Konverģenta evolūcija ir tad, kad dažādi organismi patstāvīgi attīsta līdzīgas pazīmes.
Piemēram, haizivis un delfīni izskatās salīdzinoši līdzīgi, neskatoties uz to, ka tie nav pilnīgi saistīti. Haizivis ir olu dēšanas zivis, kurām ir nāvējoša spēja izsmērēt asinis ūdenī, savukārt delfīni ir ziņkārīgi zīdītāji, kas pārvietojas, veicot noklikšķināšanas skaņas un klausoties savas atbalsis. Šīs atšķirības nav pārāk pārsteidzošas, ņemot vērā, ka dueta pēdējais kopīgais sencis peldēja jūrās pirms aptuveni 290 miljoniem gadu.
No šī senā senča viena ciltsvieta izcēlās uz sauszemes un pārtapa par zīdītājiem, ieskaitot vilkam līdzīgus Pakicetus, kas vēlāk atgrieztos ūdenī un pārtaptu par vaļiem un delfīniem. Vēl viena ciltstuna palika ielikta okeānā, veicot pielāgojumus, lai kļūtu par mūsdienu haizivi. Tomēr, neskatoties uz līkumotajiem celiņiem, abi dzīvnieki nonāca līdzīgās evolūcijas nišās: pilnveidoti peldētāji ar gludu ādu un ar ūdeni šķēlējošām spurām, kas ideāli piemēroti laupījuma pakaļdzīšanai.
Katram Zemes biotopam ir savi izaicinājumi. Dažreiz dažādas sugas izstrādā vienu un to pašu problēmas risinājumu. Biologi šo procesu sauc par konverģentu evolūciju, kad diviem organismiem ir raksturīgas īpašības, kuras viņi nav kopīgi mantojuši no kopīga senča.
Konverģenta un atšķirīga evolūcija
Klasiskie evolūcijas piemēri, piemēram, Dārvina spuras, demonstrē pretēju procesu: atšķirīgu evolūciju. 1800. gadu beigās to popularizēja amerikāņu misionārs un naturālists J. T. Guliks, un tas apzīmē vienu sugu, kas kļūst par daudzām, lai tās piemērotu dažādām lomām attiecīgajā vidē. Piemēram, starp Galápagos žubītēm knābja forma mainījās (vai atšķīrās), lai tā labāk atbilstu dažādu veidu pārtikai, kas pieejama dažādās salās.
Turpretī konverģenta evolūcija notiek, kad sugas sāk izdalīties atšķirīgi un pēc tam augt līdzīgākas. Piemēram, iedomājieties, ka uz vienas un tās pašas salas jums vajadzētu izmest papagaiļu un tukānu sortimentu. Personas ar knābjiem, kas neefektīvi novērš bugs, var izsalkt un nomirt, nenododot pēcnācējiem savus sliktā knābja gēnus. Bet papagaiļiem un tukāniem ir paveicies, ja viņiem ir knābji, kuri veiksmīgāk satver bumbas, izdzīvos un nodos gēnus tiem bug-nabbing knābjiem. Pēc vairākām paaudzēm abu sugu pēcnācēji varēja saplūst ar vienu un to pašu knābja formu, jo tas ir visveiksmīgākais dizains izdzīvošanai šajā biotopā.
Konverģējošās evolūcijas pamatā esošos jēdzienus var izsekot Ričardam Ovenam, britu biologam, kurš, neskatoties uz šaubām par Darvina evolūcijas teoriju, 1800. gadu vidū norādīja uz atšķirību starp dzīvniekiem ar līdzīgi veidotām ķermeņa daļām (homologiem) un ķermeņa daļām, kas vienkārši ir līdzīgi mērķi (analogi). Piemēram, delfīnu spura un cilvēka roka ir homologiski, jo tiem ir tāda pati kaulu struktūra, neskatoties uz to funkcijām, kas ir atšķirīgas kopš mūsu pēdējā kopīgā senča. No otras puses, delfīnu spuras ir haizivs spuras analogs - tām ir vienāds mērķis, bet atšķirīgas formas, jo tās attīstījās neatkarīgi (un konverģenti).
Konverģējošās evolūcijas piemēri
Konverģentu evolūcijas piemēru ir daudz, taču tos ir visvieglāk redzēt pazīstamajās dzīvnieku sugās. Piemēram, milzu pandām ir ķermeņa daļas, kas atgādina īkšķus, kuras dzīvnieki izmanto, lai satvertu bambusu, kā biologs Stefens Džejs Goulds aprakstīja žurnālā Nature Inc 1970. gados. Gan cilvēkiem, gan astoņkājiem ir kamerai līdzīgas acis ar varavīksneni, objektīvu un tīkleni - visām būtiskajām attēlveidošanas ierīces sastāvdaļām. Un gan sikspārņiem, gan putniem ir spārni.
Tikpat līdzīgas kā šīs pazīmes var parādīties, tuvāk apskatot, atklājas viņu patstāvīgā izcelsme. Pandas ķepa ar pieciem cipariem un īkšķim līdzenu, stulbu kaulu, kas izliekas no plaukstas, neizskatās kā cilvēka roka. Tas ir jēga, ņemot vērā to, ka primāti savus pretstatītos īkšķus attīstīja apmēram pirms 50 miljoniem gadu, kamēr pandas to izdarīja mazāk nekā pirms 20 miljoniem gadu (un mūsu pēdējais kopīgais sencis dzīvoja pirms 65 miljoniem līdz 90 miljoniem gadu). Tāpat astoņkāju acu unikālā vadu vadīšana nozīmē, ka tām trūkst aklo zonu. Un tā kā putnu spārni ir vairāk līdzīgi "ieročiem", sikspārņu spārni vairāk izskatās kā "rokas" ar asiem pirkstiem. Lai izmantotu Ovena kategorijas, tās ir analogas, nevis homoloģiskas ķermeņa daļas.
Konverģējošās evolūcijas virzītājspēks ir vides piedāvāto īpašo lomu pieejamība. Okeāni met plēsējus, kas peld ātri, neatkarīgi no tā, vai tie ir haizivis vai delfīni. Debesīm ir vajadzīgas skrejlapas, un radībām, kas dzīvo kokos vai plaši nodarbojas ar tiem, jāspēj satvert zarus ar asti, rokām vai spīlēm.
Viens no dramatiskākajiem mūsdienu piemēriem ir divas veselas saplūstošas dzīvnieku grupas: Austrālijas zīdītāju zīdītāji, kuri savas mazās dienas pavada maisiņos, un zīdītāji, kas dzimuši no placentas un apdzīvo pārējo pasauli. Tā kā Austrālija pirms vairākiem desmitiem miljonu gadu sadalījās no citiem kontinentiem, tās dzīvnieku sugas ir attīstījušās nedaudz patstāvīgi. Neskatoties uz to, daudzas nišas ir aizpildījuši dzīvnieki, kas izskatās ļoti līdzīgi viņu kolēģiem Āfrikā, Amerikā un Eirāzijā.
Rakšanai pazemē ir dzimumzīmes un zemūdens kurmji. Lai pelnītu zemi, peles savu maču satiek Austrālijas mulgaros. Un citu mazu zīdītāju medībām tagad jau izmiris timlacīns izskatījās un staigāja tieši tāpat kā suns vai vilks, izņemot to, ka arī viņš savus jauniešus nēsāja maisiņā, kā to dara ķengurs. Tā kā līdzīgas lomas - piemēram, grāvējs, krāpnieks un mednieks - pastāvēja abās okeāna pusēs, evolūcija abās vietās saplūda līdzīgi.
Vai konverģenta evolūcija ir neizbēgama?
Fosiliju reģistrs atklāj, ka vieni un tie paši modeļi ir izspēlēti daudzos eonos un vairākos izmiršanas gadījumos, un spuras, kājas, bruņu čaumalas un spīles parādās kā pazīstamas pakas līdzīgā vidē. Šī parādība lika evolūcijas biologiem apšaubīt, cik lielā mērā evolūcija ir nejaušs process un cik lielā mērā tās iznākumu nosaka vide. Kā domāja Gulds, ja mēs varētu atkārtot Zemes vēsturi no paša sākuma, vai dzīvības koks būtu tāds pats?
Skaidri norobežojošās evolūcijas gadījumi tomēr nav melnbalti. Tas ir cieši saistīts ar paralēlo evolūciju, kurā suga atrodas divās dažādās vidēs un katrai tai pielāgojas vienādi. Sākot no tā paša ķermeņa plāna, evolūcija virzās uz priekšu, nevis precīzi "saplūst" jaunā un līdzīgā adaptācijā. Daži zinātnieki uzskata, ka marsupial evolūcija ir paralēla placentas zīdītājiem, savukārt citi diskutē par to, vai paralēlā evolūcija ir tikai mazāk ekstrēms konverģējošās evolūcijas veids.
Gan konverģenta, gan paralēla evolūcija kalpo kā atgādinājums, ka dabiskajai atlasei nav labvēlīga ceļa, tai nav raksturīga loka no pamata līdz progresīvam. Sugas var novirzīties, saplūst un atkal novirzīties. Evolūcija uzstāj tikai uz to, ka sugas pieņem izdzīvošanas stratēģijas, kas darbojas noteiktā vidē, neatkarīgi no tā, no kurienes šīs stratēģijas nāk.
