Viens no nenovērtētajiem evolūcijas faktiem ir tas, ka dažām dabas problēmām ir ierobežots skaits efektīvu risinājumu. Līdz ar to ir ticams, ka daži risinājumi atkal un atkal parādās neatkarīgi. Tas ir konverģences evolūcijas mērķis.
Šajā procesā nesaistītiem dzīvniekiem, kas ieņem līdzīgas ekoloģiskās nišas, bieži attīstās līdzīgas adaptīvās īpašības. Šīs adaptīvās iezīmes var attīstīties divās sugās ar desmitiem miljonu gadu starpību.
Atcerieties, piemēram, pārsteidzošās līdzības starp senajiem sauropodiem un mūsdienu žirafēm. Tas var notikt arī vienlaikus, piemēram, dzīvniekiem ar līdzīgiem biotopiem planētas pretējās pusēs.
Karsts konverģentas evolūcijas risinājuma piemērs
Antarktīdu ieskaujošā okeāna aukstajos ūdeņos zivīm ir īpaša iezīme, kas ļauj tām izdzīvot ļoti zemā temperatūrā. Zinātnieku aprindas atklāja tās izdzīvošanas atslēgu 20. gadsimta 60. gados: dabīgā antifrīza veida ražošanu.
Šīs zivis ir attīstījušās, lai ražotu īpašus ar cukuru saistītus proteīnus – glikoproteīnus –, kas cirkulē to asinīs. Šis komponents darbojas, nedaudz samazinot temperatūru, pie kuras jūsu ķermeņa šķidrumi sasalst līdz nāvei. Šie glikoproteīni ieskauj katru sīko ledus kristālu un tādējādi neļauj tam augt.
Aprakstītā stratēģija ir viens no daudzajiem ģeniālajiem risinājumiem, ko atrodam dabā. Evolūcijas procesa veiksme. Brīnums. Tagad apsveriet to: daba to nedarīja vienreiz, bet vismaz divas reizes.
Kad zivis tika pētītas otrpus Zemes, Arktikā, zinātnieki arī atklāja, ka tās ražo antifrīza proteīnus. Tomēr gēni, kas kodē antifrīzu proteīnus – ziemeļu un dienvidu zivīs – ir diezgan atšķirīgi.
Šis fakts nav pārsteidzošs, ņemot vērā, ka šīs divas zivju populācijas atšķīrās ilgi pirms katra attīstīja antifrīza gēnus un proteīnus. Ir skaidrs, ka abās populācijās notika neatkarīgas molekulārās evolūcijas epizodes, kas izraisīja vienu un to pašu funkcionālo rezultātu.
Šis ir dramatisks konverģentas evolūcijas piemērs. Tās jēdziens ir definēts kā process, kurā nesaistītas sugas attīstās, attīstot līdzīgas pazīmes, lai pielāgotos līdzīgiem biotopu apstākļiem.
Sikspārņiem un vaļiem ir tādas priekšrocības kā labi klausītāji
Sikspārņiem ir raksturīga adaptīva īpašība ar ļoti atšķirīgu dzīvnieku – zobvaļu. Abi ir izstrādājuši izsmalcinātu sensoro sistēmu, ko sauc par eholokāciju vai biosonāru. Šajā procesā tie izstaro skaņas, kas atlec no tuvumā esošajiem objektiem un rada atbalsi. Abi dzīvnieki attīstīja spēju klausīties atbalsis un interpretēt tās, lai orientētos lidojumā un navigācijā.
Sikspārņi rada ultraskaņu - augstas frekvences skaņas - no balsenes un izstaro to caur muti vai degunu, savukārt vaļi laiž gaisu caur deguna eju, lai izspiestu vibrācijas caur audu taukiem, ko sauc par meloni.
Interesanti, ka šī pati stratēģija ir attīstījusies divās ļoti atšķirīgās vidēs: debesīs un jūrā. Vēl pārsteidzošāk ir tas, ka echolokācija katrā grupā radās neatkarīgi un tiek veikta ar dažādiem mehānismiem, bet darbojas, pateicoties tām pašām ģenētiskajām mutācijām.
Zinātniskie pētījumi ir parādījuši, ka sikspārņi un vaļi ir piedzīvojuši tādas pašas izmaiņas gēnā, kas iesaistīts skaņas apstrādē. Šī adaptācija ļauj katram no viņiem labāk sadzirdēt ultraskaņas frekvences, ko izmanto atbalsošanai.
Ne tikai cilvēks atstāj savas pēdas
Tiek uzskatīts, ka cilvēku tālajiem senčiem bija vajadzīgs uzticams veids, kā satvert un manipulēt ar instrumentiem, un viņiem izveidojās pirkstu nospiedumi.
Interesanti ir tas, ka, lai gan pirkstu nospiedumi ir unikāli katram no mums, tie nav unikāli cilvēku sugai. Dažiem mūsu primātu radiniekiem, piemēram, šimpanzēm un gorillām, tās ir arī. Tomēr tas nav pārsteidzoši, jo mēs visi tos ieguvām no mūsu kopīgā senča.
Ir vēl viens dzīvnieks - purva dzīvnieks -, kas tos attīstīja pats: koala. Koalām ir ļoti līdzīgi mūsu pirkstu nospiedumi. Līdzīgi kā cilvēka pirkstu nospiedumiem, koalas pirkstu nospiedumi katram subjektam šķiet unikāli.
Zinātniskie pētījumi liecina, ka koalas pirkstu nospiedumi to evolūcijas vēsturē ir izveidojušies nesen. Tas ir tāpēc, ka lielākajai daļai viņu tuvāko radinieku to nav. Tiek uzskatīts, ka tā izskats varētu būt adaptācija, lai satvertu un apstrādātu koalas iecienītāko ēdienu – eikalipta lapas.
Īsi sakot, neatkarīgi no tā, vai tā ir šķērsošana debesīs, kāpšana kokos, zemes rakšana vai aršana pa ūdeni, konverģentas evolūcijas gadījumi ir sastopami visā dabā, dažādos mērogos, un ne tikai dzīvnieku valstībā. Tas ir redzams arī augos!