En av de underskattade fakta om evolution är det i naturen finns det ett begränsat antal effektiva lösningar på vissa utmaningar. Följaktligen är det troligt att vissa lösningar dyker upp oberoende om och om igen. Det är vad konvergent evolution handlar om.
Det är genom denna process som orelaterade djur som upptar liknande ekologiska nischer utvecklar ofta liknande adaptiva egenskaper. Dessa adaptiva egenskaper kan utvecklas i två arter med tiotals miljoner år från varandra.
Minns till exempel de slående likheterna mellan gamla sauropoder och moderna giraffer. Det kan också förekomma samtidigt, som för djur med liknande livsmiljöer på motsatta sidor av planeten.
Ett hett lösningsexempel på konvergent utveckling
I det kalla vattnet i havet som omger Antarktis har fisk en speciell egenskap som gör att de kan överleva vid mycket låga temperaturer. Nyckeln till dess överlevnad upptäcktes av det vetenskapliga samfundet på 1960 -talet: produktion av en typ av naturligt frostskyddsmedel.
Dessa fiskar har utvecklats för att producera speciella proteiner förankrade till socker - glykoproteiner - som cirkulerar i blodet. Denna komponent fungerar genom att något minska temperaturen vid vilken dina kroppsvätskor skulle frysa och orsaka din död. Dessa glykoproteiner omger varje liten iskristall och hindrar dem från att växa.
Strategin som beskrivs är en av många geniala lösningar som vi hittar i naturen. En framgång i den evolutionära processen. Ett under. Tänk nu på detta: naturen gjorde det inte en gång, men minst två gånger.
När fisk studerades i andra änden av jorden, i Arktis, forskarna fann också att de producerade frostskydds -proteiner. Men generna som kodar för frostskydds proteiner - i norra och södra fisk - är ganska olika.
Detta är inte förvånande med tanke på att dessa två fiskpopulationer separerade långt innan varje utvecklade frostskyddsgener och proteiner. Det faktum att oberoende molekylära evolutionsepisoder inträffade i båda populationerna som orsakade samma funktionella resultat är uppenbart.
Detta är ett dramatiskt exempel på konvergent utveckling. Dess koncept definieras som process genom vilken orelaterade arter utvecklas och utvecklar liknande egenskaper att anpassa sig till förhållanden i liknande livsmiljöer.
Fladdermöss och valar har fördelarna med en bra lyssnare
Fladdermöss delar ett adaptivt drag med ett extremt annorlunda djur, tandvalen.. Båda har utvecklat ett sofistikerat sensoriskt system som kallas ekolokalisering eller biosonar. I denna process avger de ljud som studsar av närliggande föremål och ger ett eko. Båda djuren utvecklade förmågan att lyssna på ekon och tolka dem för att orientera sig i deras flygning och navigering.
Fladdermöss producerar ultraljud - högfrekventa ljud - från struphuvudet och avger det genom munnen eller näsan, medan valar passerar luft genom sin näspassage för att utvisa vibrationer genom fettvävnad som kallas melon.
Nyfiket, Samma strategi har utvecklats i två mycket olika miljöer: himlen och havet. Ännu mer överraskande är att ekolokation uppstod oberoende i varje grupp och görs genom olika mekanismer, men det fungerar tack vare samma genetiska mutationer.
Vetenskapliga studier har visat det fladdermöss och valar har upplevt samma förändringar i genen som är involverad i ljudbehandling. Denna anpassning är det som gör att var och en bättre kan höra de ultraljudsfrekvenser som används för ekolokalisering.
Inte bara människan lämnar ett avtryck
De avlägsna förfäderna till människor tros behöva ett pålitligt sätt att greppa och manipulera verktyg, och de utvecklade fingeravtryck.
Intressant är det faktum att Även om fingeravtryck är unika för var och en av oss, är de inte unika för den mänskliga arten. Några av våra primatsläktingar, som schimpanser och gorillor, har dem också. Detta är dock inte förvånande, eftersom vi alla fick dem från vår gemensamma förfader.
Det finns ett annat djur - en pungdjur - som utvecklade dem på egen hand: koalan. Koalor har fingeravtryck som liknar vårt. Analogt med mänskliga fingeravtryck verkar koalafingeravtryck vara unika för varje ämne.
Vetenskapliga studier tyder på att koalafingeravtryck utvecklats nyligen i deras evolutionära historia. Detta beror på att de flesta av dina nära släktingar inte har dem. Man tror att dess utseende kan vara en anpassning för att förstå och manipulera koalans favoritmat, eukalyptusblad.
Kort sagt, oavsett om det är att korsa himlen, klättra i träd, gräva mark eller plöja genom vatten, fall av konvergent utveckling finns i hela naturen, på många olika skalor … och inte bara i djurriket. Det syns också i växter!