Czy zauważyłeś kiedyś, że ważki , nietoperze i kondory kalifornijskie potrafią latać, ale nie są do siebie bardzo podobne w żaden inny sposób? Jest mało prawdopodobne, aby którekolwiek z tych zwierząt kiedykolwiek miało wspólnego przodka w ciągu ostatnich 600 milionów lat, a na pewno nie takiego, który mógłby podnieść swoje ciało z ziemi i latać w powietrzu. A jednak wszyscy rozwinęli umiejętność latania osobno. To wspaniały przykład tego, co naukowcy nazwali zbieżną ewolucją.
Dobry pomysł to dobry pomysł
Ewolucja nie robi rzeczy celowo; to nie siedzenie przy dużym biurku w narożnym biurze gdzieś i podejmowanie przypadkowych decyzji o tym, które zwierzęta składają jaja lub dostają woreczki na brzuszkach. Ewolucja to proces, w którym organizmy zmieniają się na przestrzeni wielu pokoleń, aby dostosować się do warunków, w jakich żyją. A niektóre cechy, takie jak latanie, są szczególnie przydatne - może pomóc złapać zdobycz lub uniknąć drapieżników i łatwo przenieść się do nowych źródeł pożywienia i nisz ekologicznych- więc ewoluował oddzielnie w różnych grupach zwierząt kilka razy. Jednak latanie nie wygląda tak samo we wszystkich grupach. Na przykład nietoperze rozwinęły błonę między odwłokiem, ramionami i palcami, aby złapać powietrze, podczas gdy ptaki wyrosły pióra wzdłuż zrośniętej palcami przedniej kończyny, co oznacza, że nietoperze mogą samodzielnie manewrować skrzydłami, podczas gdy ptaki muszą poruszać się razem. Latające owady właśnie zrobiły skrzydła ze swoich egzoszkieletów.
Tak więc ewolucja zbieżna może nam wiele powiedzieć o tym, jakie rodzaje adaptacji pomagają gatunkom przetrwać wszystkie próby i trudności, z jakimi mogą się spotkać w określonym typie środowiska - co ekolodzy nazywają biomem. Na przykład w Ameryce Północnej szczur kangur żyje na pustyni Sonora, gdzie spędza upalne dni w chłodnej, suchej norze, a chłodne noce na pustyni zbierając nasiona, roślinność i okazjonalnie owady, jeśli tylko mogą. Każdy na pustyni chce je zjeść - kojoty, rysie, grzechotniki, sowy - ale szczur kangur jest szybki i zwinny, ma potężne tylne nogi i niezwykle wrażliwy słuch, a wszystko to pomaga mu przetrwać - styl życia pustynnego biomu w łańcuchu żywnościowym. I chociaż szczur kangur nie ma godnego pozazdroszczenia życia, jest skuteczny:Dwa inne gryzonie na Ziemi - australijska mysz skacząca na australijskim buszu i mały skaczący gryzoń zwany jerboa pochodzący z pustyń Afryki Północnej, Azji i Bliskiego Wschodu - ewoluowały osobno, a jednocześnie niesamowicie podobnie.
Ptaki nielotne i genomika
Ale jak zachodzi zbieżna ewolucja? To trudniejsza kwestia, a rozwój narzędzi genetycznych w ciągu ostatnich 20 lat pomógł w jej rozróżnieniu. W badaniu z 2019 roku opublikowanym w Science, jedna grupa naukowców z Uniwersytetu Harvarda przyjrzała się rozwojowi nielotności u ptaków - cechy ptaków, która ewoluowała kilka razy - i dokładnie, jak ewolucja pociągnęła to za sobą u pingwinów w taki sam sposób, jak to się stało. u strusi.
Ptaki nielotne lub ptaki bezgrzebieniowe nie mogą latać z kilku powodów: gdzieś w swoim rodowodzie utraciły kil - kość biegnącą prostopadle do mostka u ptaków latających, do której przyczepiają się mięśnie piersiowe - i zmniejszyły się kończyny przednie , od prawie nieobecnego w kiwi do wciąż widocznego, ale zmniejszonego rozmiaru u strusia.
Jednak istnieje wiele sposobów, w jakie poszczególne zbieżne cechy mogą ewoluować.
„Przed genomiką można było użyć narzędzi rozwojowych, aby dowiedzieć się, czy te same lub różne mechanizmy rozwojowe wydają się być zaangażowane w zbieżne fenotypy, ale idea poziomów konwergencji - ta sama mutacja, ten sam gen lub ta sama ścieżka - rozwinęła się w dużej mierze ponieważ można teraz szukać tych rzeczy w genomie ”- mówi Tim Sackton, dyrektor Bioinformatyki na Uniwersytecie Harvarda. „Na przykład u ptaków bezgrzebieniowych byliśmy w stanie wykazać, że te same regiony genomu, które kontrolują, gdzie i kiedy wyrażane są określone geny, wielokrotnie ewoluują u ptaków nielotnych, ale nie wydaje się, aby dotyczyło to tych samych mutacji nukleotydów”.
Rozbieżna ewolucja
I tak, tam, gdzie niektóre cechy zbiegają się z zupełnie różnych zakątków świata żywego, jest też odwrotnie: rozbieżna ewolucja to proces, w którym grupy z jednego gatunku lub organizmu zaczynają rozwijać różne cechy, tym samym dzieląc się na osobne gatunki. Dzieje się tak często, gdy populacje gatunku są rozdzielone geograficznie iz czasem dostosowują się do warunków w nowym miejscu, niezależnie od tego, czy jest to zwiększona presja drapieżnicza, czy czynniki abiotyczne, takie jak zmiana klimatu.
Jeden słynny przykład rozbieżnej ewolucji został znaleziony przez Karola Darwina podczas jego podróży na Wyspy Galapagos w 1836 r. „Zięby Darwina”, jak są obecnie znane, to grupa skupiająca garbników (a nie zięby prawdziwe), która żyła na różnych wyspach w archipelag - główną różnicą między nimi jest kształt dziobów, który zmieniał się z pokolenia na pokolenie ze względu na szczególne pokarmy dostępne dla ptaków na różnych wyspach.
Teraz to jest interesujące
Koale nie są jedynymi nie-ludźmi z odciskami palców: mają je również bliscy krewniacy, tacy jak szympansy i goryle. Ale fascynującą rzeczą w odciskach ludzi i koali jest to, że są prawie identyczne i wydają się ewoluować niezależnie .
