Mosaiikne evolutsioon: moodulid ja eri kiirusega tunnuste areng

Mosaiikne evolutsioon: moodulite eri kiirusel arenevad tunnused, makroevolutsiooni etapid, fossiilne tõendus ja suured evolutsioonilised üleminekud.

Mosaiiklikus evolutsioonis on mõned karakterid üleminekuvormis basaalsed, samas kui teised on märkimisväärselt arenenud.

Ilmselt toimuvad evolutsioonilised muutused kiiresti mõnes kehaosas või süsteemis, ilma et teistes kehaosades toimuksid samaaegsed muutused. Teine määratlus on "tunnuste evolutsioon eri kiirusega nii liikide sees kui ka liikide vahel".⁴⁰⁸Selle koht evolutsiooniteoorias kuulub pikaajaliste suundumuste ehk makroevolutsiooni alla.

Evolutsioon algsest (varajasest) vormist tuletatud (hilisemaks) vormiks toimub etapiviisiliselt. Moodulid (märkide rühmad) muutuvad üksteisest pooleldi sõltumatult. Nad muutuvad eri aegadel, tekitades seega algsete ja tuletatud tunnuste mosaiigi.

Need muutused mängivad juhtivat rolli suurtes evolutsioonilistes üleminekutes. See võib hõlmata liike, mis tekitavad rea liike, millest ainult mõned leiavad fossiilidena aset.

Oma olemuselt pärinevad tõendid selle idee kohta peamiselt paleontoloogiast. Ei väideta, et see muster on universaalne, kuid see on tavaline. Nüüdseks on olemas suur hulk näiteid paljudest erinevatest taksonitest.

Mis põhjustab mosaiikset evolutsiooni?

Mosaiikse evolutsiooni aluseks on organismide arenguline ja geneetiline modulaarsus — eri kehaosadel ja organitel on tihti suhteliselt iseseisvad arengu- ning geenireguleerimise teed. See võimaldab ühel moodulil (näiteks jäsemed, kolju või hambad) muutuda ilma kogu organismi korraga ümber kujundamata. Sagedasemad moodulaarse muutuse mehhanismid on:

• Arengulised moodulid: eri kuded ja organid arenevad erinevate geenide ja signaaliradade toel.
• Heterokroonilised muutused: arenguaja või -kiiruse nihked (nt mingi organ hakkab arenema varem või hiljem kui varem), mis muudavad lõpuks morfoloogiat.
• Pleotropia ja lahtiühendamine: geenid võivad avalduda mitmes kohas; kui avaldumise mustrid muutuvad, võivad mõned tunnused muutuda sõltumatult teistest.
• Ökoloogiline ja funktsionaalne erisus: eri kehaosadele avalduv valik võib olla erinev (näiteks jalad kohastumaks liikumiseks, hambad toidu töötlemiseks).

Tõendid ja näited

Paleontoloogiline ahel ja elusate organismide võrdlevad uuringud annavad palju näiteid mosaiiksest arengust. Mõned üldtuntud juhtumid:

• Hominini evolutsioon: paljud fossiilid näitavad, et kõndimine kahel jalal võis areneda varem kui suure ajumahtuga seotud morfoloogilised muutused — seega bipedalism ja ajukõvera suuruse kasv ei arenenud täpselt sama aja jooksul.
• Linnud ja nende eelkäijad: üleminekul szõöstelt imiteerivate dinosauruste juurde esinevad isiksused, kus sulestik ja lennu jaoks kohanduvad luud on arenenud, kuid teised naha- ja lõualuud jäid suhteliselt «reptiilsed» — klassikaline mosaiikne üleminekuvorm.
• Hobused ja teised imetajad: hammaste, jäsemete ja kehakuju muutused on toimunud eri kiirustega vastavalt muutustele toidul ja keskkonnas.
• Merematjad (cetacead): fossiilsed sammud näitavad, et kõrvaspetsialiseerumine ja ujuvkeha kohandumised võisid areneda osade kaupa, samal ajal kui jäsemete vähendum toimus muul ajal.

Meetodid ja tõendite tõlgendamine

Mosaiikse evolutsiooni uurimisel kasutatakse mitut lähenemist:

• paleontoloogiliste reasirgete analüüs (fossiilide kronoloogia ja anatoomia),
• võrdlev morfoloogia ja funktsionaalne analüüs elusatel liikidel,
• arengubioloogia ja geeniekspressiooni uuringud, mis näitavad, kuidas eri organid arenevad ja reguleeruvad,
• fülogeneetilised meetodid, mis aitavad eristada, millised tunnused on algsed ja millised tuletatud.

Need erinevad andmeliigid täiendavad üksteist: paleontoloogia annab ajalise konteksti, arengu- ja geeniuuringud selgitavad mehhanisme ning võrdlevad andmed toovad välja funktsionaalseid seletusi.

Miks mosaiikne evolutsioon on tähtis?

Mosaiikne evolutsioon näitab, et evolutsioon ei ole alati ühtlane protsess, kus kogu organism «korraga» muutub. Selle tunnistamine aitab paremini mõista suurt osa bioloogilisest mitmekesisusest ja keerukatest üleminekutest, näiteks liikide tekkimist ja suuremaid makroevolutsioonilisi transformatsioone. Samas tuleb meeles pidada, et see ei ole universaalne muster — eri rühmades ja olukordades võivad tunnused arendada üsna sünkrooniliselt.

Kokkuvõte: mosaiikne evolutsioon on tavaline ja oluline nähtus, mille puhul eri tunnused arenevad eri kiirusega ja osaliselt sõltumatult — seda toetavad nii fossiilid kui ka kaasaegsed arengubioloogilised ja võrdlevad uuringud.

Küsimused ja vastused

K: Mis on mosaiikne evolutsioon?

K: Kuidas toimub evolutsiooniline muutus kiiresti mõnes kehaosas või süsteemis, hoolimata sellest, et teistes kehaosades ei toimu samaaegselt muutusi?

K: Milline on mosaiiksete evolutsioonide koht evolutsiooniteoorias?

K: Milline on mosaiikse evolutsiooni roll suurtes evolutsioonilistes üleminekutes?

K: Mis on mosaiikse evolutsiooni peamine tõendusmaterjal?

K: Kas mosaiikne evolutsioon on evolutsiooni universaalne muster?

K: Kas mosaiikne evolutsioon võib hõlmata liike, mis annavad vaid mõned fossiilid?

Otsing