אבולוציה מתכנסת

עצמות הכנף של פטרוזאור, עטלף וציפור – שלושה יצורים שהתפתחה אצלם בנפרד תעופה. עצמות האצבע של הפטרוזאורים בולטות מחוץ לרקמת העור שלהם. עצם הבוהן של העטלף בולטת אך נפרדת משלוש העצמות המחזיקות את הכנף שהתארכו, ובעופות העצמות אינן בולטות מעל הנוצות והאצבעות נעלמו.

הדמיון הפיזי (בצורת המקור והממדים) וההתנהגותי (אופן התעופה והתזונה) הרב בין הקוליברי הנראה למעלה והצופית הנראית למטה מקורו באבולוציה מתכנסת

למעלה ממשפחת הצנופיים שהתפתחו מיצורים דמויי נדל (מרבי-רגל) למטה כדורית שהתפתחה מיצור דמוי שרימפס (סרטנאים)

אֵבוֹלוּצְיָה מִתְכַּנֶּסֶת (באנגלית: Convergent evolution) היא התפתחות מאפיינים דומים באופן שטחי, אצל יצורים ממוצא שונה ובאופן בלתי תלוי זה בזה. אבולוציה מתכנסת נוצרת כאשר על יצורים שאינם קרובים זה לזה מבחינה סיסטמטית פועלים לחצי ברירה חזקים ודומים. ככל שסביבת החיים קיצונית יותר, וככל שחולף זמן רב יותר שבמהלכו חשופים היצורים לתנאי הסביבה הקשים, כך רב הסיכוי להיווצרות של התכנסות בתכונותיהם והן נעשות דומות. בעינוף נכללת האבולוציה המתכנסת תחת הגדרת ההומופלסיה.

תופעה זו מתרחשת כאשר אורגניזמים שונים מתמודדים עם תנאים סביבתיים דומים, כגון אקלים, זמינות מזון או אופן תנועה, ולכן מפתחים פתרונות ביולוגיים דומים. למרות הדמיון החיצוני או התפקודי, התכונות שהתפתחו אינן נובעות ממוצא משותף אלא מהסתגלות בלתי תלויה ללחצי ברירה דומים.

אבולוציה מתכנסת נבדלת מאבולוציה מתבדרת, שבה מין מתפצל למינים שונים כשנוצרות בקבוצות שונות תכונות המתרחקות זו מזו עם הזמן.

סוג מסוים של התכנסות אבולוציונית היא התכנסות מורפולוגית, שבה צורת הגוף, או איברים מסוימים, של יצורים שונים נהיית דומה בשל לחצי ברירה דומים. לאיברים השונים ש"מתכנסים" ונהיים דומים בצורתם ותפקודם קוראים מבנים אנלוגיים, לעומת מבנים הומולוגיים שמוצאם זהה, אך בשל לחצי ברירה שונים, השתנו במהלך האבולוציה.

מנגנון האבולוציה המתכנסת

אבולוציה מתכנסת מתרחשת כאשר לחצי ברירה טבעית דומים פועלים על מינים שונים שאינם קרובים זה לזה מבחינה אבולוציונית. לחצים אלה יכולים לכלול תנאים סביבתיים דומים, כגון אקלים, זמינות מזון, אופן תנועה או צורך בהגנה מפני טורפים. בתנאים אלה, אורגניזמים שונים עשויים לפתח פתרונות ביולוגיים דומים לאותן בעיות סביבתיות.

עם הזמן, תכונות אלו מתקבעות באוכלוסיות השונות באמצעות ברירה טבעית, אף על פי שהאורגניזמים עצמם אינם חולקים אב קדמון קרוב. כתוצאה מכך נוצר דמיון תפקודי או מבני בין מינים שונים, שאינו נובע ממוצא משותף אלא מהסתגלות בלתי תלויה ללחצי ברירה דומים.

דוגמאות לאבולוציה מתכנסת

• בתנועה: שחייתם של הדגים, הלווייתנאים למינם, הפינגווינים, התחשאים והאיכתיוזאורים. מעופם של העופות, העטלפים והפטרוזאורים. גלישתם של הגלשנאים, של החרדון הדואה ושל הסנאים המעופפים.
• בתזונה: תזונת הצופיות, הקוליבריים וכמה פרושיים מצוף (וגם רחפניים). הזאב וזאב הכיס או האריה, התיילקוסמילוס ואריה הכיס כולם אוכלי בשר.
• בהגנה: הפנגולין והארמדיל שניהם מצטנפים להגנה. גירית הדבש, הבואשים וכמה גחניים פולטים כימיקלים חריפים להגנה. קוצים מאונקלים במטפסים ממשפחות צמחים שונות כמו ורד וקיסוסית.
• באיברים וגפיים: נחשים ולטאות כמו קמטן החורש איבדו את הגפיים. לטוקאן ולקלאו מקורים ארוכים ועבים.
• חולייתני יבשה פיתחו את האוזניים התיכונות באופן עצמאי בכל שושלת עיקרית, ולכן הן תוצאה של אבולוציה מקבילה. לכן ניתן לפרש את התצורות של האוזניים התיכוניות של יונקי הביב ותריאניים כאבולוציה מתכנסת או הומופלסיה.
• חפרפזיים וחפרפרות פיתחו בנפרד אותו מבנה גוף ואורח חיים, אך הם קרובים יותר ליונקים אחרים ובהם תחשי נהרות, שנבובים ופילים.
• חלבונים: מנגנון הפעולה של חלבונים רבים מבוסס על שלשה קטליטית של חומצות אמינו המורכבת מנוקלאופיל, חומצה ובסיס.
• בהתנהגות: דגים אמפיביים יוצאים מהמים. העכבישים וכמה תולעים מקבוצת נושאי ציפורניים מייצרים דבק הלוכד את טרפם.
  • אלקיים ופינגווינים דומים בהתנהגותם ובמראה החיצוני שלהם.
• פלורת מעיים: במחקר נמצא כי ישנה אבולוציה מתכנסת של חיידקי (פפטוסטרפטוקוקוס) המעיים הנמצאים בפלורה של המעיים של עטלפי ערפד ותת מין של פרוש קרקעי חד-מקור. החיידקים מסייעים לשני המינים לעכל נתרן וברזל הנמצא בדם.
• אלקטרורצפציה: דגי הסכין (Knifefish) (לדוגמה דג סכין אפריקני או רמפיקתיים) ודגי הפיל, פיתחו באופן בלתי תלוי וברצף שלושה סוגים של אלקטרורצפטורים: ראשית, לגילוי פסיבי של שדות חשמליים של דגים אחרים; אחר כך, לחישה פעילה של השדות שהם עצמם מייצרים; ולבסוף, לגילוי שדות של דגי חשמל אחרים.

ראו גם

• אבולוציה
  • אבולוציה מתבדרת
  • אבולוציה מקבילה
• List of examples of convergent evolution

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא אבולוציה מתכנסת בוויקישיתוף