konvergen evolusi adalah munculnya kesamaan fenotipik dalam dua atau lebih garis keturunan secara mandiri. Umumnya, pola ini diamati ketika kelompok yang terlibat dihadapkan pada lingkungan, lingkungan mikro, atau cara hidup yang serupa yang diterjemahkan ke dalam tekanan selektif yang setara.
Dengan demikian, sifat fisiologis atau morfologis yang dimaksud meningkatkan kebugaran biologis ( fitness) dan kemampuan bersaing dalam kondisi ini. Ketika konvergensi terjadi di lingkungan tertentu, dapat disimpulkan bahwa sifat tersebut adalah tipe adaptif. Namun, penelitian lebih lanjut diperlukan untuk memverifikasi fungsionalitas sifat tersebut, menggunakan bukti untuk mendukung bahwa itu memang meningkatkan kebugaran populasi.
Contoh karakteristik yang dimiliki oleh lumba-lumba dan ichthyosaurus. Meskipun keduanya sangat mirip, secara filogenetik mereka sangat jauh, dan karakteristik yang disebutkan di sana diperoleh secara independen. Sumber: Pandangan skeptis [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], dari Wikimedia Commons
Di antara contoh yang paling menonjol dari evolusi konvergen kita dapat menyebutkan penerbangan pada vertebrata , mata pada vertebrata dan invertebrata , bentuk gelendong pada ikan dan mamalia air, antara lain.
Indeks artikel
Apa itu evolusi konvergen?
Mari kita bayangkan bahwa kita bertemu dua orang yang, secara fisik, sangat mirip. Mereka berdua memiliki tinggi yang sama, warna mata dan warna rambut. Fitur mereka juga mirip. Kita mungkin akan berasumsi bahwa kedua orang tersebut adalah saudara kandung, sepupu, atau mungkin saudara jauh.
Meskipun demikian, tidaklah mengejutkan untuk mengetahui bahwa tidak ada hubungan keluarga yang dekat antara orang-orang dalam contoh kita. Hal yang sama berlaku, dalam skala besar, dalam evolusi: kadang-kadang bentuk serupa tidak memiliki nenek moyang yang lebih baru.
Artinya, sepanjang evolusi, sifat-sifat yang serupa dalam dua atau lebih kelompok dapat diperoleh secara independen.
Definisi umum
Ahli biologi menggunakan dua definisi umum untuk konvergensi atau konvergensi evolusioner. Kedua definisi tersebut mengharuskan dua atau lebih garis keturunan mengembangkan karakter yang mirip satu sama lain. Definisi tersebut biasanya memasukkan istilah “kemerdekaan evolusioner”, meskipun tersirat.
Namun, definisi berbeda dalam proses atau mekanisme evolusi spesifik yang diperlukan untuk mendapatkan pola tersebut.
Beberapa definisi konvergensi yang tidak memiliki mekanisme adalah sebagai berikut: “evolusi independen dari karakteristik serupa dari sifat leluhur”, atau “evolusi karakteristik serupa dalam garis keturunan evolusi independen”.
Mekanisme yang Disarankan
Sebaliknya, penulis lain lebih suka mengintegrasikan mekanisme ke dalam konsep koevolusi, untuk menjelaskan polanya.
Misalnya, “evolusi independen dari sifat-sifat serupa pada organisme yang berkerabat jauh karena munculnya adaptasi terhadap lingkungan atau bentuk kehidupan yang serupa.”
Kedua definisi tersebut banyak digunakan dalam artikel ilmiah dan literatur . Ide penting di balik konvergensi evolusioner adalah untuk memahami bahwa nenek moyang yang sama dari garis keturunan yang terlibat memiliki keadaan awal yang berbeda .
Implikasi evolusi
Mengikuti definisi konvergensi yang mencakup mekanisme (disebutkan di bagian sebelumnya), ini menjelaskan kesamaan fenotipe berkat kesamaan tekanan selektif yang dialami taksa.
Dalam terang evolusi, ini ditafsirkan dalam istilah adaptasi. Artinya, sifat-sifat yang diperoleh berkat konvergensi adalah adaptasi untuk lingkungan tersebut, karena itu akan meningkatkan, dalam beberapa cara, kebugaran mereka .
Namun, ada kasus di mana konvergensi evolusioner terjadi dan sifatnya tidak adaptif. Artinya, garis keturunan yang terlibat tidak berada di bawah tekanan selektif yang sama.
Konvergensi evolusioner versus paralelisme
Dalam literatur biasanya ditemukan perbedaan antara konvergensi dan paralelisme. Beberapa penulis menggunakan jarak evolusioner antara kelompok untuk dibandingkan untuk memisahkan kedua konsep tersebut.
Evolusi berulang suatu sifat dalam dua atau lebih kelompok organisme dianggap paralelisme jika fenotipe serupa berevolusi dalam garis keturunan terkait, sedangkan konvergensi melibatkan evolusi sifat serupa dalam garis keturunan yang terpisah atau relatif jauh.
Definisi lain dari konvergensi dan paralelisme berusaha untuk memisahkan mereka dalam hal jalur pengembangan yang terlibat dalam struktur. Dalam konteks ini, evolusi konvergen menghasilkan karakteristik serupa melalui jalur perkembangan yang berbeda, sedangkan evolusi paralel melakukannya melalui jalur yang serupa.
Namun, perbedaan antara evolusi paralel dan konvergen bisa menjadi kontroversial dan menjadi lebih rumit ketika kita turun ke identifikasi dasar molekuler dari sifat yang dimaksud. Terlepas dari kesulitan-kesulitan ini, implikasi evolusioner yang terkait dengan kedua konsep itu substansial.
Konvergensi versus divergensi
Meskipun seleksi menyukai fenotipe yang serupa di lingkungan yang serupa, itu bukan fenomena yang dapat diterapkan dalam semua kasus.
Kesamaan dari segi bentuk dan morfologi dapat menyebabkan organisme saling bersaing. Sebagai konsekuensi dari ini, seleksi mendukung divergensi antara spesies yang hidup berdampingan secara lokal, menciptakan ketegangan antara tingkat konvergensi dan divergensi yang diharapkan untuk habitat tertentu.
Individu yang dekat dan memiliki ceruk yang tumpang tindih yang signifikan adalah pesaing paling kuat – berdasarkan kemiripan fenotipik mereka, yang mengarahkan mereka untuk mengeksploitasi sumber daya dengan cara yang sama.
Dalam kasus ini, seleksi divergen dapat menyebabkan fenomena yang dikenal sebagai radiasi adaptif, di mana garis keturunan memunculkan spesies yang berbeda dengan keragaman peran ekologis yang besar dalam waktu singkat. Kondisi yang mendorong radiasi adaptif termasuk heterogenitas lingkungan, tidak adanya predator, antara lain.
Radiasi adaptif dan evolusi konvergen dianggap sebagai dua sisi dari “mata uang evolusi” yang sama.
Pada tingkat apa konvergensi terjadi?
Dalam memahami perbedaan antara konvergensi dan paralel evolusi, muncul pertanyaan yang sangat menarik: Ketika seleksi alam mendukung evolusi sifat-sifat serupa, apakah itu terjadi di bawah gen yang sama, atau dapatkah ia melibatkan gen dan mutasi berbeda yang menghasilkan fenotipe yang serupa?
Berdasarkan bukti yang dihasilkan sejauh ini, jawaban untuk kedua pertanyaan tersebut tampaknya adalah ya. Ada penelitian yang mendukung kedua argumen tersebut.
Meskipun sampai sekarang tidak ada jawaban konkret mengapa beberapa gen “digunakan kembali” dalam evolusi evolusioner, ada bukti empiris yang berusaha menjelaskan masalah tersebut.
Perubahan yang melibatkan gen yang sama
Misalnya, evolusi berulang kali berbunga pada tanaman , resistensi insektisida pada serangga, dan pigmentasi pada vertebrata dan invertebrata telah terbukti terjadi melalui perubahan yang melibatkan gen yang sama.
Namun, untuk sifat-sifat tertentu, hanya sejumlah kecil gen yang dapat mengubah sifat tersebut. Ambil kasus penglihatan: perubahan dalam penglihatan warna pasti terjadi pada perubahan yang berkaitan dengan gen opsin.
Sebaliknya, dalam karakteristik lain, gen yang mengendalikannya lebih banyak. Sekitar 80 gen terlibat dalam waktu pembungaan tanaman, tetapi perubahan telah dibuktikan sepanjang evolusi hanya dalam beberapa.
Contoh
Pada tahun 1997, Moore dan Willmer bertanya-tanya seberapa umum fenomena konvergensi itu.
Untuk penulis ini, pertanyaan ini tetap tidak terjawab. Mereka berpendapat bahwa, berdasarkan contoh yang dijelaskan sejauh ini, ada tingkat konvergensi yang relatif tinggi. Namun, mereka berpendapat bahwa masih ada perkiraan yang terlalu rendah dari konvergensi evolusioner pada makhluk organik.
Dalam buku-buku evolusi kita menemukan selusin contoh klasik konvergensi. Jika pembaca ingin memperluas pengetahuannya tentang masalah ini, ia dapat membaca buku McGhee (2011), di mana ia akan menemukan banyak contoh dalam kelompok yang berbeda dari pohon kehidupan.
Penerbangan pada vertebrata
Pada makhluk organik, salah satu contoh paling menakjubkan dari konvergensi evolusioner adalah kemunculan terbang dalam tiga garis keturunan vertebrata: burung, kelelawar, dan pterodactyl yang sekarang sudah punah.
Faktanya, konvergensi dalam kelompok vertebrata terbang saat ini melampaui modifikasi kaki depan menjadi struktur yang memungkinkan penerbangan.
Serangkaian adaptasi fisiologis dan anatomis dibagi antara kedua kelompok, seperti karakteristik usus yang lebih pendek, yang dianggap mengurangi massa individu selama penerbangan, membuatnya lebih murah dan lebih efektif.
Yang lebih mengejutkan, para peneliti yang berbeda telah menemukan konvergensi evolusioner dalam kelompok kelelawar dan burung di tingkat keluarga.
Misalnya, kelelawar dalam famili Molossidae mirip dengan anggota famili Hirundinidae (menelan dan bersekutu) pada burung. Kedua kelompok dicirikan oleh penerbangan cepat, pada ketinggian tinggi, menunjukkan sayap yang sama.
Demikian pula, anggota keluarga Nycteridae berkumpul dalam berbagai hal dengan burung passerine (Passeriformes). Mereka berdua terbang dengan kecepatan rendah, dan memiliki kemampuan untuk bermanuver melalui vegetasi.
Aye-aye dan hewan pengerat
Contoh luar biasa dari konvergensi evolusioner ditemukan ketika menganalisis dua kelompok mamalia: aye-kemarin dan tupai.
Saat ini, aye-aye ( Daubentonia madagascariensis ) diklasifikasikan sebagai primata lemuriform yang endemik di Madagaskar. Makanan mereka yang tidak biasa pada dasarnya terdiri dari serangga.
Dengan demikian, aye-aye memiliki adaptasi yang terkait dengan kebiasaan trofiknya, seperti pendengaran yang tajam, pemanjangan jari tengah, dan gigi dengan gigi seri yang tumbuh.
Dalam hal gigi tiruan, menyerupai hewan pengerat dalam beberapa hal. Tidak hanya dalam penampilan gigi seri, mereka juga memiliki formula gigi yang sangat mirip.
Penampilan antara kedua taksa tersebut begitu mencolok sehingga para ahli taksonomi pertama mengklasifikasikan aye-aye, bersama dengan tupai lainnya, dalam genus Sciurus.
Referensi
- Doolittle, RF (1994). Evolusi konvergen: kebutuhan untuk menjadi eksplisit. Tren dalam ilmu biokimia , 19 (1), 15-18.
- Greenberg, G., & Haraway, MM (1998). Psikologi komparatif: Sebuah buku pegangan . Routledge.
- Kliman, RM (2016). Ensiklopedia Biologi Evolusi . Pers Akademik.
- Losos, JB (2013). Panduan Princeton untuk evolusi . Pers Universitas Princeton.
- McGhee, GR (2011). Evolusi konvergen: bentuk terbatas yang paling indah . MIT Pers.
- Morris, P., Cobb, S., & Cox, PG (2018). Evolusi konvergen di Euarchontoglires. Surat Biologi , 14 (8), 20180366.
- Beras, SA (2009). Ensiklopedia evolusi . Penerbitan Infobase.
- Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Biologi: konsep dan aplikasi tanpa fisiologi . Cengage Belajar.
- Stayton CT (2015). Apa yang dimaksud dengan evolusi konvergen? Interpretasi konvergensi dan implikasinya dalam pencarian batasan evolusi. Fokus antarmuka , 5 (6), 20150039.
- Bangun, DB, Bangun, MH, & Specht, CD (2011). Homoplasy: dari mendeteksi pola hingga menentukan proses dan mekanisme evolusi. sains , 331 (6020), 1032-1035.
