Конвергентната еволюция е, когато различните организми независимо развиват подобни черти.
Например акулите и делфините изглеждат сравнително сходни, въпреки че са изцяло несвързани. Акулите са риби, които снасят яйца със смъртоносната способност да издухват кръв във водата, докато делфините са любопитни бозайници, които навигират, като издават звуци на щракане и слушат ехото им. Тези разлики не са твърде изненадващи, като се има предвид, че последният общ прародител на дуото плува в моретата преди около 290 милиона години.
От този древен общ предшественик, една родова линия се разрази по сушата и се превърна в бозайници, включително вълкообразни Pakicetus, които по-късно ще се върнат във водата и ще се превърнат в китове и делфини. Друг произход остана в океана, претърпявайки ощипвания, за да се превърне в съвременната акула. Но въпреки криволичещите си пътеки, и двете животни се озоваха в подобни еволюционни ниши: опростени плувци с гладка кожа и режещи перки вода, идеални за преследване на плячка.
Всяко от местообитанията на Земята представя своите собствени предизвикателства. Понякога различните видове развиват едно и също решение на един и същ проблем. Биолозите наричат този процес - когато два организма споделят характеристики, които не са наследили съвместно от общ прародител - конвергентна еволюция.
Конвергентна спрямо различаваща се еволюция
Класическите примери за еволюция, като перките на Дарвин, демонстрират обратния процес: различаваща се еволюция. Популаризиран в края на 1800 г. от американския мисионер и натуралист J. T. Gulick, терминът описва един единствен вид, който става много, за да пасне на различни роли в дадена обстановка. Сред финците от Галапагос например формата на клюна се променя (или се разминава), за да съответства по-добре на различните видове храни, налични на различни острови.
За разлика от тях конвергентната еволюция се случва, когато видовете започват да се различават и след това да станат по-подобни. Например, представете си, че трябва да изхвърлите асортимент от папагали и тукани на същия остров. Хората с човки, които са били неефективни за овладяване на бъгове, могат да останат гладни и да умрат, без да предадат гените си с лош клюн на потомството. Но папагалите и туканите имат късмета да имат човки, които са по-успешни в грабването на буболечки, биха оцелели и ще предадат гените на тези човци, които убождат бъгове. Поколения по-късно, потомците на двата вида могат да се сближат по една и съща форма на клюна, тъй като това е най-успешният дизайн за оцеляване в това местообитание.
Концепциите, залегнали в основата на конвергентната еволюция, могат да бъдат проследени до Ричард Оуен, британски биолог, който, въпреки че се съмнява в теорията на Дарвин за еволюцията, в средата на 1800 г. посочи разликата между животни с части на тялото, които са изградени по подобен начин (хомолози) и части от тялото, които просто имат подобни цели (аналози). Перката на делфин и човешката ръка например са хомоложни, тъй като имат една и съща костна структура, въпреки че функциите им се разминават от последния ни общ предшественик. От друга страна, перката на делфина е аналог на перката на акулата - те имат една и съща цел, но различни форми, защото са се развили независимо (и конвергентно).
Примери за конвергентна еволюция
Примерите за конвергентна еволюция изобилстват, но те са най-лесни за разглеждане в познати животински видове. Например, гигантските панди имат части на тялото, наподобяващи палци, които животните използват за захващане на бамбук, както биологът Стивън Джей Гулд описа в списание Nature of 70-те години на миналия век. И хората, и октоподите имат подобни на камера очи с ирис, леща и ретина - всички основни части на устройството за образна диагностика. И прилепите, и птиците имат крила.
Колкото и подобни да изглеждат тези черти, по-внимателен поглед разкрива техния независим произход. Лапа с панда, с петте си цифри и приличаща на палец кост, изпъстрена от дланта, не прилича на човешка ръка. Това има смисъл, като се има предвид, че приматите са развивали противоположните си палци преди около 50 милиона години, докато пандите са го правили преди по-малко от 20 милиона години (а последният ни общ прародител е живял преди 65 милиона до 90 милиона години). По подобен начин уникалното окабеляване на очите на октопод означава, че им липсват слепи петна. И като има предвид, че птичи крила са по-близки до "оръжие", крилете на прилеп приличат повече на "ръце" с вретено пръсти. За да използвате категориите на Оуен, това са аналогични, а не хомологични части на тялото.
Двигателят на конвергентната еволюция е наличието на специфични роли, предлагани от околната среда. Океаните хвърлят бързо плуващи хищници, било то акули или делфини. Небето се нуждае от флаери, а същества, които живеят в или се занимават широко с дървета, трябва да могат да хващат клони с опашка, ръце или нокти.
Един от най-драматичните примери за съвременния ден са две цели сближаващи се групи животни: бозайници от Австралия, които прекарват ранните си дни в торбички, и бозайници, родени от плаценти, които обитават останалата част от света. Тъй като Австралия се е отделила от другите континенти преди десетки милиони години, нейните животински видове са се развили донякъде независимо. Въпреки това, много ниши са запълнени от животни, които изглеждат много подобно на техните колеги в Африка, Америка и Евразия.
За копаене под земята има бенки и marsupial бенки. За скандали по земята мишките срещат своя мач в австралийските мулгари. А за лова на други дребни бозайници, вече изчезналият тилацин изглеждаше и ходеше точно като куче или вълк, освен че той също носеше младите си в торбичка, както прави кенгуруто. Тъй като подобни роли - като копачът, измамникът и ловецът - съществуват от двете страни на океана, еволюцията се сближава по подобни дизайни и на двете места.
Неизбежна ли е конвергентната еволюция?
Записът от изкопаеми разкрива, че едни и същи модели се разиграват през еони и множество събития на изчезване, като перките, краката, бронираните миди и ноктите се появяват като познати пакети в подобни среди. Явлението доведе еволюционните биолози да поставят под въпрос до каква степен еволюцията е случаен процес и до каква степен резултатът му се определя от околната среда. Тъй като Гулд се чудеше, ако успеем да преиграем историята на Земята от самото начало, дървото на живота би имало същата форма?
Ясно очертаващите случаи на конвергентна еволюция обаче не са черно-бели. Тя е тясно свързана с паралелната еволюция, при която един вид се озовава в две различни среди и развива една и съща адаптация към всяка. Започвайки от един и същ план на тялото, еволюцията се движи в заключване, а не точно "сближаване" на нова и подобна адаптация. Някои учени смятат, че еволюцията на сумката е паралелна с тази на плацентарните бозайници, докато други обсъждат дали паралелната еволюция е само по-малко екстремна форма на конвергентна еволюция.
Както конвергентната, така и паралелната еволюция служат като напомняния, че естественият подбор няма предпочитан път, няма присъща дъга от основна към напреднала. Видовете могат да се разминават, да се сближават и да се разминават отново. Еволюцията настоява само видовете да приемат стратегии за оцеляване, които работят в дадена среда, независимо откъде идват тези стратегии.
