Konvergenttinen evoluutio
Konvergentti evoluutio on biologian prosessi. Se tapahtuu, kun kaksi lajia, jotka ovat peräisin toisistaan riippumattomista linjoista, kehittävät samoja ominaisuuksia tai piirteitä. Tämä johtuu siitä, että ne elävät samankaltaisissa elinympäristöissä ja joutuvat kehittämään ratkaisuja samantyyppisiin ongelmiin.
Ominaisuuksien samankaltaisuus voi tapahtua kahdella tavalla. Molemmat lajit ovat saattaneet saada ominaisuuden polveutumalla yhteisestä esi-isästä. Tällöin rakenteet ovat homologisia. Esimerkkinä tästä on tetrapodien raajat, jotka ovat periytyneet varhaisilta tetrapodeilta devonikauden lopulla/varhaiskarbonikaudella, noin 360 miljoonaa vuotta sitten. Toisaalta molemmat voivat olla toisistaan riippumattomia sopeutumisia samankaltaisiin olosuhteisiin elinympäristössään. Tässä tapauksessa rakenteet ovat analogisia. Samansuuntainen evoluutio johtaa samankaltaisiin piirteisiin.
Nämä kaksi mehikasvisukua, Euphorbia ja Astrophytum, ovat vain kaukaisia sukulaisia. Ne ovat itsenäisesti päätyneet hyvin samankaltaiseen rungon muotoon.
Esimerkkejä
- Siivet: hyönteisten, lintujen, lepakoiden ja lentoliskojen siivet ovat jossain määrin samanlaiset. Ne ovat kaikki ohuita ja vahvoja, ja niiden pinta-ala on suuri. Siipiä voidaan liikuttaa mekaanisesti säännöllisellä tavalla nosteen aikaansaamiseksi ja niin edelleen. Kummassakin tapauksessa siivet ovat kehittyneet erikseen, joten niiden muoto kuvastaa tiettyjä fyysisiä välttämättömyyksiä. Kaikilla kolmella suuremmalla eläimellä on eristys ja lämpötilan säätely ja siten korkea aineenvaihduntanopeus. Tämä on välttämätöntä myös lentämiseen, joka vaatii paljon energiaa.
- Silmät: Yksi tunnetuimmista esimerkeistä konvergentista evoluutiosta on pääjalkaisten (esim. kalmarit), selkärankaisten (esim. nisäkkäät) ja nilviäisten (esim. laatikkohyytelöt) kamerasilmä. Niiden viimeisellä yhteisellä esi-isällä oli yksinkertainen valoa havaitseva piste, mutta erilaiset prosessit johtivat tämän rakenteen asteittaiseen jalostumiseen kehittyneeksi kamerasilmäksi. Rakenteiden samankaltaisuus useimmissa suhteissa elimen monimutkaisesta luonteesta huolimatta osoittaa, että joihinkin biologisiin haasteisiin voi olla olemassa optimaalinen ratkaisu.
- Nektaria syövät: Neljä laululinturyhmää, jotka kuuluvat eri perheisiin eri maissa, ovat erikoistuneet nektarin syömiseen. Ne ovat kolibrit (Trochilidae; Amerikka), aurinkolinnut (Nectariniidae; Etelä-Afrikka), hunajansyöjät (Meliphagidae; Australia) ja hunajakirviset (Drepanididae; Havaiji).p224 Ne ovat sopeutuneet samankaltaisesti, koska kaikki ne käyttävät kieltään nektarin syömiseen kukkien keskeltä.
- Vanhan ja Uuden maailman korppikotkat ovat eri sukuja, vaikka ne ovatkin sukua toisilleen. Vanhan maailman korppikotkat kuuluvat Accipitridae-heimoon, johon kuuluvat myös kotkat, leijat, haukat ja haukat. Vanhan maailman korppikotkat löytävät raadot yksinomaan näköhavainnon perusteella. Uuden maailman korppikotkat kuuluvat Cathartidae-heimoon, ja ne käyttävät sekä hajua että näköä. Molemmat ovat suuria, nousevia lintuja, jotka ovat erikoistuneet kuolleiden ruhojen syömiseen. Niillä on voimakkaat nokat, pitkät höyhenettömät kaulat, vahvat mahahapot, laaja sato ruoan varastoimiseksi ruokailun ajaksi ja niin edelleen. Nämä ominaisuudet ovat kehittyneet toisistaan riippumatta.
- Suurten, nopeasti liikkuvien vesieläinten muoto on yleensä torpedomuotoinen: tonnikaloilla, haikaloilla, delfiineillä, miekkavalailla ja iktyosauruksilla on kaikilla samanlainen muoto. Tämä virtaviivainen muoto vähentää vastusta niiden liikkuessa vedessä. Joidenkin (iktyosaurusten, haiden) evät ovat samoissa kohdissa vartaloa. Ne ovat saavuttaneet tämän muodon hyvin erilaisista lähtökohdista.
- Sapelihammaskissan elämäntapa on kehittynyt nisäkkäillä itsenäisesti ainakin viisi kertaa.
Esimerkkejä konvergentista evoluutiosta on erittäin paljon: se on evoluution tärkeä piirre.
Parallelophyly
Parallelophylia on erikoistapaus, jossa kaksi tai useampi linja, joilla on läheinen yhteinen esi-isä, saa saman merkin itsenäisesti. Itä-Afrikassa sijaitsevan Tanganyika-järven särkikalat ovat kehittäneet saman ruokailutavan kuudessa eri linjassa. Silmävarsia esiintyy epäsäännöllisesti ja itsenäisesti akalypterakärpäsillä. Ne ovat selvästi perineet geneettisen kyvyn tällaisiin silmiin. Tämä kyky on valikoitunut vain joihinkin linjoihin.p62, 225 .
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä on konvergentti evoluutio?
V: Konvergentti evoluutio on biologian prosessi, jossa kaksi eri linjoista peräisin olevaa lajia kehittää samoja piirteitä tai ominaisuuksia, koska ne elävät samankaltaisissa elinympäristöissä ja joutuvat kehittämään ratkaisuja samantyyppisiin ongelmiin.
K: Miksi konvergentti evoluutio tapahtuu?
V: Se johtuu siitä, että kaksi lajia elää samankaltaisissa elinympäristöissä ja joutuu kehittämään ratkaisuja samankaltaisiin ongelmiin.
K: Miten ominaisuuksien samankaltaisuutta voi esiintyä?
V: Ominaisuuksien samankaltaisuus voi tapahtua kahdella tavalla. Molemmat lajit ovat saattaneet saada ominaisuuden polveutumalla yhteisestä esi-isästä, tai molemmat lajit voivat olla itsenäisiä sopeutumisia samankaltaisiin olosuhteisiin elinympäristössään.
K: Mitä ovat homologiset rakenteet?
V: Homologiset rakenteet ovat rakenteita, jotka ovat samankaltaisia, koska molemmat lajit ovat hankkineet ominaisuuden polveutumalla yhteisestä esi-isästä.
K: Anna esimerkki homologisesta rakenteesta.
V: Esimerkki homologisesta rakenteesta on tetrapodien raaja, joka on periytynyt varhaisilta tetrapodeilta devonikauden lopulla/varhaiskarbonikaudella, noin 360 miljoonaa vuotta sitten.
K: Mitä ovat analogiset rakenteet?
V: Analogiset rakenteet ovat rakenteita, jotka ovat samankaltaisia, koska ne ovat itsenäisiä sopeutumisia samanlaisiin olosuhteisiin elinympäristössään.
K: Mihin konvergentti evoluutio johtaa?
V: Konvergentti evoluutio johtaa analogisiin piirteisiin.
