För cirka 60 miljoner år sedan blev Australien helt separerat från de andra kontinenterna genom rörelsen av tektoniska plattor. Som ett resultat följde livsformer i Australien sina egna evolutionära mönster med liten eller ingen blandning med utomstående arter under många miljoner år. Vid tidpunkten för separationen levde samma art i Australien som levde i andra delar av världen, men under många generationer utvecklades de separerade [populationerna annorlunda. De levde på olika platser, med olika klimat, olika rovdjur och en massa andra olika omständigheter.
När dessa arter utvecklades i olika riktningar visade sig några intressanta variationer mellan de isolerade australiska arterna och de arter som utvecklades i resten av världen. Kängurur, till exempel, ser ut och fungerar annorlunda än nästan allt du kan hitta utanför Australien. Men ännu mer överraskande för biologer är att vissa arter som var så långt ifrån varandra på livets evolutionära träd att de bara kunde anses vara avlägset släkt verkade se nästan exakt likadana ut.
Till exempel levde en primitiv gnagare både på och utanför Australien vid tidpunkten för separationen. I Australien utvecklades en gren av denna gnagares ättlingar till trädlevande varelser med hudflikar som sträcker sig mellan fram- och bakbenen, vilket gör att de kan glida mellan träden på luftströmmar. De är kända som flygande falanger. I resten av världen utvecklades den primitiva gnagaren till en helt separat grupp av trädlevande varelser med glidande flikar -- de flygande ekorrarna.
Hur kunde detta hända? Fanns potentialen att utveckla glidflikar redan hos den primitiva gnagaren, vilket gör det oundvikligt att ett sådant djur så småningom skulle utvecklas? Eller gjorde trycket från båda miljöerna att naturligt urval pressade gnagarna till en glidande form? Och hur är det med arter som aldrig var släkt till att börja med, men som ändå utvecklats till häpnadsväckande liknande former?
Innehåll
Situationen som beskrivs med flygande ekorrar är känd som parallell evolution . Det uppstår när två besläktade arter delar sig från varandra, utvecklas på olika platser och omständigheter, men ändå utvecklar många av samma egenskaper. När två olika arter delar många egenskaper kallas det morfologisk likhet . När två helt obesläktade arter utvecklar morfologisk likhet kallas det konvergent evolution . Det är ibland omöjligt att avgöra vilken typ det är eftersom vi inte har fullständig kunskap om det evolutionära rekordet. Vi har inget sätt att veta hur nära två arter var släkt för miljoner år sedan.
Den enkla anledningen till att parallell evolution inträffar är att liknande miljöer och liknande befolkningstryck verkligen leder till att olika arter utvecklar liknande egenskaper. En framgångsrik egenskap på en plats kommer att bli framgångsrik på en annan. Men det berättar inte riktigt hela historien. Det finns trots allt miljontals arter på jorden, och många av dem liknar inte varandra. Varför uppvisar bara vissa arter parallell eller konvergent evolution?
Det har att göra med hur naturligt urval fungerar. En art kan förändras från en generation till en annan på grund av mutationer i dess genetiska kod eller rekombination av genetisk information genom sexuell reproduktion. Dessa genetiska förändringar visar sig som nya eller förändrade egenskaper. En mutation kan till exempel göra att en björnart har mycket ljusare färg på sin päls. Egenskaper som ger organismen en större chans att överleva tillräckligt länge för att föröka sig är mer benägna att föras vidare till framtida generationer, medan mindre framgångsrika egenskaper inte kommer att föras vidare lika ofta. Med tiden ändras alltså genomsnittet av egenskaperna över en population av organismer -- de mest fördelaktiga egenskaperna dyker upp med mycket högre frekvens.
Så småningom gör dessa ackumulerade fördelaktiga egenskaper en organism mycket väl lämpad att fungera inom en viss miljö. Detta är artens ekologiska nisch . Djuren har anpassat sig för att leva framgångsrikt inom den nischen men skulle förmodligen klara sig dåligt utanför den. En isbjörns nisch är överst i näringskedjan i det kalla, snöiga klimatet i Arktis. En isbjörn som försökte leva som betare på den afrikanska savannen skulle inte klara sig bra.
De organismer som mest sannolikt kommer att uppvisa parallell eller konvergent evolution är de som upptar liknande ekologiska nischer. Afrikas savann och Nordamerikas slätter är liknande miljöer - något torra, platt och täckta med gräs. Samma nisch finns på båda ställena:stora, växtätande däggdjur som lever i flockar och betar på gräset. Gnuer och nordamerikanska nötkreatur utvecklades långt ifrån varandra, men de har en otrolig morfologisk likhet. Ingen av arterna utvecklades till isbjörnar - det skulle inte vara vettigt. Naturligt urval förstärkte de egenskaper som gjorde dessa arter framgångsrika inom sin nisch. Eftersom nischen var densamma är det verkligen ingen stor överraskning att arten ser likadan ut.
Viss konvergent evolution är inte beroende av ekologiska nischer eftersom egenskaperna är mycket fördelaktiga för ett brett spektrum av organismer. Alla köttätare, oavsett var de bor, har utvecklat vassa tänder. Fåglar, fladdermöss och många insekter har utvecklat förmågan att flyga. De flyger alla på olika sätt och av olika anledningar, men flygningen är så fördelaktig att den dyker upp överallt.
Parallell evolution är ganska vanlig på morfologisk nivå, men vilken roll spelar den underliggande genetiska processen? Låt oss ta reda på det.
Det finns två saker att tänka på om genetikens roll i parallell evolution.
Den första är att den genetiska koden för en given art kan innehålla potentialen för många komplexa strukturer som faktiskt inte uttrycks i den organismen. Föreställ dig ett byggteam som bygger ett hus. Ritningen kan innehålla instruktioner för att bygga ett tillägg på baksidan av huset, men om inte arkitekten säger åt besättningen att bygga den delen, kommer de bara att bygga grundhuset, utan tillägget. Vår genetiska motsvarighet till arkitekten skulle vara en annan mutation som aktiverar den del av DNA som behövs för att faktiskt uttrycka en egenskap.
Maneter och anemoner är djur med en radiell kroppsplan - de har ingen vänster eller höger sida. Men deras genetiska kod har visat sig innehålla en markör för en bilateral kroppsplan [källa:Ars Technica]. Av någon anledning uttrycks det inte hos medlemmar av manetfamiljen.
Varför är detta viktigt för parallell evolution? Den visar att mycket primitiva organismer kan ha de genetiska verktygen tillgängliga för att skapa större komplexitet. När organismen utvecklas kan vitt åtskilda arter utveckla liknande egenskaper eftersom potentialen för dessa egenskaper fanns redan från början.
Den andra saken att tänka på är de experimentella bevisen. Nyligen har biologer gått bortom morfologin i sin undersökning av parallell evolution. De har hittat bevis på att morfologiska likheter i åtminstone vissa fall matchades av genetiska likheter. De kemiska interaktionerna mellan proteiner och aminosyror som orsakar de morfologiska förändringarna var också desamma i två arter som hade isolerats från varandra i miljontals år [källa:ScienceDaily].
Om du vill lära dig mer om evolution, naturligt urval och djur, prova nästa sida.
Fler konvergenserTylacinen, även känd som den tasmanska vargen, används ofta som ett utmärkt exempel på konvergent evolution. Nu utrotad, tylacinen ockuperade samma ekologiska nisch som hundrovdjur i andra delar av världen. Trots att de nästan inte har någon evolutionär relation, har tylaciner och grå vargar mycket liknande morfologi, är ungefär lika stora och delar många egenskaper.
Du kan förmodligen se ett exempel på konvergent evolution precis utanför ditt fönster. Det finns tiotusentals växtarter, många av dem är inte relaterade till varandra. Ändå har växtarter över hela världen utvecklat löv. Medan löv finns i många former och storlekar känner vi alla till ett löv när vi ser ett, eftersom de alla är så lika. Det finns säkert fall av divergerande bladutveckling (t.ex. tallbarr), vilket bara gör det desto mer fascinerande att så många arter utvecklade löv som ser likadana ut.
Källor
