Konvergenssi evoluutio on, kun eri organismit kehittävät itsenäisesti samanlaisia piirteitä.
Esimerkiksi hait ja delfiinit näyttävät suhteellisen samanlaisilta huolimatta siitä, että ne eivät ole täysin sukulaisia. Hait ovat munivia kaloja, joilla on tappava kyky nuuskittaa verta veteen, kun taas delfiinit ovat uteliaita nisäkkäitä, jotka liikkuvat tekemällä napsauttamalla ääniä ja kuuntelemalla kaikuaan. Nämä erot eivät ole kovin yllättäviä, kun otetaan huomioon, että duo viimeinen yhteinen esi-isänsä ui merillä noin 290 miljoonaa vuotta sitten.
Tuosta muinaisesta esi-isästään yksi suvusta iski maahan ja kehittyi nisäkkäiksi, mukaan lukien susimainen pakicetus, joka myöhemmin palaa veteen ja muuttuu valaiksi ja delfiineiksi. Toinen perimä pysyi meressä ja sai aikaan muutoksia moderniksi haiksi. Käämityspolkuistaan huolimatta molemmat eläimet päätyivät samanlaisiin evoluutiorakoihin: virtaviivaiset uimareitit, joilla on sileä iho ja vettä viipaloivat evät, jotka ovat ihanteellisia saaliin jäljittämiseen.
Jokaisella maapallon elinympäristöllä on omat haasteensa. Joskus eri lajit kehittävät saman ratkaisun samaan ongelmaan. Biologit kutsuvat tätä prosessia - kun kahdella organismilla on yhteisiä piirteitä, joita he eivät ole perineet yhdessä yhteisestä esi-isästä - konvergenssivaikutteiseksi evoluutioksi.
Konvergenssi vs. erilainen kehitys
Klassiset esimerkit evoluutiosta, kuten Darwinin piikit, osoittavat päinvastaista prosessia: erilaista evoluutiota. 1800-luvun lopulla amerikkalaisen lähetyssaarnaajan ja luonnontieteilijä J. T. Gulickin suosima termi, joka kuvaa yhtä lajia yhdestä lajista, joka tulee monista sopimaan erilaisiin rooleihin tietyssä ympäristössä. Esimerkiksi Galápagos-piikkien joukossa nokan muoto muuttui (tai erottui) vastaamaan paremmin eri saarilla tarjolla olevia erityyppisiä ruokia.
Sitä vastoin lähentyvä evoluutio tapahtuu, kun lajit alkavat erottua toisistaan ja kasvavat sitten samankaltaisemmiksi. Kuvittele esimerkiksi, että sinun oli tarkoitus pudottaa lajitelma papukaijoja ja tukkaaaneja samaan saareen. Ihmiset, joiden nokkut, jotka eivät ole tehokkaita tarttuessaan bugiin, saattavat nälätä ja kuolla siirtämättä pahan nokan geeninsä jälkeläisille. Mutta papukaijat ja tukaanit, joilla on onni saada nokkeja, jotka ovat menestyneet onnistuneesti tarttumaan virheisiin, selviävät ja siirtävät geenit niille bugi-nabbing-nokkille. Sukupolvia myöhemmin, molempien lajien jälkeläiset voisivat lähentyä samaa nokkamuotoa, koska se on menestyvin suunnitelma selviytyäkseen kyseisessä elinympäristössä.
Konvergenssin evoluution taustalla olevat käsitteet voidaan jäljittää brittiläiseen biologiin Richard Oweniin, joka, huolimatta epäilyistä Darwinin evoluutioteoriasta, huomautti 1800-luvun puolivälissä eron eläinten välillä, jotka ovat samankaltaisesti rakennettujen kehon osien (homologit) ja vain kehon osien välillä. on samanlaisia tarkoituksia (analogit). Esimerkiksi delfiinien evät ja ihmisen kädet ovat homologisia, koska niillä on sama luurakenne huolimatta niiden toiminnoista, jotka ovat poikenneet viimeisestä yhteisestä esiisästämme. Toisaalta delfiinien evät ovat hain evien analogit - niillä on sama tarkoitus, mutta eri muodot, koska ne kehittyivät itsenäisesti (ja yhtenäisesti).
Esimerkkejä lähentyvästä evoluutiosta
Esimerkkejä lähentyvästä evoluutiosta on runsaasti, mutta niitä on helpointa nähdä tutuissa eläinlajeissa. Esimerkiksi jättiläispanduissa on peukaloita muistuttavia kehon osia, joita eläimet käyttävät tarttumiseen bambuun, kuten biologi Stephen Jay Gould kuvasi Incorporating Nature -lehdessä 1970-luvulla. Sekä ihmisillä että mustekalailla on kameramaiset silmät, joissa on iiris, linssi ja verkkokalvo - kaikki kuvantamislaitteen tärkeät osat. Ja sekä lepakoilla että linnuilla on siipi.
Kuten nämä piirteet saattavat näyttää, tarkempi tarkastelu paljastaa heidän itsenäisen alkuperän. Panda-tasku, jolla on viisi numeroa ja peukaloa muistuttava, kämmenestä koitu luu, ei näytä miltäkään ihmisen kädeltä. Se on järkevää, kun otetaan huomioon, että kädelliset ovat kehittäneet vastakkaiset peukalonsa noin 50 miljoonaa vuotta sitten, kun taas pandat tekivät sen vähemmän kuin 20 miljoonaa vuotta sitten (ja viimeinen yhteinen esi-isämme asui 65 - 90 miljoonaa vuotta sitten). Samoin mustekalan silmien ainutlaatuinen johdotus tarkoittaa, että heistä puuttuu sokeita kohtia. Ja vaikka linnunsiipit muistuttavat enemmän "aseita", lepakkosiipit näyttävät enemmän "kädeltä", joilla on kara-sormet. Owenin luokkien käyttämiseksi nämä ovat analogisia, ei homologisia ruumiinosia.
Lähentyvän evoluution veturina on ympäristön tarjoamien erityisten roolien saatavuus. Valtameret heittävät nopeita uimapetoeläimiä, olivatko ne haita tai delfiinejä. Taivas tarvitsee lehtisiä, ja puissa asuvien tai laajasti puissa olevien olentojen on kyettävä tarttumaan oksiin pyrstöllä, käsillä tai kynnillä.
Yksi dramaattisimmista nykyajan esimerkkeistä on kaksi kokonaan yhtenäistä eläinryhmää: Australian marsupial-nisäkkäät, jotka viettävät varhaisina aikoinaan pusseissa, ja isäntä, joka on syntynyt istuksesta, joka asuu muualla maailmassa. Koska Australia jakautui muista maanosista kymmeniä miljoonia vuosia sitten, sen eläinlajit ovat kehittyneet jonkin verran itsenäisesti. Siitä huolimatta, monet kapeat on täytetty eläimillä, jotka näyttävät hyvin samanlaisilta kuin Afrikan, Amerikan ja Euraasian vastaavat.
Maan kaivamista varten on olemassa moolia ja marsupialisia moolia. Hiirtävätkseen maata pitkin hiiret tapaavat ottelunsa Australian mulgaraissa. Ja muiden pienten nisäkkäiden metsästykseen nyt sukupuuttoon sammunut tylasiini näytti ja käveli täsmälleen kuin koira tai susi, paitsi, että myös se kantoi nuoria pussissaan kuin kenguru. Koska samanlaisia rooleja - kuten kaivija, scamperer ja metsästäjä - oli valtameren molemmin puolin, evoluutio läheni samanlaisissa malleissa molemmissa paikoissa.
Onko lähentyvä evoluutio väistämätöntä?
Fossiilitiedot paljastavat, että samat kuviot ovat pelanneet kaikissa aikuisissa ja monissa sukupuuttoon liittyvissä tapauksissa evien, jalkojen, panssaroitujen kuorien ja kynsien ollessa tuttuja paketteja samanlaisissa ympäristöissä. Ilmiö on saanut evoluutiobiologit kyseenalaistamaan, missä määrin evoluutio on sattumanvarainen prosessi ja missä määrin ympäristö on vahvistanut sen lopputuloksen. Kuten Gould ihmetteli, jos voisimme toistaa maan historian alusta alkaen, olisiko elämänpuu samoin muotoinen?
Konvergenssin evoluution selkeät rajaukset eivät kuitenkaan ole mustavalkoisia. Se liittyy läheisesti rinnakkaiseen evoluutioon, jossa laji löytää itsensä kahdesta erilaisesta ympäristöstä ja kehittää saman mukautumisen kuhunkin. Samasta kehosuunnitelmasta lähtien evoluutio liikkuu lukkovaiheessa, ei tarkalleen "lähentymässä" uutta ja samanlaista mukautusta. Jotkut tutkijat katsovat, että marsupiaalinen evoluutio on samansuuntainen istukan nisäkkäiden kanssa, kun taas toiset keskustelevat siitä, onko rinnakkais evoluutio vain vähemmän äärimmäinen muoto konvergenssista evoluutiota.
Sekä lähentyvä että rinnakkainen evoluutio muistuttavat siitä, että luonnollisella valinnalla ei ole suotuisaa polkua, ei sisäistä kaaria perustasosta edistyneeseen. Lajit voivat poiketa toisistaan, lähentyä toisiaan ja poiketa toisistaan. Evolution vaatii vain, että lajit omaksuvat selviytymisstrategioita, jotka toimivat tietyssä ympäristössä, riippumatta siitä, mistä nämä strategiat tulevat.
