и гетерохронии.

Гетерохронии - это совокупность вариаций, возникающих в процессе онтогенетического развития индивида, с точки зрения времени появления признака или скорости его формирования. Это онтогенетическое изменение имеет филогенетические последствия.

В свете эволюционной биологии гетерохронии служат для объяснения широкого круга явлений и действуют как концепция, объединяющая модель для объяснения разнообразия с явлениями, связанными с развитием.

Сегодня эта концепция приобрела большую популярность, и исследователи применяют ее на разных уровнях (она больше не понимает исключительно морфологию), включая клеточные и молекулярные уровни.

На каком уровне возникают гетерохронии?

Сравнение, установленное в гетерохрониях, проводится на основе потомков по сравнению с их предками. Другими словами, потомки группы сравниваются с внешней группой. Это явление может происходить на разных уровнях - назовите это популяцией или видом.

Например, мы осознаем, что в нашей популяции не все феномены развития происходят одновременно у всех людей: возраст смены зубов неоднороден в популяции, как и возраст первой менструации у девочек. ,

Ключевым фактором являются временные рамки, использованные в исследовании. Рекомендуется, чтобы это было временно ограниченное исследование тесно связанной группы.

И наоборот, сравнения на более высоких уровнях (например, типа) с использованием приблизительной выборки периодов времени будут подчеркнуты и выявят оцененные закономерности различий, которые не могут быть использованы для вывода процессов.

Как они изучаются?

Самый простой и быстрый способ определить возможные эволюционные события, которые можно объяснить гетерохрониями, - это наблюдение и анализ летописи окаменелостей. Идея этой процедуры состоит в том, чтобы уметь распознавать произошедшие изменения с точки зрения размера и возраста.

С точки зрения палеонтологов, гетерохронии являются ключевыми процессами для понимания эволюции определенной группы и возможности проследить филогенетические отношения между ними.

Онтогенетические процессы, влияющие на скорость роста

Pedormofosis

Педоморфоз возникает, когда взрослые формы проявляют типичные черты или характеристики молодых.

Есть три события, которые могут привести к педоморфозу. Первый - это прогенез, когда время для формирования признака сокращается, как правило, из-за продвижения в половом созревании.

Неотеония же снижает скорость изменения онтогенетического развития. Таким образом, у взрослых сохраняются юношеские черты. Наконец, пост-смещение включает в себя развитие позднего признака.

Peramorphosis

Пераморфоз - это преувеличение или расширение определенной морфологии взрослого человека по сравнению с его предком.

Как и педоморфоз, пераморфоз можно объяснить тремя событиями. Гиперморфоз подразумевает задержку в возрасте зрелости, поэтому тело растет, пока не наступит зрелость. Этот процесс представляет собой продолжение онтогенетического процесса.

Ускорение относится к увеличению обменных курсов. В отличие от предыдущего случая, в ускорении возраст половой зрелости одинаков для предков и потомков. Наконец, предварительное смещение относится к самому раннему началу появления объекта.

У позвоночных пераморфоз кажется скорее теоретической моделью, чем событием, которое происходит в реальности. Есть скудные данные и в очень конкретных случаях процесса.

Примеры

Гетерохронии в развитии

Гетерохронии также можно изучать на молекулярном уровне, и для проведения этих исследований существуют разные методики.

Например, Ким и др. (2000) стремились понять гетерохронии в раннем развитии различных видов дрозофил, известных как дрозофилы.

Результаты предполагают, что у трех оцениваемых видов (D. melanogaster, D. simulans и D. pseudoobscura) на ранних стадиях развития наблюдается временное смещение онтогенетической траектории. D. simulans показали более ранние паттерны экспрессии, за ними следовали D. melanogaster и заканчивались D. pseudoobscura.

Временные рамки, в которых экспрессия генов варьировалась между видами, составляли менее получаса. Авторы предполагают, что существуют эпигенетические взаимодействия между экспрессией изучаемых генов и синхронизацией клеточного цикла, которые приводят к существующим морфологическим различиям между видами.

Саламандры

Саламандры - классический пример неотении, особенно вид Ambystoma mexicanum. Взрослые формы этого вида имеют характерные жабры, характерные для ювенильных стадий.

Люди

Предполагается, что морфология человека является продуктом неотении. Например, если мы сравним структуры нашего черепа, мы обнаружим больше сходств с ювенильной формой нашего обезьяньего предка, чем с взрослыми вариациями.

Ссылки

1. Госвами А., Фоли Л. и Вайсбекер В. (2013). Паттерны и последствия обширной гетерохронии в ушивании черепных швов карнивора. Журнал эволюционной биологии, 26 (6), 1294-1306.
2. Хикман, С.П., Робертс, Л.С., Ларсон, А., Обер, В.К., и Гаррисон, К. (2001). Интегральные принципы зоологии. МакГроу - Хилл.
3. Кардонг, К.В. (2006). Позвоночные животные: сравнительная анатомия, функции, эволюция. McGraw-Hill.
4. Ким Дж., Керр Дж. К. и Мин Г. С. (2000). Молекулярная гетерохрония в раннем развитии дрозофилы. Слушания Национальной академии наук, 97 (1), 212-216.
5. Смит, К.К. (2003). Стрела времени: гетерохрония и эволюция развития. Международный журнал биологии развития, 47 (7-8), 613-621.