Конвергентная эволюция — это независимая эволюционная выработка сходных морфологических, физиологических или поведенческих признаков у неродственных таксонов под действием сходных экологических условий и отборов. Сходство при этом не вызвано общим происхождением признака (не гомология), а аналогией (гомоплазия).
Примеры (разные таксоны):
- Крылья и полёт: насекомые, птицы, летучие мыши и птерозавры — разные структуры, одинаковая функция полёта.
- Раковина «камерного глаза»: глаза позвоночных (хордовых) и головоногих (кальмаров, осьминогов) — сложная «камера»-оптика возникла независимо.
- Гидродинамическая форма тела: акулы (рыбы), дельфины (млекопитающие) и многие палеонтологические рептилии (ихтиозавры) — обтекаемая форма для скоростного плавания.
- Эхолокация: некоторые летучие мыши и зубатые киты (дельфины, кашалоты) — независимое развитие звуковой локализации объектов.
- Суккулентность и колючки: кактусы (Новая Свет) и молочаевые‑эуфорбии (Старая Свет) — похожие адаптации к засухе.
- Антифризные белки: некоторые антарктические рыбы (Notothenioidei) и арктические промыселистые рыбы — независимое появление белков, препятствующих кристаллизации льда.
- C4‑фотосинтез: многократные независимые появления у злаков, амарантовых и других семейств — уменьшение фотоrespiration при высоких температурах/засухе.
- «Волчья» морфология у сумчатого тасманского волка (тилапии? — тасманский волк, Thylacinus) и плацентарных плотоядных — сходная хищная «формула» тела у разных линий млекопитающих.
Почему возникает сходство признаков — основные факторы:
- Сходные экологические ниши и селективное давление: одинаковая задача (полёт, хищничество, экономное использование воды, навигация в темноте) отдает преимущество похожим решениям.
- Физические и биомеханические законы: ограниченное число эффективных конструкций (обтекаемость, оптика линз) даёт повторяющиеся оптимумы.
- Ограничения и предрасположенности развития (developmental bias): существующие генные и эмбриональные механизмы облегчают одни изменения и делают другие маловероятными — повторное использование тех же модулей.
- Эксплуатация предсуществующих структур (экзаптация): структура, возникшая для одной функции, может быть переориентирована на другую (например, перья — сначала теплоизоляция → полёт).
- Параллелизм vs конвергенция: при параллелизме схожие признаки возникают за счёт одних и тех же или близких генетических изменений в родственных линиях; при конвергенции — разные генетические пути дают похожий фенотип.
- Много‑к‑одному соответствие генотип→фенотип: разные генетические изменения могут приводить к одному адаптивному решению, поэтому одинаковый отбор даёт сходный фенотип.
Коротко: конвергенция — предсказуемый результат того, что одинаковые экологические задачи при ограниченных физических и биологических возможностях часто имеют одни и те же «оптимальные» решения; различия в генетических путях объясняют, почему внешне похожие признаки могут иметь разную внутреннюю основу.