Konvergentná evolúcia je, keď rôzne organizmy nezávisle vyvíjajú podobné črty.
Napríklad žraloky a delfíny vyzerajú relatívne podobne napriek tomu, že nie sú úplne prepojené. Žraloky sú ryby znášajúce vajíčka so smrtiacou schopnosťou prenikať krv do vody, zatiaľ čo delfíny sú zvedavé cicavce, ktoré sa pohybujú tak, že vydávajú klikavé zvuky a počúvajú ich ozveny. Tieto rozdiely nie sú príliš prekvapujúce, ak vezmeme do úvahy, že posledný spoločný predok dua plával po mori asi pred 290 miliónmi rokov.
Z tohto starodávneho spoločného predka jedna línia vyrazila na pevninu a vyvinula sa v cicavce vrátane vlkovitých pakicetus, ktorá by sa neskôr vrátila do vody a vyvinula sa na veľryby a delfíny. Ďalšia línia zostala umiestnená v oceáne a podrobovala sa vyladeniu, aby sa stala moderným žralokom. Napriek tomu sa ich zvinutie skončilo podobnými evolučnými výklenkami: zefektívnení plavci s hladkou pokožkou a plutvy na krájanie vody, ktoré sú ideálne na prenasledovanie koristi.
Každý z biotopov Zeme predstavuje svoje vlastné výzvy. Rôzne druhy niekedy vyvinú rovnaké riešenie toho istého problému. Biológovia nazývajú tento proces - keď dva organizmy zdieľajú vlastnosti, ktoré spoločne nezdedili od spoločného predka - konvergentnú evolúciu.
Konvergentné verzus divergentný vývoj
Klasické príklady evolúcie, ako sú Darwinove peny, ukazujú opačný proces: odlišnú evolúciu. Koncom 19. storočia popularizoval americký misionár a prírodovedec J. T. Gulick. Tento výraz opisuje jeden jediný druh, ktorý sa v danom prostredí stáva mnohými, aby sa zmestili do rôznych rolí. Napríklad u lastúrok Galápagos sa tvar zobáka zmenil (alebo rozpadol), aby lepšie zodpovedal rôznym druhom potravín dostupných na rôznych ostrovoch.
Naopak, k konvergentnej evolúcii dochádza, keď druhy začínajú zreteľne rásť a potom rastú podobnejšie. Napríklad si predstavte, že by ste mali na rovnaký ostrov vyhodiť sortiment papagájov a tukanov. Jednotlivci s zobákmi, ktorí boli neefektívni na zachytenie chýb, by mohli mať hlad a zomrieť bez toho, aby preniesli svoje zlé zobáky na potomkov. Ale papagáje a tukany majú to šťastie, že majú zobáky, ktoré boli úspešnejšie pri chytení chrobákov, prežijú a odovzdávajú gény pre tieto zobáky nabíjajúce chyby. Generácie neskôr sa potomkovia oboch druhov mohli zblížiť do rovnakého tvaru zobáku, pretože je to najúspešnejší návrh na prežitie v tomto prostredí.
Koncepty, ktoré sú základom konvergentnej evolúcie, možno vysledovať až po Richarda Owena, britského biológa, ktorý napriek pochybnostiam o Darwinovej teórii evolúcie v polovici 18. storočia poukázal na rozdiel medzi zvieratami a časťami tela, ktoré sú postavené podobne (homológy), a časťami tela, ktoré majú podobné účely (analógy). Napríklad delfínska plutva a ľudská ruka sú homológne, pretože majú rovnakú štruktúru kostí, napriek tomu, že sa od ich posledného spoločného predka líšili. Na druhej strane je delfínska plutva analógom plutvy žraloka - majú rovnaký účel, ale rôzne tvary, pretože sa vyvíjali nezávisle (a konvergovane).
Príklady konvergentného vývoja
Príklady konvergentnej evolúcie sú veľké, ale najľahšie sa dajú vidieť v známych živočíšnych druhoch. Napríklad obrie pandy majú časti tela pripomínajúce palce, ktoré zvieratá používajú na uchopenie bambusu, ako opísal biolog Stephen Jay Gould v Incorporating Nature Magazine v 70. rokoch 20. storočia. Ľudia aj chobotnice majú oči podobné fotoaparátu s dúhovkou, šošovkou a sietnicou - všetky základné časti zobrazovacieho zariadenia. Netopiere aj vtáky majú krídla.
Ak sa tieto vlastnosti môžu podobať, bližší pohľad odhalí ich nezávislý pôvod. Panda labka s piatimi číslicami a palcovitou, mohutnou kosťou vyčnievajúcou z dlane, nevyzerá nič ako ľudská ruka. To dáva zmysel, vzhľadom na to, že primáti si vyvinuli svoje protichodné prsty asi pred 50 miliónmi rokov, zatiaľ čo pandy to urobili pred menej ako 20 miliónmi rokov (a náš posledný spoločný predok žil pred 65 miliónmi až 90 miliónmi rokov). Podobne jedinečná kabeláž chobotníc znamená, že im chýbajú slepé miesta. A zatiaľ čo krídla vtákov sú skôr podobné „ramenám“, krídla netopierov vyzerajú skôr ako „ruky“ špicatými prstami. Na použitie Owenových kategórií ide o analogické, nie homologické časti tela.
Hnacím motorom konvergentného vývoja je dostupnosť konkrétnych úloh, ktoré ponúka prostredie. Oceány vrhajú dravcov na rýchle plávanie, či už ide o žraloky alebo delfíny. Obloha potrebuje letáky a zvieratá, ktoré žijú v stromoch alebo sa s nimi vo veľkej miere zaoberajú, musia byť schopné chytiť konáre za chvostom, rukami alebo pazúrmi.
Jedným z najdramatickejších príkladov súčasnosti sú dve celé zbiehavé skupiny zvierat: austrálske vačkové cicavce, ktoré trávia svoje prvé dni vo vreckách, a cicavce narodené z placent, ktoré obývajú zvyšok sveta. Pretože sa Austrália pred desiatimi miliónmi rokov oddelila od ostatných kontinentov, jej živočíšne druhy sa vyvinuli trochu nezávisle. Mnoho výklenkov však bolo zaplnených zvieratami, ktoré vyzerajú veľmi podobne ako ich náprotivky v Afrike, Amerike a Eurázii.
Na kopanie pod zemou sú krtky a vačnice. Aby sa myši pohybovali po zemi, stretávajú sa v austrálskych mulgaroch. A na lov ďalších malých cicavcov vyzeral teraz vyhynutý tylacín a chodil presne ako pes alebo vlk, až na to, že nosil svoje mláďatá vo vrecku ako klokan. Pretože na oboch stranách oceánu existovali podobné úlohy - ako napríklad bager, scamperer a lovec -, vývoj sa v oboch lokalitách zblížil podobným návrhom.
Je konvergentná evolúcia nevyhnutná?
Fosílne záznamy ukazujú, že rovnaké vzorce sa odohrali na veky a na viacerých vyhynutých udalostiach, s plutvami, nohami, pancierami a pazúrmi, ktoré sa objavujú ako známe balíčky v podobných prostrediach. Tento jav viedol evolučných biológov k otázke, do akej miery je evolúcia náhodným procesom a do akej miery je jej výsledok fixovaný prostredím. Ako by premýšľal Gould, keby sme si mohli od začiatku prehrať históriu Zeme, nadobudol by strom života rovnakú podobu?
Jednoznačné vymedzenie prípadov konvergentného vývoja však nie je čiernobiele. Úzko súvisí s paralelným vývojom, v ktorom sa druh ocitne v dvoch rôznych prostrediach a vyvíja sa v ňom každé prispôsobenie. Vychádzajúc z rovnakého plánu tela sa evolúcia pohybuje v uzamknutí, nie presne „zbližovaní“ pri novej a podobnej adaptácii. Niektorí vedci považujú vačnú evolúciu za paralelnú s vývojom placentárnych cicavcov, zatiaľ čo iní diskutujú o tom, či je paralelná evolúcia iba menej extrémnou formou konvergentnej evolúcie.
Konvergentná aj paralelná evolúcia slúži ako pripomenutie, že prírodný výber nemá uprednostňovanú cestu, žiadny vlastný oblúk od základného po pokročilý. Druhy sa môžu opäť líšiť, zbližovať a znova sa líšiť. Evolúcia trvá iba na tom, aby druhy prijali stratégie prežitia, ktoré fungujú v danom prostredí, bez ohľadu na to, odkiaľ tieto stratégie pochádzajú.
