התפתחות מקרו: מאפיינים ודוגמאות - ביולוגיה - 2025

התפתחות המקרו מוגדרת כתהליך הזמן האבולוציוני הגדול. המונח יכול להתייחס להיסטוריה של שינויים בשושלת לאורך זמן (אנגנזה), או לסטייה של שתי אוכלוסיות לאחר בידוד רבייה ביניהם (קלדוגנזה).

לפיכך, תהליכים מקרו-אבולוציוניים כוללים פיזור קלדות העיקריות, שינויים במגוון הטקסונומי לאורך זמן, ושינויים פנוטיפיים בתוך מין.

התפתחות מקרו נלמדת בדרך כלל דרך תיעוד המאובנים. מקור: pixabay.com

הרעיון של התפתחות מקרו מנוגד לזה של מיקרו-התפתחות, שמשמעותה שינוי באוכלוסיות של יחידים, כלומר ברמת המינים. עם זאת, ההבחנה בין מיקרו להתפתחות מקרו אינה מדויקת לחלוטין, ויש מחלוקת לגבי השימוש בשני מונחים אלה.

פרספקטיבה היסטורית

המינוח של התפתחות מקרו והתפתחות מיקרו מתוארך לשנת 1930, אז השתמש פיליפצ'נקו בפעם הראשונה. עבור מחבר זה, ההבדל בין שני התהליכים מבוסס על הרמה בה הוא נחקר: התפתחות מיקרו מתרחשת מתחת לרמת המינים והתפתחות מקרו שמעליה.

לאחר מכן, הביולוג האבולוציוני הנודע דובז'נסקי שומר על המינוח שטבע פיליפצ'נקו, תוך שהוא משתמש באותה משמעות.

עבור מאייר, לתהליך מיקרו-אבולוציוני יש השלכות זמניות והוא מגדיר אותו כאותו שינוי אבולוציוני המתרחש בפרקי זמן קצרים יחסית וברמת המינים.

מאפיינים

התפתחות מקרו היא ענף הביולוגיה האבולוציונית שמטרתה ללמוד תהליכים אבולוציוניים בקנה מידה זמני גדול וברמות טקסונומיות גבוהות יותר מהמינים. לעומת זאת, מחקרי התפתחות מיקרו משתנים ברמות אוכלוסיה בסכומי זמן קצרים יחסית.

לפיכך, שני המאפיינים החשובים ביותר של התפתחות מקרו הם שינוי בקנה מידה גדול הפועל מעל לרמות האוכלוסייה.

אמנם נכון שאנו יכולים להסיק מסקנות התפתחות מקרו באמצעות מינים נוכחיים, הגופים הביולוגיים המספקים את המידע הרב ביותר בהתפתחות מקרו הם מאובנים.

לפיכך, הפליוביולוגים השתמשו בתיעוד המאובנים כדי לאתר דפוסים מקרו-אבולוציוניים ולתאר את השינוי של שושלות שונות בסולם זמן גדול.

דוגמאות

להלן נתאר את הדפוסים העיקריים שביולוגים גילו ברמה המאקרו-אבולוציונית ונזכיר מקרים מאוד ספציפיים כדי להדגים דוגמה זו.

אבולוציה מתכנסת

בביולוגיה אבולוציונית המבט יכול להונות. לא כל האורגניזמים הדומים מורפולוגית קשורים פילוגנטית. למעשה, ישנם אורגניזמים דומים מאוד המרוחקים מאוד בעץ החיים.

תופעה זו ידועה כ"אבולוציה מתכנסת ". באופן כללי, שושלות שאינן קשורות המציגות מאפיינים דומים עומדות בפני לחצים סלקטיביים דומים.

לדוגמא, לווייתנים (שהם יונקים ימיים) דומים מאוד לכרישים (דגים סחוסיים) מבחינת התאמות המאפשרות חיים מימיים: סנפירים, מורפולוגיה הידרודינמית, בין היתר.

אבולוציה שונה

האבולוציה השונה מתרחשת כאשר שתי אוכלוסיות (או שבר של אוכלוסיה) מתבודדות. מאוחר יותר, בזכות הלחצים הסלקטיביים השונים האופייניים לאזור החדש בו הם מתיישבים, הם מפרידים מדברים "מבחינה אבולוציונית" ובכל אוכלוסייה הברירה הטבעית והסחף הגנטי פועלים באופן עצמאי.

הדוב החום, השייך למין Ursus arctos, עבר תהליך של פיזור בחצי הכדור הצפוני, במגוון רחב של בתי גידול - מיערות נשירים ליערות מחטניים.

לפיכך, הופיעו כמה "טיפוסים אקולוגיים" בכל אחד מבתי הגידול הזמינים. אוכלוסייה קטנה התפשטה בסביבות העוינות ביותר ונפרדה לחלוטין מהמין, והולידה את דוב הקוטב: Ursus maritimus.

אנגנזה וקלדוגנזה

תהליכים מיקרו-אבולוציוניים מתמקדים במחקר כיצד הם השונות בתדרי האלל של אוכלוסיות. כאשר שינויים אלה מתרחשים ברמה המאקרו-אבולוציונית, הם נקראים שינויים אנגנזים או שינויים פילטיים.

כאשר מינים עוברים בחירה כיוונית, המין צובר בהדרגה שינויים עד שהוא מגיע לנקודה בה הוא שונה משמעותית מהמין שמקורו. שינוי זה אינו מעיד על מפרט, אלא משתנה לאורך ענף עץ החיים.

לעומת זאת, קלדוגנזה כוללת היווצרות ענפים חדשים על העץ. בתהליך זה, מין אבות מגוון ומקורו במינים שונים.

לדוגמא, החניכים של דארווין, תושבי איי גלפגוס, עברו תהליך של קלדוגנזה. בתרחיש זה, מין אבות הוליד גרסאות שונות של פינקים, שבסופו של דבר נבדלו ברמת המינים.

קרינה אדפטיבית

GG סימפסון, פליאונטולוג מוביל, רואה קרינה אדפטיבית כאחד הדפוסים החשובים ביותר בהתפתחות מקרו. הם מורכבים מגיוון מסיבי ומהיר של מין אבות, ויוצרים מורפולוגיות מגוונות. זהו סוג של מפרט "נפץ".

הדוגמא לפינקים של דרווין בהם אנו משתמשים כדי להראות את תהליך הקלדוגנזה תקפה גם להמחשת קרינה אדפטיבית: צורות פינקיות מגוונות ומגוונות מגיחות מפינק אבות, כל אחד עם אופי ההזנה שלו (גרגירי, חרקים, בין היתר).

דוגמא נוספת לקרינה אדפטיבית היא הגיוון העצום שעבר שושלת היונקים לאחר הכחדת הדינוזאורים.

מחלוקות

מנקודת המבט של הסינתזה המודרנית, התפתחות מקרו היא תוצאה של תהליכים שאנו צופים ברמת האוכלוסייה ומתרחשים גם במיקרו-התפתחות.

כלומר, אבולוציה היא תהליך דו-שלבי המתרחש ברמת האוכלוסייה בו: (1) וריאציות נוצרות באמצעות מוטציה ושילוב מחדש, ו (2) תהליכי הברירה הטבעית וההיסחף הגנטי קובעים את השינוי מדור לדור. .

עבור תומכי הסינתזה, כוחות אבולוציוניים אלה מספיקים בכדי להסביר שינויים מקרו-אבולוציוניים.

המחלוקת נובעת מדענים הטוענים כי כוחות אבולוציוניים נוספים חייבים להתקיים (מעבר לבחירה, סחיפה, הגירה ומוטציה) על מנת להסביר ביעילות את השינוי המקרו-אבולוציוני. אחת הדוגמאות הבולטות ביותר בדיון זה היא תיאוריית שיווי המשקל המנוקדת שהציעו אלדרדג 'וגולד בשנת 1972.

על פי השערה זו, מרבית המינים אינם משתנים זמן רב. נצפים שינויים דרסטיים יחד עם אירועי מפרט.

יש ויכוח סוער בקרב ביולוגים אבולוציוניים כדי להגדיר האם התהליכים ששימשו כדי להסביר את התפתחות המיקרו תקפים להאקסטסטרפולציה למאזני זמן גבוהים יותר ולרמה היררכית גבוהה מזו של המין.

הפניות

1. בל ג '(2016). התפתחות מקרו ניסיונית. הליכים. מדעים ביולוגיים, 283 (1822), 20152547.
2. קרטיס, ח., ושנק, א '(2006). הזמנה לביולוגיה. פנמריקנית רפואית אד.
3. הנדרי, איי פי, וקניסון, מ.ט. (עורכים). (2012). קצב התפתחות מיקרו, דפוס, תהליך. ספרינגר מדע ומדיה עסקית.
4. Jappah, D. (2007). האבולוציה: אנדרטה מפוארת לטיפשות אנושית. לולו בע"מ
5. מקיניסטיאן, א.א. (2009). התפתחות היסטורית של רעיונות ותיאוריות אבולוציוניות. אוניברסיטת סראגוסה.
6. Serrelli, E., and Gontier, N. (Edds.). (2015). התפתחות מקרו: הסבר, פרשנות וראיות. שפרינגר.