Convergente evolutie

Convergente evolutie is een proces in de biologie. Het doet zich voor wanneer twee soorten uit niet-verwante lijnen dezelfde eigenschappen of kenmerken ontwikkelen. Dit gebeurt omdat zij in soortgelijke habitats leven, en oplossingen moeten ontwikkelen voor dezelfde soort problemen.

Gelijkenis in eigenschappen kan op twee manieren ontstaan. Beide soorten kunnen de eigenschap hebben verworven door afstamming van een gemeenschappelijke voorouder. In dat geval zijn de structuren homoloog. Een voorbeeld is de ledemaat van een viervoeter, die is geërfd van vroege viervoeters in het late Devoon/vroege Carboon, ongeveer 360 miljoen jaar geleden. Anderzijds kunnen beide onafhankelijke aanpassingen zijn aan soortgelijke omstandigheden in hun habitat. In dat geval zijn de structuren analoog. Convergente evolutie leidt tot analoge kenmerken.

Deze twee succulente plantengeslachten, Euphorbia en Astrophytum, zijn slechts in de verte verwant. Ze zijn onafhankelijk van elkaar uitgekomen op een zeer gelijkende lichaamsvorm

Voorbeelden

Vleugels: de vleugels van insecten, vogels, vleermuizen en pterosauriërs lijken tot op zekere hoogte op elkaar. In het bijzonder zijn ze allemaal dun en sterk, met een groot oppervlak. De vleugels kunnen mechanisch op een regelmatige manier worden bewogen om lift te creëren; enzovoort. In elk geval zijn de vleugels afzonderlijk geëvolueerd, zodat hun vorm bepaalde lichamelijke noodzakelijkheden weerspiegelt. De drie grotere dieren hebben allemaal isolatie en temperatuurregeling, en dus een hoog metabolisme. Dat is ook nodig voor het vliegen, waarvoor veel energie nodig is.
Ogen: een van de beroemdste voorbeelden van convergente evolutie is het cameraoog van koppotigen (b.v. inktvissen), gewervelden (b.v. zoogdieren) en cnidaria (b.v. box jellies). Hun laatste gemeenschappelijke voorouder had een eenvoudige fotoreceptieve vlek, maar een reeks processen heeft geleid tot de geleidelijke verfijning van deze structuur tot het geavanceerde camera-oog. De gelijkenis van de structuren in de meeste opzichten, ondanks de complexiteit van het orgaan, illustreert hoe er biologische uitdagingen kunnen zijn waarvoor een optimale oplossing bestaat.
Nectar-eters: Vier groepen zangvogels uit verschillende families in verschillende landen zijn gespecialiseerd in het eten van nectar. Het zijn de kolibries (Trochilidae; Amerika); de sunbirds (Nectariniidae; Zuid-Afrika); de honingzuigers (Meliphagidae; Australië); en de honingzuigers (Drepanididae; Hawaii). ^p224 Zij hebben vergelijkbare aanpassingen omdat zij allen hun tong gebruiken om nectar uit het centrum van bloemen te eten.
De gieren van de Oude en de Nieuwe Wereld behoren tot verschillende, maar verwante families. Gieren uit de Oude Wereld behoren tot de familie Accipitridae, waartoe ook arenden, wouwen, buizerds en haviken behoren. Gieren uit de Oude Wereld vinden kadavers uitsluitend op het zicht. Gieren uit de Nieuwe Wereld behoren tot de familie Cathartidae, en gebruiken zowel geur als zicht. Het zijn allebei grote, vliegende vogels die zich specialiseren in het eten van dode karkassen. Ze hebben krachtige snavels, lange veerloze nekken, sterk maagzuur, een uitgebreide krop om het voedsel op te slaan tijdens het eten, enzovoort. Deze eigenschappen zijn onafhankelijk van elkaar geëvolueerd.
De vorm van grote, zich snel voortbewegende waterdieren neigt naar de vorm van een torpedo: tonijn, haaien, dolfijnen, orka's, ichthyosaurussen hebben allemaal een soortgelijke vorm. Deze gestroomlijnde vorm vermindert de weerstand als ze zich door het water voortbewegen. De vinnen van sommige (ichthyosaurussen, haaien) zitten op dezelfde plaatsen op het lichaam. Zij zijn aan deze vorm gekomen vanuit zeer verschillende uitgangspunten.
De levensstijl van de sabeltandkat evolueerde onafhankelijk ten minste vijf keer bij zoogdieren.

Voorbeelden van convergente evolutie zijn zeer talrijk: het is een belangrijk kenmerk van evolutie.

Parallelophyly

Parallelofylie is het bijzondere geval waarin twee of meer lijnen met een nauwe gemeenschappelijke voorouder onafhankelijk van elkaar hetzelfde kenmerk verwerven. Bij cichlidenvissen in het Tanganyika-meer in Oost-Afrika is dezelfde voedingswijze in zes verschillende lijnen ontwikkeld. Stengelogen komen onregelmatig en onafhankelijk voor bij acalypteranvliegen. Zij hebben duidelijk de genetische capaciteit voor dergelijke ogen geërfd. Dit vermogen is slechts in enkele lijnen geselecteerd. ^{p62, 225}

Vragen en antwoorden

V: Wat is convergente evolutie?

A: Convergente evolutie is een proces in de biologie waarbij twee soorten van verschillende lijnen dezelfde eigenschappen of kenmerken ontwikkelen doordat ze in vergelijkbare habitats leven en oplossingen moeten ontwikkelen voor dezelfde soort problemen.

V: Waarom treedt convergente evolutie op?

A: Het komt voor omdat twee soorten in vergelijkbare habitats leven en oplossingen moeten ontwikkelen voor dezelfde soort problemen.

V: Hoe kan gelijkenis in eigenschappen optreden?

A: Gelijkenis in eigenschappen kan op twee manieren ontstaan. Beide soorten kunnen de eigenschap hebben verkregen door afstamming van een gemeenschappelijke voorouder, of beide kunnen onafhankelijke aanpassingen zijn aan vergelijkbare omstandigheden in hun habitat.

V: Wat zijn homologe structuren?

A: Homologe structuren zijn structuren die op elkaar lijken omdat beide soorten de eigenschap hebben verkregen door afstamming van een gemeenschappelijke voorouder.

V: Geef een voorbeeld van een homologe structuur.
A: Een voorbeeld van een homologe structuur is het ledemaat van de tetrapoda, dat is overgeërfd van vroege tetrapoda in het late Devoon/begin Carboon, ongeveer 360 miljoen jaar geleden.

V: Wat zijn analoge structuren?

A: Analoge structuren zijn structuren die op elkaar lijken omdat zij onafhankelijke aanpassingen zijn aan soortgelijke omstandigheden in hun habitat.

V: Waar leidt convergente evolutie toe?

A: Convergente evolutie leidt tot analoge kenmerken.