Jednym z niedocenianych faktów dotyczących ewolucji jest to, że istnieje skończona liczba skutecznych rozwiązań niektórych wyzwań natury. W związku z tym jest prawdopodobne, że niektóre rozwiązania pojawiają się wielokrotnie niezależnie. Na tym właśnie polega konwergentna ewolucja.
To właśnie w wyniku tego procesu niespokrewnione zwierzęta zajmujące podobne nisze ekologiczne często rozwijają podobne cechy adaptacyjne. Te cechy adaptacyjne mogą rozwinąć się u dwóch gatunków oddalonych od siebie o dziesiątki milionów lat.
Przypomnij sobie na przykład uderzające podobieństwa między starożytnymi zauropodami a współczesnymi żyrafami. Może też wystąpić jednocześnie, jak w przypadku zwierząt o podobnych siedliskach po przeciwnych stronach planety.
Przykład gorącego rozwiązania ewolucji zbieżnej
W zimnych wodach oceanu otaczającego Antarktydę ryby mają specjalną cechę, która pozwala im przetrwać w bardzo niskich temperaturach. Klucz do jego przetrwania został odkryty przez społeczność naukową w latach 60. XX wieku: produkcja pewnego rodzaju naturalnego płynu zapobiegającego zamarzaniu.
Ryby te ewoluowały, by wytwarzać specjalne białka zakotwiczone w cukrze – glikoproteiny – które krążą w ich krwi. Ten składnik działa poprzez nieznaczne obniżenie temperatury, w której płyny ustrojowe zamarzałyby na śmierć. Te glikoproteiny otaczają każdy mały kryształek lodu, zapobiegając w ten sposób jego wzrostowi.
Opisana strategia jest jednym z wielu pomysłowych rozwiązań, jakie znajdujemy w przyrodzie. Sukces procesu ewolucyjnego. Cud. A teraz rozważ to: natura zrobiła to nie raz, ale co najmniej dwa razy.
Kiedy ryby były badane po drugiej stronie Ziemi, w Arktyce, naukowcy odkryli również, że wytwarzają one białka zapobiegające zamarzaniu. Jednak geny kodujące białka zapobiegające zamarzaniu – u ryb północnych i południowych – są zupełnie różne.
Fakt ten nie jest zaskakujący, biorąc pod uwagę fakt, że te dwie populacje ryb rozeszły się na długo przed rozwinięciem genów i białek zapobiegających zamarzaniu. Jest oczywiste, że w obu populacjach wystąpiły niezależne epizody ewolucji molekularnej, które spowodowały ten sam efekt funkcjonalny.
To dramatyczny przykład zbieżnej ewolucji. Jego koncepcja jest zdefiniowana jako proces, w którym niespokrewnione gatunki ewoluują poprzez rozwijanie podobnych cech w celu przystosowania się do podobnych warunków siedliskowych.
Nietoperze i wieloryby mają tę zaletę, że są dobrymi słuchaczami
Nietoperze mają wspólną cechę adaptacyjną z skrajnie innym zwierzęciem, zębowcem. Oba rozwinęły wyrafinowany system sensoryczny zwany echolokacją lub biosonarem. W tym procesie emitują dźwięki, które odbijają się od pobliskich obiektów i wytwarzają echo. Oba zwierzęta rozwinęły umiejętność słuchania echa i interpretowania ich w celu orientacji w locie i nawigacji.
Nietoperze wytwarzają ultradźwięki – dźwięki o wysokiej częstotliwości – z krtani i emitują je przez usta lub nos, podczas gdy wieloryby przepuszczają powietrze przez nos, aby wydalić wibracje przez tkankę tłuszczową zwaną melonem.
Co ciekawe, ta sama strategia ewoluowała w dwóch bardzo różnych środowiskach: na niebie i morzu. Jeszcze bardziej zaskakujące jest to, że echolokacja powstała niezależnie w każdej grupie i odbywa się za pomocą różnych mechanizmów, ale działa dzięki tym samym mutacjom genetycznym.
Badania naukowe wykazały, że nietoperze i wieloryby doświadczyły tych samych zmian w genie zaangażowanym w przetwarzanie dźwięku. Ta adaptacja pozwala każdemu z nich lepiej słyszeć częstotliwości ultradźwiękowe używane do echolokacji.
Nie tylko człowiek zostawia ślad
Uważa się, że odlegli przodkowie ludzi potrzebowali niezawodnego sposobu chwytania narzędzi i manipulowania nimi, dlatego opracowali odciski palców.
Ciekawe jest to, że chociaż odciski palców są unikalne dla każdego z nas, nie są unikalne dla gatunku ludzkiego. Niektórzy z naszych krewnych naczelnych, jak szympansy i goryle, też je mają. Nie jest to jednak zaskakujące, ponieważ wszyscy dostaliśmy je od wspólnego przodka.
Istnieje inne zwierzę – torbacz – które rozwinęło je samodzielnie: koala. Koale mają odciski palców bardzo podobne do naszych. Analogicznie do ludzkich odcisków palców, odciski palców koali wydają się być unikalne dla każdego podmiotu.
Badania naukowe sugerują, że odciski palców koali powstały niedawno w ich ewolucyjnej historii. Dzieje się tak, ponieważ większość ich bliskich krewnych ich nie ma. Uważa się, że jego wygląd może być przystosowaniem do chwytania i posługiwania się ulubionym pokarmem koali, liśćmi eukaliptusa.
Krótko mówiąc, niezależnie od tego, czy chodzi o przemierzanie nieba, wspinanie się na drzewa, kopanie w ziemi czy przekopywanie się przez wodę, przypadki zbieżnej ewolucji można znaleźć w całej przyrodzie, w wielu różnych skalach, nie tylko w królestwie zwierząt. Występuje również w roślinach!