Konvergentna evolucija je kada različiti organizmi neovisno razvijaju slične osobine.
Na primjer, morski psi i dupini izgledaju relativno slično, iako su u potpunosti nepovezani. Morski psi su ribe koje polažu jaja sa smrtonosnom sposobnošću da isisavaju krv u vodi, dok su dupini znatiželjni sisavci koji plove zvukovima klika i slušaju odjeke. Te razlike nisu previše iznenađujuće ako se uzme u obzir da je posljednji zajednički predak dvoboja plivao morima prije nekih 290 milijuna godina.
Od tog drevnog uobičajenog pretka, jedna loza je izbila na kopnu i evoluirala u sisare, uključujući vukodlaka pakicetus, koja bi se kasnije vratila u vodu i evoluirala u kitove i delfine. Druga loza ostala je stavljena u ocean, podvrgnuvši se podešavanjima da bi postala moderna morski pas. Ipak, usprkos svojim vijugavim stazama, obje su životinje završavale u sličnim evolucijskim nišama: prostrani plivači s glatkom kožom i peraje s vodom koji su idealni za potjeru plijena.
Svako od staništa Zemlje predstavlja svoje izazove. Ponekad različite vrste razviju isto rješenje istog problema. Biolozi taj proces nazivaju - kada dva organizma dijele karakteristike koje zajednički nisu naslijedili od zajedničkog pretka - konvergentnom evolucijom.
Konvergentna prema divergentnoj evoluciji
Klasični primjeri evolucije, poput Darwinove peraje, pokazuju suprotan proces: divergentnu evoluciju. Populariziran u kasnim 1800-ima američki misionar i prirodoslovac J. T. Gulick, termin opisuje jednu jedinstvenu vrstu koja postaje mnogo koja odgovara različitim ulogama u određenom okruženju. Na primjerice među vilinama Galápagos, oblik kljuna promijenio se (ili se odstupio) kako bi se bolje uklopile različite vrste hrane dostupne na raznim otocima.
Suprotno tome, konvergentna evolucija događa se kada se vrste počnu razlikovati i potom postaju sličnije. Na primjer, zamislite da biste na isti otok bacili asortiman papiga i toucana. Pojedinci s kljunovima koji nisu bili učinkoviti za uklanjanje bubica mogu ostati gladni i umrijeti, a da potom ne prenesu svoje gene lošeg kljuna na potomstvo. Ali papagaji i tukani koji imaju dovoljno sreće da imaju kljunove koji bi bili uspješniji u hvatanju bugova, preživjeli bi i prenijeli gene za te kljunove. Kasnije generacije potomci obje vrste mogli bi se složiti u istom obliku kljuna, jer je to najuspješniji dizajn za preživljavanje na tom staništu.
Koncepti na kojima se temelji konvergentna evolucija mogu se pratiti do Richarda Owena, britanskog biologa koji je, usprkos sumnji u Darwinovu teoriju evolucije, sredinom 1800-ih ukazao na razliku između životinja s dijelovima tijela koji su izgrađeni slično (homolozi) i dijelovima tijela koji samo imaju slične svrhe (analozi). Na primjer, dupina peraja i ljudska ruka homologni su jer imaju istu koštanu strukturu, unatoč njihovim funkcijama koje se razlikuju od našeg posljednjeg zajedničkog pretka. S druge strane, dupina peraja je analog peraje morskog psa - oni imaju istu svrhu, ali različitih oblika, jer su se razvijali neovisno (i konvergentno).
Primjeri konvergentne evolucije
Primjeri konvergentne evolucije obiluju, ali ih je najlakše vidjeti u poznatim životinjskim vrstama. Na primjer, divovske pande imaju dijelove tijela nalik palčevima, koje životinje koriste da prianjaju bambus, kao što je biolog Stephen Jay Gould opisao u časopisu Incorporating Nature Magazine 1970-ih. I ljudi i hobotnice imaju oči poput fotoaparata s irisom, lećom i mrežnicom - svi bitni dijelovi uređaja za snimanje. I šišmiši i ptice imaju krila.
Koliko god se ove osobine mogle činiti, bliži pogled otkriva njihovo neovisno podrijetlo. Šapa pande, sa svojih pet znamenki i palčastu kost stršljenu kost koja joj istječe s dlana, ne izgleda poput ljudske ruke. To ima smisla, s obzirom na to da su primati evoluirali svoje suprotne palčeve prije otprilike 50 milijuna godina, dok su ih pande činile prije manje od 20 milijuna godina (a naš posljednji zajednički predak živio je prije 65 milijuna do 90 milijuna godina). Slično tome, jedinstveno ožičenje oči hobotnice znači da im nedostaju slijepe mrlje. I dok su ptičja krila sličnija "rukama", krila šišmiša više izgledaju kao "ruke" s vretenastim prstima. Za upotrebu Owenovih kategorija to su analogni, a ne homologni dijelovi tijela.
Pokretač konvergentne evolucije je dostupnost određenih uloga koje nudi okoliš. Okeani bacaju brzo plivajuće grabežljivce, bili oni morski psi ili dupini. Nebo trebaju letači, a stvorenja koja žive u drveću ili se vrlo dobro bave trebaju biti sposobna hvatati grane za rep, ruke ili kandže.
Jedan od najdramatičnijih primjera modernog doba su dvije cjelovite konvergentne skupine životinja: australijski marsupial sisavci, koji svoje prve dane provode u vrećama, i sisavci rođeni iz placente, koji nastanjuju ostatak svijeta. Budući da se Australija odvojila od ostalih kontinenata prije nekoliko desetaka milijuna godina, njezine su se životinjske vrste razvijale pomalo neovisno. Unatoč tome, mnoge su niše ispunjene životinje koje izgledaju vrlo slično svojim kolegama u Africi, Americi i Euroaziji.
Za kopanje pod zemljom postoje molovi i marsupial moles. Za razbijanje po zemlji, miševi se sastaju u australijskim mulgarama. A za lov na druge sisavce, sada izumrli tilacin izgledao je i hodao točno poput psa ili vuka, osim što je, također, svoje mladiće nosio u vrećici kao klokan. Budući da su slične uloge - kao što su kopač, lopov i lovac - postojale na obje strane oceana, evolucija se svodi na slične dizajne na obje lokacije.
Je li konvergentna evolucija neizbježna?
Zapis o fosilima otkriva da su se isti obrasci odigravali kroz eone i višestruko izumiranje, a peraje, noge, oklopne školjke i kandže pojavljuju se kao poznati paketi u sličnim okruženjima. Pojava je navela evolucijske biologe da dovedu u pitanje u kojem je stupnju evolucija slučajni proces i u kojoj mjeri njegov ishod postavlja okolina. Kao što se Gould pitao, kad bismo mogli ponovo reproducirati Zemljinu povijest, bi li drvo života poprimilo isti oblik?
Jasno ocrtavajući slučajeve konvergentne evolucije, međutim, nije crno-bijelo. Ona je usko povezana s paralelnom evolucijom, u kojoj se vrsta nalazi u dva različita okruženja i razvija isto prilagođavanje svakom. Polazeći od istog plana tijela, evolucija se kreće u korak s bravom, ne točno „konvergirajući“ se na novu i sličnu prilagodbu. Neki znanstvenici smatraju da je evolucija marsupija paralelna s onom placentnih sisavaca, dok drugi raspravljaju je li paralelna evolucija samo manje ekstremni oblik konvergentne evolucije.
I konvergentna i paralelna evolucija služe kao podsjetnik da prirodna selekcija nema favoriziranu stazu, niti unutarnji luk od osnovne do napredne. Vrste se mogu opet razilaziti, konvergirati i razilaziti. Evolucija inzistira samo na tome da vrste usvoje strategije preživljavanja koje djeluju u određenom okruženju, bez obzira odakle te strategije dolaze.
