Konvergentní evoluce je, když různé organismy nezávisle vyvinou podobné vlastnosti.
Například žraloci a delfíni vypadají relativně podobně, i když jsou zcela nesouvisející. Žraloci jsou ryby snášející vejce s smrtící schopností proniknout krví do vody, zatímco delfíni jsou zvědaví savci, kteří se pohybují klikáním a poslechem jejich ozvěn. Tyto rozdíly nejsou příliš překvapivé, když vezmeme v úvahu, že poslední společný předek dua před dvěma 290 miliony let plaval po moři.
Z tohoto prastarého společného předka narazila na linii jedna linie a vyvinula se v savce, včetně vlků podobných Pakicetus, který by se později vrátil do vody a vyvinul se v velryby a delfíny. Další linie zůstala vložena do oceánu a procházela vylepšeními, aby se stala moderním žralokem. Přesto navzdory svým klikatým stezkám skončila obě zvířata v podobných evolučních výklencích: zefektivnění plavci s hladkou kůží a ploutvemi ploutví ideální pro honění kořistí.
Každé ze stanovišť Země představuje své vlastní výzvy. Někdy různé druhy vyvinou stejné řešení stejného problému. Biologové nazývají tento proces - když dva organismy sdílejí vlastnosti, které společně nezdědily od společného předka - konvergentní evoluci.
Konvergentní versus divergentní vývoj
Klasické příklady evoluce, jako jsou Darwinovy finches, ukazují opačný proces: divergentní evoluce. Termín popularizovaný v pozdních 1800s americkým misionářem a přírodovědcem J. T. Gulick, termín popisuje jeden jediný druh stávat se mnoho, aby se vešly různé role v daném prostředí. Například u lastur Galápagos se tvar zobáku změnil (nebo rozdělil) tak, aby lépe odpovídal různým druhům potravin dostupných na různých ostrovech.
Naopak, konvergentní evoluce nastává, když druhy začínají zřetelně a pak rostou více podobnými. Představte si například, že byste měli na stejný ostrov vyhodit sortiment papoušků a tukanů. Jednotlivci s zobáky, kteří byli neefektivní pro zachycení chyb, by mohli mít hlad a zemřít, aniž by předali své geny zobáku na potomka. Ale papoušci a tukani mají to štěstí, že mají zobáky, které byly úspěšnější při chytání brouků, přežijí a předávají geny těm zobákům nabírajícím chyby. Generace později by se potomci obou druhů mohli sblížit na stejném tvaru zobáku, protože je to nejúspěšnější design pro přežití v tomto stanovišti.
Koncepty, které jsou základem konvergentní evoluce, lze vysledovat zpět k Richardu Owenovi, britskému biologovi, který přes pochybnosti o Darwinově evoluční teorii v polovině 18. století poukázal na rozdíl mezi zvířaty a částmi těla, které jsou postaveny podobně (homology), a částmi těla, které jsou právě mají podobné účely (analogy). Například delfínská ploutev a lidská ruka jsou homologní, protože mají stejnou kostní strukturu, navzdory jejich funkcím, které se od našeho posledního společného předka lišily. Na druhé straně je delfínská ploutev analogem žraločí ploutve - mají stejný účel, ale různé tvary, protože se vyvíjely nezávisle (a konvergovaně).
Příklady konvergentní evoluce
Příklady konvergentní evoluce jsou hojné, ale jsou nejsnadněji vidět u známých druhů zvířat. Například obří pandy mají části těla připomínající palce, které zvířata používají k uchopení bambusu, jak popsal biolog Stephen Jay Gould v Incorporating Nature Magazine v 70. letech 20. století. Lidi i chobotnice mají oči podobné fotoaparátu s duhovkou, objektivem a sítnicí - všechny podstatné části zobrazovacího zařízení. A netopýři i ptáci mají křídla.
Stejně jako se tyto vlastnosti mohou objevit, bližší pohled odhalí jejich nezávislý původ. Panda tlapka s pěti číslicemi a palcovitou kostnatou kostí vyčnívající z dlaně nevypadá jako lidská ruka. To dává smysl, vzhledem k tomu, že primáti si vyvinuli své protichůdné palce asi před 50 miliony let, zatímco pandy to dělali před méně než 20 miliony let (a náš poslední společný předek žil před 65 miliony až 90 miliony let). Podobně, jedinečné zapojení chobotnice očí znamená, že jim chybí slepá místa. A zatímco ptačí křídla se více podobají „zbraním“, křídla netopýrů vypadají spíš jako „ruce“ s prsty. Pro použití Owenových kategorií jde o analogické, nikoli homologní části těla.
Hnací silou konvergentní evoluce je dostupnost specifických rolí nabízených prostředím. Oceány vrhají dravce na rychlé plavání, ať už jsou to žraloci nebo delfíni. Nebe potřebují letáky a stvoření, která žijí nebo se stromy ve velké míře zabývají, musí být schopni chytit větve ocasem, rukama nebo drápy.
Jedním z nejdramatičtějších příkladů dnešní doby jsou dvě celé konvergentní skupiny zvířat: australští vačnatci, kteří tráví své rané dny ve váčcích, a savci narození z placent, které obývají zbytek světa. Protože se Austrálie oddělila od ostatních kontinentů před desítkami milionů let, vyvinul se její živočišný druh poněkud nezávisle. Mnoho výklenků však bylo zaplněno zvířaty, které vypadají velmi podobně jako jejich protějšky v Africe, Americe a Eurasii.
Pro kopání do podzemí jsou krtci a vačnatci. Aby se myši pohybovaly po zemi, setkávají se v australských mulgarech. A pro lov dalších malých savců vypadal nyní vyhynulý thylacin a chodil přesně jako pes nebo vlk, až na to, že nosil své mládě ve váčku jako klokan. Protože na obou stranách oceánu existovaly podobné role - jako je bagr, scamperer a lovec -, evoluce se sbližovala s podobnými vzory v obou lokalitách.
Je konvergentní evoluce nevyhnutelná?
Z fosilních záznamů vyplývá, že stejné vzorce se odehrávaly napříč věky a několika vyhynulými událostmi, přičemž ploutve, nohy, obrněné granáty a drápy se objevily jako známé balíčky v podobných prostředích. Tento jev vedl evoluční biology k otázce, do jaké míry je evoluce náhodným procesem a do jaké míry je její výsledek fixován prostředím. Jak by si mohl myslet Gould, kdybychom mohli od začátku přehrávat historii Země, měl by strom života stejnou podobu?
Jasně vymezující příklady konvergentní evoluce však nejsou černé a bílé. Úzce souvisí s paralelní evolucí, ve které se druh nachází ve dvou různých prostředích a vyvíjí stejnou adaptaci na každé z nich. Od stejného tělesného plánu se evoluce pohybuje v uzamčení, ne přesně „sbližování“ nové a podobné adaptace. Někteří vědci považují vačnatou evoluci za paralelní s vývojem placentárních savců, zatímco jiní debatují o tom, zda je paralelní evoluce jen méně extrémní formou konvergentní evoluce.
Konvergentní i paralelní evoluce slouží jako připomenutí, že přirozený výběr nemá žádnou preferovanou cestu, žádný vlastní oblouk od základního k pokročilému. Druhy se mohou znovu lišit, sbližovat a znovu se lišit. Evoluce trvá pouze na tom, aby druhy přijaly strategie přežití, které fungují v daném prostředí, bez ohledu na to, odkud tyto strategie pocházejí.
