
收斂進化是當不同的生物獨立進化相似的特徵時。
例如,儘管完全無關,鯊魚和海豚看起來相對相似。鯊魚是卵子的魚,具有致命的能力,可以嗅出水中的血液,而海豚是好奇的哺乳動物,可以通過發出咔嗒聲和聆聽其迴聲來導航。考慮到二人的最後一個共同的祖先游泳,這些差異並不令人驚訝大約2.9億年前。
從那個古老的共同祖先中,一個血統在陸地上脫穎而出並演變成哺乳動物,包括狼樣少數民族,後來又回到水中,演變成鯨魚和海豚。另一個血統留在海洋中,經過調整,成為現代鯊魚。儘管有纏繞的路徑,但兩隻動物最終都以類似的進化壁ni:流線型的游泳者,具有光滑的皮膚和水切鰭,非常適合追逐獵物。
地球的每個棲息地都提出了自己的挑戰。有時,不同的物種會為同一問題提供相同的解決方案。生物學家稱這一過程(當兩個生物共享他們沒有共同從共同祖先繼承的特徵)時,生物學家會收斂的進化。
收斂與發散進化
古典例子進化,例如達爾文的雀科,證明了相反的過程:分歧的進化。在1800年代後期普及由美國傳教士和博物學家JT Gulick撰寫,該術語描述了一個物種在給定環境中符合不同角色的許多物種。在加拉帕戈斯例如,雀科更改(或分歧)以更好地匹配各種島上可用的食物。
相比之下,當物種開始獨特然後生長更相似時,會收斂的進化發生。例如,想像一下,您將各種各樣的鸚鵡和Toucans傾倒到同一島上。喙效率低下的人可能會餓而死亡,而無需將其壞喙基因傳遞到後代。但是,鸚鵡和toucans很幸運地擁有更成功地抓住蟲子的喙,可以生存並通過那些臭蟲喙的基因。後來,後來,這兩個物種的後代都可以在相同的喙形上匯聚,因為它是該棲息地生存最成功的設計。
融合進化的基礎概念可以追溯到英國生物學家理查德·歐文(Richard Owen),儘管他懷疑達爾文的進化論,但在1800年代中期指出了差異在具有類似物體的身體部位的動物(同源物)和僅具有相似目的的身體部位(類似物)之間。例如,海豚的鰭和人的手是同源的,因為它們具有相同的骨骼結構,儘管它們自上次共同祖先以來的功能有所不同。另一方面,海豚的鰭是鯊魚鰭的類似物 - 它們具有相同的目的,但形狀不同,因為它們獨立發展(並趨於趨同)。
收斂進化的示例
收斂進化的例子比比皆是,但在熟悉的動物物種中最容易看到它們。例如,gither付款如生物學家斯蒂芬·傑伊·古爾德(Stephen Jay Gould)所述合併自然雜誌在1970年代。人類和章魚具有帶有虹膜,鏡頭和視網膜的相機狀眼睛,這是成像設備的所有必需部分。兩者倆bATS鳥有翅膀。
與這些特徵相似,仔細觀察揭示了它們的獨立起源。一條熊貓爪,上面有五位數字和一個像拇指一樣的拇指般的骨頭伸出的骨頭,看起來不像人類的手。這是有道理的,因為靈長類動物大約在5000萬年前演變了對立的大拇指,而Pandas做到了不到2000萬年前(我們最後一個共同的祖先生活6500萬至9000萬年前)。同樣,章魚的獨特接線意味著它們缺乏盲點。鳥翅更類似於“武器”,但蝙蝠的翅膀看起來更像是“手”手指。要使用歐文的類別,這些類似於身體部位,而不是同源的。
收斂演化的驅動力是環境提供的特定角色的可用性。無論是鯊魚還是海豚,海洋都會施放迅速的捕食者。天空需要傳單,居住或廣泛處理樹木的生物需要能夠用尾巴,手或爪子抓住樹枝。
現代最戲劇性的例子之一是兩個整個收斂的動物群:澳大利亞的有袋動物哺乳動物是在小袋裡度過的,他們的哺乳動物是從胎盤上出生的,該哺乳動物居住在世界其他地方。由於澳大利亞從其他大洲分裂數万年前,其動物物種已經獨立發展。然而,許多壁ni已被動物所填補,這些動物看起來與非洲,美洲和歐亞大陸相似。
為了挖地下,有痣和有袋痣。為了沿著地面掃描,老鼠在澳大利亞人遇到比賽穆爾加。為了狩獵其他小型哺乳動物現已滅絕的殼鹼看上去和走路完全像狗或狼一樣,除了它,除了袋鼠一樣,它的年輕人帶著小袋。因為在海洋兩側都存在類似的角色(例如挖掘機,掃描儀和獵人),所以進化在兩個位置的類似設計上都融合。
融合進化是不可避免的嗎?
化石記錄表明,相同的模式在eons和多個滅絕事件中都播放,鰭,腿,裝甲殼和爪子在相似的環境中看起來像熟悉的包裹一樣。這種現像已經領導進化生物學家提問在多大程度上演變是一個隨機過程,其結果在多大程度上由環境固定。正如古爾德(Gould)所想的那樣,如果我們從一開始就可以重播地球的歷史,那么生命之樹會採用相同的形狀嗎?
但是,顯然描述了融合進化的實例並不是黑白的。它與平行進化密切相關,其中一個物種在兩個不同的環境中找到了自己,並演變出對每個環境的適應性。從相同的身體計劃開始,進化就鎖定了,而不是在新的和類似的適應中完全“融合”。一些科學家認為有袋進化是平行線與胎盤哺乳動物的哺乳動物,而其他人則在爭論平行進化是否只是一個極端形式不那麼極端收斂進化。
融合和平行演化都提醒人們,自然選擇沒有偏愛的路徑,也沒有從基本到高級的固有弧。物種可以再次發散,融合和分歧。進化只堅持只有物種採用在給定環境中起作用的生存策略,無論這些策略來自何處。
其他資源:
- 手錶: ”外星人的生活會像地球上的生活嗎?“來自大思想。
- 尋找更多收斂進化的例子來自生態學家Eric Pianka。
- 手錶: ”負鼠如何變成狼“來自PBS數字工作室。