Вы когда-нибудь замечали, что стрекозы , летучие мыши и калифорнийские кондоры умеют летать, но в остальном они не очень похожи? Маловероятно, что какое-либо из этих животных имело общего предка когда-либо за последние 600 миллионов лет или около того, и определенно не тот, который мог бы оторвать свое тело от земли и взлететь в воздух. И все же все они развили способность летать по отдельности. Это чудесный пример того, что ученые назвали конвергентной эволюцией.
Хорошая идея - хорошая идея
Эволюция не делает ничего специально; это не сидение за большим столом в угловом офисе, где-нибудь, принятие случайных решений о том, какие животные откладывают яйца или получают мешочки на животике. Эволюция - это процесс изменения организмов на протяжении многих поколений в соответствии с условиями, в которых они живут. И некоторые особенности, такие как полет, особенно полезны - они могут помочь вам поймать добычу или избежать хищников и легко перейти к новым источникам пищи и экологическим нишам.- так что он эволюционировал отдельно в разных группах животных несколько раз. Однако полет в разных группах выглядит по-разному. Например, у летучих мышей образовалась перепонка между брюшком, руками и пальцами, чтобы ловить воздух, в то время как у птиц выросли перья на соединенной пальцами передней конечности, что означает, что летучие мыши могут маневрировать своими крыльями отдельно, в то время как птицы должны двигаться вместе. Летающие насекомые просто сделали крылья из своего экзоскелета.
Итак, конвергентная эволюция может многое рассказать нам о том, какие виды адаптации работают, чтобы помочь видам пережить все испытания и невзгоды, с которыми они могут столкнуться в определенном типе окружающей среды - то, что экологи называют биомом. Например, в Северной Америке крыса-кенгуру живет в пустыне Сонора, где проводит жаркие дни в прохладной сухой норе и прохладные ночи в пустыне, собирая семена, растения и случайных насекомых, если они могут их достать. Все в пустыне хотят их съесть - койоты, рыси, гремучие змеи, совы, - но крыса-кенгуру быстра и проворна, с мощными задними лапами и чрезвычайно чувствительным слухом, что помогает ей выжить в трудных условиях. -пищевой образ жизни в пустынном биоме. И хотя у крысы-кенгуру не завидная жизнь, она эффективна:Два других грызуна на Земле - австралийская прыгающая мышь в австралийской глубинке и маленький прыгающий грызун, называемый тушканчиком, обитающий в пустынях Северной Африки, Азии и Ближнего Востока, - эволюционировали отдельно, но при этом невероятно похожим образом.
Нелетающие птицы и геномика
Но как происходит конвергентная эволюция? Это более сложный вопрос, и разработка генетических инструментов за последние 20 лет помогла разобраться в нем. В исследовании 2019 года, опубликованном в журнале Science, одна группа исследователей из Гарвардского университета изучила развитие нелетаемости у птиц - черту у птиц, которая эволюционировала несколько раз, - и то, как именно эволюция повлияла на это у пингвинов так же, как и у пингвинов. у страусов.
Нелетающие птицы, или ратиты, не могут летать по нескольким причинам: где-то в их родословной они потеряли киль - кость, которая проходит перпендикулярно грудине у летающих птиц, к которой прикрепляются грудные мышцы, - и у них уменьшились передние конечности. , от почти отсутствующего у киви до все еще очевидного, но уменьшенного в размере у страуса.
Однако есть много способов, которыми могут развиваться конкретные конвергентные черты.
«До геномики можно было использовать инструменты развития, чтобы выяснить, участвуют ли одни и те же или разные механизмы развития в конвергентных фенотипах, но идея уровней конвергенции - одна и та же мутация, один и тот же ген или один и тот же путь - в значительной степени развивалась. потому что сейчас можно искать эти вещи в геноме, - говорит Тим Сактон, директор отдела биоинформатики в Гарварде. «Например, на крысах мы смогли показать, что те же участки генома, которые контролируют, где и когда экспрессируются определенные гены, постоянно развиваются у нелетающих птиц, но, похоже, это не связано с теми же нуклеотидными мутациями».
Дивергентная эволюция
И да, когда некоторые черты сходятся из совершенно разных уголков живого мира, верно и обратное: дивергентная эволюция - это процесс, при котором группы одного вида или организма начинают развивать разные черты, тем самым разделяясь на отдельные виды. Это часто происходит, когда популяции вида разделены географически, и со временем они адаптируются к условиям своего нового места, будь то усиление давления хищников или абиотические факторы, такие как изменение климата.
Один известный пример дивергентной эволюции был обнаружен Чарльзом Дарвином во время его путешествия на Галапагосские острова в 1836 году. «Зяблики Дарвина», как их теперь называют, были группой танагеров (не настоящих зябликов), которые жили на разных островах в архипелаг - главное различие между ними заключается в форме клювов, которая менялась из поколения в поколение из-за особой пищи, доступной птицам на разных островах.
Вот это интересно
Коалы - не единственные нечеловеческие существа с отпечатками пальцев: они также есть у близких родственников людей, таких как шимпанзе и гориллы. Но самое интересное в отпечатках людей и коал заключается в том, что они почти идентичны и, кажется, эволюционировали независимо .
