Konvergentna evolucija je, kadar različni organizmi neodvisno razvijejo podobne lastnosti.
Na primer, morski psi in delfini izgledajo relativno podobno, čeprav so popolnoma nepovezani. Morski psi so ribe, ki odlagajo jajca, s smrtonosno sposobnostjo izdihniti kri v vodi, medtem ko so delfini radovedni sesalci, ki se pomikajo, tako da kličejo zvoke in poslušajo svoj odmev. Te razlike niso preveč presenetljive, če upoštevamo, da je zadnji skupni prednik dvoboja preplaval morja pred približno 290 milijoni let.
Iz tega starodavnega skupnega prednika se je ena korenina udrla na kopnem in se razvila v sesalce, vključno z volkovi podobnimi Pakicetus, ki bi se pozneje vrnili v vodo in se razvili v kite in delfine. Naslednja linija je ostala v oceanu in se je spremenila, da bi postala sodobni morski pes. Kljub svoji vijugavi poti sta obe živali končali v podobnih evolucijskih nišah: rahli plavalci z gladko kožo in plavuti, ki sesekajo vodo, idealni za lov na plen.
Vsak od habitatov na Zemlji predstavlja svoje izzive. Včasih različne vrste razvijejo isto rešitev istega problema. Biologi imenujejo ta proces - ko dva organizma delita lastnosti, ki jih skupaj niso podedovali od skupnega prednika, - konvergentno evolucijo.
Konvergentni v primerjavi z divergentno evolucijo
Klasični primeri evolucije, kot so Darwinove korenine, kažejo nasproten proces: različno evolucijo. Ameriški misijonar in naravoslovec J. T. Gulick je populariziran v poznih 1800-ih letih, ena vrsta je postala ena vrsta, ki jih je veliko, da bi ustrezale različnim vlogam v dani sredini. Med škrapci Galápagos je na primer oblika kljuna spremenila (ali razšla), da se je bolje ujemala z različnimi vrstami hrane, ki so na voljo na različnih otokih.
Nasprotno pa se konvergentna evolucija zgodi, ko se vrste začnejo razlikovati in potem rastejo bolj podobno. Na primer, predstavljajte si, da bi na isti otok odvrgli izbor papagajev in tukanov. Posamezniki s kljuni, ki niso bili učinkoviti za zatiranje hroščev, lahko postanejo lačni in umrejo, ne da bi svoje gene z zelo kljunom prenesli na potomce. Toda papige in tukani so imeli srečo, da so kljuni, ki so bili uspešnejši pri zagrabljanju hroščev, preživeli in prenesli gene za te kljunove. Kasnejše generacije bi se potomci obeh vrst lahko zbližali v isti obliki kljuna, saj je to najbolj uspešen načrt za preživetje v tem habitatu.
Pojme, na katerih temelji konvergentna evolucija, je mogoče slediti Richardu Owenu, britanskemu biologu, ki je kljub dvomu o Darwinovi teoriji evolucije sredi 1800-ih opozoril na razliko med živalmi z deli telesa, ki so zgrajeni podobno (homologi), in deli telesa, ki so ravno imajo podobne namene (analogi). Delfinov plavut in človeška roka sta na primer homologna, ker imata enako kostno strukturo, čeprav se njune funkcije razlikujejo od našega zadnjega skupnega prednika. Po drugi strani pa je plavut delfinov analog analogne plavuti morskega psa - imajo isti namen, vendar različne oblike, ker so se razvijale neodvisno (in konvergentno).
Primeri konvergentne evolucije
Primerov konvergentne evolucije je veliko, vendar jih je najlažje opaziti pri znanih živalskih vrstah. Na primer, velikanske pande imajo dele telesa, ki spominjajo na palce, ki jih živali uporabljajo za oprijem bambusa, kot je opisal biolog Stephen Jay Gould v reviji Incorporating Nature v 70. letih prejšnjega stoletja. Tako ljudje kot hobotnice imajo v kameri podobne oči z šarenico, lečo in mrežnico - vsi bistveni deli slikovne naprave. In tako netopirji kot ptice imajo krila.
Kolikor se te lastnosti lahko zdijo, natančnejši pogled razkriva njihov neodvisni izvor. Šapa s pandami, s petimi števkami in palcem podobna štrleča kost, ki ji štrli iz dlani, ni videti kot človeška roka. To je smiselno, glede na to, da so primati razvili svoje nasprotujoče palce pred približno 50 milijoni let, medtem ko so pande to storile pred manj kot 20 milijoni let (in naš zadnji skupni prednik je živel pred 65 milijoni do 90 milijonov let). Prav tako edinstveno ožičenje oči hobotnice pomeni, da jim ni slepih lis. In ker so ptičja krila bolj podobna rokom, so krila netopirja bolj videti kot "roke" z vretenastimi prsti. Za uporabo Owenovih kategorij gre za analogne, ne homologne dele telesa.
Gonilo konvergentne evolucije je razpoložljivost posebnih vlog, ki jih ponuja okolje. Oceani mečejo hitro plavajoče plenilce, pa naj bodo to morski psi ali delfini. Nebo potrebujejo letake in bitja, ki živijo v drevesih ali se z njimi veliko ukvarjajo, morajo imeti možnost, da zgrabijo veje z repom, rokami ali kremplji.
Eden najbolj dramatičnih primerov sodobnega dne sta dve celi zbližani skupini živali: avstralski sesajoči sesalci, ki svoje prve dni preživijo v vrečkah, in sesalci, rojeni iz placent, ki naseljujejo preostali svet. Ker se je Avstralija pred desetimi milijoni let odcepila od drugih celin, so se njene živalske vrste razvijale nekoliko neodvisno. Kljub temu so številne niše zapolnile živali, ki so v Afriki, Ameriki in Evraziji zelo podobne svojim kolegom.
Za kopanje pod zemljo obstajajo moli in marsupial moles. Za prevaranje po tleh miši izpolnjujejo tekmo v avstralskih mulgarah. In za lov na majhne sesalce je zdaj že izumrli tilacin izgledal in hodil točno kot pes ali volk, razen tega, da je svoje mladiče nosil v vrečki, kot to počne kenguru. Ker so na obeh straneh oceana obstajale podobne vloge - kot sta kopač, mojster in lovec, se je evolucija na obeh lokacijah zbližala na podobne zasnove.
Ali je konvergentna evolucija neizogibna?
Zapis o fosilih razkriva, da so se isti vzorci igrali skozi eone in večkratno izumrtje, pri čemer so plavuti, noge, oklepne lupine in kremplji v podobnih okoljih videti kot znani paketi. Zaradi pojava so evolucijski biologi podvomili, v kolikšni meri je evolucija naključen proces in v kolikšni meri njegov rezultat določa okolje. Kot se je Gould vprašal, ali bi drevo življenja lahko že od začetka ponovilo Zemljino zgodovino?
Jasno razmejitev primerov konvergentne evolucije pa ni črno-bela. Tesno je povezan z vzporedno evolucijo, v kateri se vrsta znajde v dveh različnih okoljih in razvije enako prilagajanje vsakemu. Izhajajoč iz istega načrta telesa, se evolucija premika v blokadi, ne ravno "zbliževanje" nove in podobne prilagoditve. Nekateri znanstveniki menijo, da je evolucija marsupiala vzporedna z evolucijo placentnih sesalcev, medtem ko drugi razpravljajo, ali je vzporedna evolucija le manj skrajna oblika konvergentne evolucije.
Tako konvergentna kot vzporedna evolucija služita kot opomnik, da naravna selekcija nima favorizirane poti, niti notranjega loka od osnovnega do naprednega. Vrste se lahko spet razhajajo, zbližajo in razhajajo. Evolucija vztraja le v tem, da vrste sprejmejo strategije preživetja, ki delujejo v danem okolju, ne glede na to, od kod te strategije prihajajo.
