Справочник автора/Теория эволюции/Примеры конвергенции

Конвергенция (лат. «сближение») — явление, когда неродственные виды становятся похожи друг на друга из-за одинакового направления отбора. Не путать с мимикрией (один похож на другого, чтобы запутать хищников, привлечь опылителей и т. д.).

В основу старых классификаций организмов были положены сходные внешние признаки, современная руководствуется филогенетическим родством (родством по происхождению; филогенез — происхождение вида). Поэтому бывает, что конвергентные виды некоторое время считались родственными, а потом, когда наука накопила новые сведения, бац — и один из них переносят в другой таксон.

Примеры

• Одноклеточное Rhodelphis генетически — красная водоросль, но по всем другим признакам является животным, а не растением, так как не способно к фотосинтезу. Похоже, изначально это была плотоядная водоросль.
• Гребневики похожи на медуз и долго считались их близкими родственниками. По последним данным, их нервная система развилась независимо от всех остальных животных: процессы в ней очень похожи, но гены и химические механизмы в основе совсем другие.
• Близкие родственники морских звёзд — офиуры. В ходе параллельной эволюции с хордовыми не только смогли сформировать внутренний скелет (правда, только для конечностей-щупалец), но и самостоятельно прийти к «позвонкам», «межпозвоночным дискам» и «позвоночным» мышцам. Хоть иглокожие — это самые близкие родственники хордовых животных, но до позвоночника хордовые дошли только через сотни миллионов лет после дивергенции с ними!
• Teuthidodrilus смахивает на очень странного кальмара, плавает как каракатица, а на деле является многощетинковым червём.
• Nectocaris pteryx и каракатица имеют пару очень длинных щупалец и сходное телосложение с парой узких плавников во всю длину тела по бокам. Однако у каракатицы есть ещё целый пучок коротких щупалец, а у нектокариса коротких щупалец нет совсем. Ещё у него глаза на стебельках. С классификацией же нектокариса совсем неясно — одни учёные относят его к членистым (нет, не к членистоногим за полным отсутствием ног, а просто к членистым), другие всё же считают его головоногим, а третьи и вовсе относят к хордовым.
• Uintacrinus похожи на осьминогов, но это не моллюски, а вымершие иглокожие являвшиеся свободноплавающими морскими лилиями.
• Мечехвосты и щитни имеют облик как у трилобитов.
• Форма краба у десятиногих ракообразных вырабатывалась независимо как минимум пять раз. Даже термин придумали — окрабление «карцинизация».
• Раки-богомолы — мантиспиды — и настоящие богомолы; сюда же ранатры — разновидность хищных водяных клопов с хватательными конечностями как у богомола.
• Муравьи и термиты, называемые за свой внешний вид «белые муравьи».
  • Трубкозубы и муравьеды схожи внешним видом морды, образом жизни и типом питания, за что их даже поначалу причисляли в одно семейство. А в Австралии живёт зверёк намбат, которого ещё называют сумчатым муравьедом.
  • Броненосцы, живущие в обеих Америках, и панголины, обитающие в Африке и Азии. И те, и другие носят на себе броню, покрывающую верхнюю часть тела, питаются насекомыми, а в случае опасности сворачиваются в шарик (однако у броненосца так могут делать только два вида).
• Уховёртка обыкновенная — да, самая обычная уховёртка, пример того, как возник уход за потомством. Часть уховёрток ухаживает за своим потомством, а часть нет. И то, и другое наследуется. Причём, как выяснилось, в благоприятных условиях уход за потомством не даёт уховёрткам никакой ощутимой пользы — потомство уховёрток прекрасно выживает и вырастает и без какой-либо родительской заботы (да, уховёртка — не человеческий младенец и прекрасно обходится без родителей). Но в случае неблагоприятных условий уход за потомством резко повышает его выживаемость.
• Асцидии похожи на губок и ведут схожий с ними образ жизни, но относятся к хордовым.
• Червяги, выглядящие как кольчатые черви-переростки, на самом деле являются амфибиями.
• Китовая акула и синий кит не только похожи по форме и габаритам, но и питаются сходной едой — крилем.
• Акула (рыба), ихтиозавр (рептилия) и дельфин (млекопитающее) почти идентичны по форме.
• Глазастая кошачья акула, передвигаясь по отмели во время отлива, очень смахивает на огромного илистого прыгуна. Только не прыгает, а ползает по пляжу, отталкиваясь плавниками.
• Родичи современных крокодилов из мелового периода — подотряд нотозухий — имеет формы, конвергентно сходные с млекопитающими. Это животные мелких и средних размеров, ведущие сухопутный образ жизни с прямыми конечностями, способных к быстрому бегу. У очень многих их них гетеродонтная зубная система (зубы чётко разделены на клыки, резцы и коренные). Форма черепа тоже стала напоминать млекопитающих (укороченный и широкий). Их жизненные формы также напоминали скорее грызунов, мелких травоядных и мелких хищных зверей.
• Фитозавр (рептилия с ноздрями возле глаз, а не на конце морды, как у крокодилов) и кулазух (амфибия) имели схожий с крокодильими облик и образ жизни, и двигались они тоже одинаково.
• Вымершие икарозавр, целурозаврав и кюнеозавр и ныне живущий летающий дракончик используют в качестве крыльев кожу, натянутую на рёбрах.
• Трицератопсы и современные бычьи.
• Жираф и жираффатитан (гигантский зауропод, дальний родич диплодока).
• Ящерицы тегу — живой пример появления теплокровности: во время сезона размножения временно становятся теплокровными и имеют температуру на 10 градусов выше окружающей среды. При этом совсем не родственники млекопитающим, так как зверозубые ящеры, от которых произошли млекопитающие, были ближе к амфибиям, чем к рептилиям. Но далёкие родственники птицам, так как птицы имеют родственные связи с динозаврами, которых относят к рептилиям. Ящерицы относятся к потомкам лепидозавров и ответвились от от общего с архозаврами (предки динозавров, крокодилов, птиц) предка совсем не намного позже разделения их с предками звероящеров. Повышенный обмен веществ и примитивная теплокровность, видимо, была свойственна уже поздним архозаврам. А вот на стадии гигантификации и тёплого мезозоя эта полезная способность была утрачена у большинства архозавров (кроме птиц). Хотя даже анатомия крокодила несёт в себе много следов былой неполной теплокровности.
• Гоацин — птенцы этих птиц лазят по веткам, используя пальцы на крыльях. Эти птицы совсем не примитивные, и пальцы, вероятно, восстановили функционал в ходе новой мутации (у других птиц этот палец вместо когтя имеет перья, именуемые «крылышко», и используется исключительно в полёте, выполняя функцию самолётного предкрылка). В итоге он похож этим признаком на древнего археоптерикса.
• Энанциорнисовые птицы эпохи мезозоя и существующие сегодня летающие птицы.
• Огромное количество мелких и совсем не мелких птицеподобных динозавров (семейства орнитомимид, дромеозаврид, троодонтид) сходны с современными большими и не очень нелетающими птицами.
  • Признаки, считающиеся сейчас чисто птичьими (например, пигостиль, роговый клюв, новый скакательный сустав) многократно и совершенно независимо возникали в совершенно разных группах динозавров. Считающиеся ранее чисто птичьими перьевой покров и воздушные мешки теперь предполагаются даже у самых ранних динозавров. Изначально по форме таза динозавры были разделены на надотряды птицетазовых и ящеротазовых, предки птиц происходят из ящеротазовых.
• Вымершая «бескрылая» гагарка, чьё название по-португальски… pingüinos (sic!), и настоящие пингвины, а также тупики, выглядящие как маленькие, с трудом, но летающие пингвины.
• Оляпка выглядит как большой воробей (и относится к воробьиным) размером со скворца, однако под водой «летает» как пингвин — при помощи крыльев.
• Камышница во время плавания на воде выглядит как мелкая (чуть крупнее голубя) утка, однако это не утка, а родственник журавлей, и она не имеет перепонки на пальцах.
  • А также близкая родственница камышницы — лысуха. Птица с «расплющенными» лапками.
• Тушканчики (наиболее крупные из которых известны как «земляные зайцы») и кенгуру.
• Ежи, дикобразы, ехидны и тенреки имеют похожий облик.
• Вомбаты напоминают этакую помесь сурка и капибары.
• В целом сумчатые аналоги плацентарных животных:
  • Сумчатая белка и белка-летяга. Одинаково планируют на перепонках.
  • Вымерший тилацин (сумчатый волк) и псовые. Судя по сохранившейся киноплёнке, тилацин и повадками напоминал собаку.
  • Тилакосмил (сумчатый саблезубый тигр) и настоящие саблезубые тигры (махайроды и смилодоны).
• Строение плаценты и матки в четырёх крупных надотрядах плацентарных млекопитающих различаются настолько сильно, что проще предполагать их независимое происхождение у всех. Но это не отрицает общего их происхождения.
  • Плацента есть и у многих сумчатых зверей. А почему они тогда не плацентарные? У общих предков плацентарных из-за некой мутации резко перестроилась работа системы иммунитета беременных самок, из-за чего сдвинулись сроки рождения зародышей на более поздние и появилась возможность рождения более развитых детёнышей. Матка же возникла позже (изначально это вообще были парные яйцеводы ещё от звероящеровых предков).
  • Плацента также есть у многих живородящих хрящевых рыб (акулов и скатов). Возникла совершенно независимо, и её заведомо не было у общих предков с млекопитающими.
  • Ну и плацентарных беспозвоночных (некоторые представители типа онихофор) упомянем.
• Дамарские пескорои и голые землекопы ведут похожий образ жизни — живут ульями и грызут подземные ходы огромными резцами, так что и те, и другие выделяются огромными зубами и имеют сходное телосложение, но отличаются тем, что землекопы голые, а пескорои имеют шерсть.
• «Шестые пальцы» у большой (отряд хищные, семейство медвежьи) и малой (отряд хищные, семейство пандовые) панд, из-за которых их более ста лет ошибочно считали близкими родичами. Это не пальцы, а удлинённые выросты мелких костей запястья, причём разных у большой и малой панд. Хотя выросты и неподвижны, они весьма помогает удерживать стебли бамбука. В свою очередь, обе панды конвергентны отряду приматов, которые для тех же целей приобрели более совершенный орган путём повышения подвижности суставов внутренних пальцев.
• Ластоногие когда-то считались отдельным отрядом. Потом учёные пришли к выводу, что это две группы хищных зверей, перешедшие к водному образу жизни независимо друг от друга: отароиды=ушастые тюлени (сивучи и др. морские львы, морские котики), близкие к медведям, ушли в воду позже, фоциды=настоящие тюлени (нерпы, морские слоны, морские леопарды и т. д.), близкие к куньим — раньше и успели утратить способность опираться на задние лапы. А моржа вообще выделили в отдельное семейство — Odobenidae. Причём сейчас нет уверенности, что у фоцид был один общий предок: есть веские основания считать, что они — потомки нескольких разных видов древних куньих, ушедших в море независимо друг от друга. Если же взять современных куньих, то независимо от них водный образ жизни освоила выдра, а её близкий родич калан (морская выдра) вообще стала полностью водной и ушла в океан.
  • По последним данным, ластоногие всё-таки монофилетическая группа, и являются сестринским таксоном по отношению к медвежьим.
• Формой тела на тюленей похожие сирены (ламантины, дюгони и истреблённые стеллеровы коровы) — травоядные родичи слонов, но у них вместо задних лап сформировались плоские хвосты вроде дельфиньих.
• Найденные останки древних ещё сухопутных протокитов указали, что они родичи не отряда хищных, как считалось ранее, а парнокопытных. Причём даже не всего отряда сразу — как показали данные генетики, их общий предок с бегемотами жил позже, чем общий предок всех парнокопытных. Предки китов прошли через жизненные формы «выдра» и «тюлень» намного раньше, чем ластоногие, а одна из тупиковых ветвей эволюции имела даже форму «крокодил». Что самое интересное — общий предок бегемотов и китов даже частично водным животным, скорее всего, не был.
• Фосса имела столько сходств с кошачьими (строение черепа, прыгучесть, образ жизни, охотничьи повадки и вдобавок научились втягивать когти и даже мяукать), что её раньше часто относили именно к этому семейству, пока генетики не обнаружили, что она… — мангуст!
• Представители отряда непарнокопытных лошади и носороги — близкие родичи, несмотря на огромные различия. А вот вымершие представители древней ветви надсемейства носорогообразных — гиракодонты были почти неотличимы по внешнему виду и образу жизни как от тогдашних, так и от современных представителей семейства лошадиных, из-за этого ранее очень часто происходила путаница в определении останков, т. к. во многих случаях надёжно их определить помогало только строение зубов.
• Глаза у хордовых животных и головоногих моллюсков хоть и крайне схожи по строению, но возникли совершенно независимо. Но при этом схожи настолько, что, изучив строение глаз от самых примитивных моллюсков к головоногим, можно с огромной точностью восстановить историю появления зрения у хордовых животных.
• Парные суставчатые конечности независимо друг от друга возникли у типа членистоногих, надкласса четвероногих из типа хордовых и вымершего рода Diania из типа онихофор.
• Архей раньше объединяли с бактериями в ныне упразднённую группу прокариот, а сине-зелёные водоросли относили к растениям. Генетический анализ показал, что археи ближе к эукариотам (их объединяют в кладу Neomura), а сине-зелёные водоросли — одна из групп бактерий (но пластиды растений произошли как раз от сине-зелёных водорослей).
• Каллиграмматиды - выглядели как огроменные 30-сантиметровые бабочки, современные динозаврам, но являлись не чешуекрылыми как настоящие бабочки, а сетчатокрылыми, и жили они когда никаких цветов ещё не было.
  • Аскалафы - современные родственники, вышеупомянутых каллиграмматидов. Если каллиграмматиды имели очертания крыльев почти в точь в точь как у бабочек, то аскалафы выглядят как очень странные "недо-бабочки".

Конвергенция и резиновые морды

Многие писатели-фантасты используют конвергенцию как аргумент, почему инопланетяне должны быть похожи на людей. Если они занимают ту же экологическую нишу — сухопутных всеядных откуда-то из середины пищевой цепочки, переместившихся на вершину из-за интеллекта и использования орудий — то и внешний вид они должны иметь такой же. Чтобы использовать орудия, им нужны руки с пальцами, чтобы обладать интеллектом — большой череп, бо́льшую часть которого занимает мозг.

Такой аргумент вполне катит как объяснение того, почему некоторые, но не все инопланетяне в сеттинге — резиновые морды. Конфигурация «гуманоид» может быть и не единственной оптимальной для разумного существа. Как минимум несколько альтернативных вариантов должно присутствовать, в основном на планетах, сильно отличающихся от Земли.

Также аргумент конвергенции не катит для объяснения резиновых морд с чертами лица, совпадающими с человеческими (например, тви’леки, забраки и тогруты в Star Wars). В конце концов, головы у рыб, дельфинов и ихтиозавров выглядят заметно по-разному.