Эволюционисты считают, что эволюция признаков происходит вследствие общего происхождения за исключением очень редких случаев, однако эти «редкие» случаи встречаются очень часто .

«Конвергентная эволюция», дарвиновское объяснение похожих признаков, которые не могли эволюционировать вследствие гомологии или общего происхождения, продолжает появляться в самых неожиданных местах. К примеру, Evolution News & Views проанализировал случаи конвергентной эволюции среди морских животных, которые используют одинаковую стратегию плавания. Для анализа использовались такие разные группы как плоские черви, цефалоподы и рыбы. Как видно из статей, конвергенция, которую еще называют гомоплазией , по-видимому, чаще является правилом, чем исключением:

«Яд паука очень похож на яд сороконожек, несмотря на то, что ветви этих существ разошлись около 500 миллионов лет назад» , - заявляет Science Daily . Опровергает ли это эволюцию? «Нет, подтверждает» , - говорят авторы журнала Science Magazine . «Просто чудо, что это происходит похожим образом в двух очень разных и несвязанных группах членистоногих» , - говорит Трин Билд, эколог-эволюционист из датского университета в Орхусе. «Тот факт, что эволюция выбирает одинаковые решения, встречается в биологии часто» .

«Природные солнцезащитные экраны есть у разных организмов», - сообщает Science Magazine . «Эти экраны состоят из микроспорин-подобных аминокислот, которые и защищают от солнечных УФ лучей. Такие экраны есть у бактерий, водорослей, морских беспозвоночных морских рыб, амфибий, рептилий и птиц. Это означает, что подобная внутренняя защита от солнца может быть еще у многих животных» .

«Гены-переключатели летающих насекомых были утрачены и восстановлены в разных группах мух» , - заявляет Science Daily . «Гены, регулирующие эмбриональную полярность, не сохраняются и их эволюционное замещение, по-видимому, вовсе не редкость» , - говорит исследователь из университета Чикаго. «Перехват этого раннего пути развития новыми или заново эволюционировавшими генами происходит намного чаще, чем считалось раньше. К тому же это происходит за очень короткий период времени», - добавляет он.

У людей как у мух : В одной из статей на PhysOrg говорится: «Биологический часовой механизм людей и мух очень похож, несмотря на то, что эти группы находятся на разных ветвях древа происхождения Дарвина. «И хотя гомологичные рецепторы действуют не идентично, тот факт, что они модулируют экспрессию часовых генов у Дрозофилы , а также у млекопитающих, показывает, что очень отдаленные организмы, с разными суточными ритмами жизни, могут иметь одинаковый тип зубчатого механизма биологических часов» .

Ныряющие птицы : Сколько адаптаций необходимо для того, чтобы летающая птица научилась нырять и плавать под водой? По-видимому, для этого должно было произойти . Должны были измениться глаза, крылья, перья, лёгкие, клювы, лапы и другие части тела, не говоря уже об инстинктах. Science Daily заявляет, что это еще один пример конвергенции: «Новое исследование примитивных птиц из мелового периода показывает, как в нескольких отдельных группах эволюционировали адаптации для ныряния» .

Пчёлы навсегда : Конвергенция также имеет место в отдельных случаях, когда у некоторых насекомых эволюционировала групповая терапия. Журнал Science Magazine опубл иковал статью 52 эволюционистов, заявляющих: «Мы сравнили геномы 10 видов пчел с разной социальной сложностью, которые представляют множество независимых периодов в общественной эволюции» .

Предупреждающие признаки : Эволюционная история растений и животных очень разнообразна. «И, тем не менее, их предупреждающие об опасности признаки эволюционировали отдельно друг от друга», - говорится в статье Science Daily . Эта проблема известна еще со времен Дарвина и Уоллеса. Читатели могут и не знать, что «несмотря на множество попыток, не было предложено ни одного удовлетворительного эволюционного механизма происхождения предупреждающих признаков» .

Update 6/15/15: В издании Труды Национальной академии наук появилась статья Шопфа, охотника за микроископаемыми, в которой он говорит о том, что у бактерий на протяжении миллиардов лет был сильный эволюционный застой. Четыре эволюциониста решили на это возразить. Им, очевидно, не понравилось, что Шопф говорит о долгих эпохах и при этом не упоминает длительную дарвиновскую эволюцию. Какое решение они предлагают? Конечно же, конвергентную эволюцию. Они пишут: «Мы считаем, что эволюция цианобактерий (а, возможно, и бактерий) характеризуется серийной конвергенцией. Например, конвергенция также наблюдается у цианобактерий (сине-зеленых водорослей), обитающих в горячих источниках, которые считаются одним из самых древних сред обитания живых организмов на земле. Мы убеждены, что длительный эволюционный застой у бактерий происходил на самом деле недолго. Его можно объяснить серийной конвергенцией фенотипических признаков, которая скрывает возможные длительные метаболические, генетические и экологические изменения» . Это новое дарвиновское правило можно назвать так: «Чем больше что-то меняется, тем больше оно не меняется». Очень точно подмечено!

Конвергентные инопланетяне : размышления о независимом происхождении схожих признаков может выглядеть нелепо. Live Science сообщает о догадках Фергуса Симпсона, который считает, что – это существа . Не верите? Он доказывает это с помощью математических формул. Некоторые критики на это не ведутся. Они говорят, что «неясно, являются ли люди случайным образцом разумных существ».

Последний абзац напоминает анекдот о двух рыбаках, которые нашли место для хорошей рыбалки. Один рыбак говорит: «Что если мы пометим лодку буквой «X» в том месте, где у нас был хороший клев?» Другой рыбак, пораженный такой глупостью, пытается ему возразить. «Это глупо. Разве ты не понимаешь, что это не поможет? Что если в следующий раз мы возьмем другую лодку?»

Гомоплазия – потрясающая вещь! Просто удивительно, как много эволюционистов, которые учлись в разных университетах и в разных странах, снова и снова сходятся в одной нелогичной мысли.

Согласно теории эволюции, все живые существа на Земле развивались от простейших форм к более сложным. Но если все двигалось по одной прямой, откуда тогда взялось такое разнообразие видов и популяций? Объяснить это явление может дивергенция и конвергенция. В биологии эти понятия обозначают особенности и закономерности развития видов.

Особенности эволюционной теории

Основная теория о развитии жизни на нашей планете, которую поддерживает наука, - это теория эволюции. Первые её положения и законы были сформулированы в XVII веке. Она подразумевает длительный естественный процесс изменений живых организмов до качественно нового уровня.

Теория предполагает развитие организмов от простейших до наиболее сложных форм, которое сопровождалось генетическими мутациями, адаптациями, вымиранием и образованием видов. Современная теория основывается на предположениях Чарльза Дарвина о естественном отборе и данных популяционной генетики о мутациях, генетических дрейфах, изменении частоты аллелей.

Эволюция подразумевает наличие у живых организмов общего корня, с которого и началось их развитие. При этом предположение об одном или паре прародителей необязательно. Ученые утверждают, что организмов-предков могло быть и больше, но все они принадлежали к родственным группам.

Главными закономерностями, по которым протекала эволюция, являются конвергенция и дивергенция. В биологии примеры и особенности этих процессов описал Чарльз Дарвин. Подробнее о том, что они представляют собой, расскажем ниже.

Дивергенция в биологии

С латинского языка термин переводится как «расхождение» и может использоваться не только по отношению к живой природе. Дивергенция в биологии означает возникновение различия признаков у организмов. По своей сути это разнонаправленная изменчивость, которая возникает вследствие адаптации живых существ к разным условиям.

Она проявляется в изменении частей тела или некоторых органов и приобретении ими частично новых функций и возможностей. Дивергенция в биологии - обычное явление. Она появляется в результате естественного отбора, то есть борьбы за существование. Приобретение признаков уменьшает конкуренцию - каждая новая популяция может занять свою экологическую нишу, не затронув других особей. Она также возникает в результате изоляции.

Дивергенция может происходить на уровне вида, рода, семейства и отряда. С её помощью, например, класс млекопитающих разделился на грызунов, хищных, хоботных, китообразных, приматов и другие отряды. Они, в свою очередь, распались на более мелкие группы, которые отличаются внешним и внутренним строением.

Дивергенции в биологии: примеры

Дивергенция приводит к тому, что появляются различные по строению организмы, которые принадлежат к одной систематической группе. Однако у них остается общая основа, видоизменившиеся части тела выполняют те же функции. Например, уши остаются ушами, только у одних они стали более вытянутыми, у других округлыми, крылья у одних птиц короткие, у других длинные.

Наглядным примером является вид конечностей у млекопитающих. У разных видов они отличаются в зависимости от способа жизни и среды обитания. Так, у кошачьих на лапах есть мягкие подушечки, а у приматов длинные и подвижные пальцы для захвата веток, у развились ласты, у коров - копыта. Понять, что такое дивергенция в биологии, можно на примере белянок. Бабочки этого семейства питаются разной пищей на стадии гусеницы: одни едят капусту, другие - репу, третьи - свеклу и т. д.

У растений расхождение признаков проявляется в форме листьев. У кактусов они стали колючками, у барбариса развились иглы. Также дивергенция прослеживается на уровне корневой системы. Некоторые растения имеют корни-присоски, у картофеля это клубни, у свеклы и моркови они прибавили толщины и превратились в корнеплоды.

Конвергенция

Если дивергенция характерна для родственных организмов, то конвергенция, наоборот, наблюдается у отдаленных групп. Она проявляется в у систематически разных организмов. Как и дивергенция, появилась в результате естественного отбора, но в этом случае он направлен одинаково у разных видов, отрядов и т. д.

Животные или растения, которые принадлежат к абсолютно разным классам, приобретают одинаковые по строению и функциям органы. Это обусловлено общей средой обитания или схожестью образа жизни. Но их схожесть не распространяется на все тело, конвергенция затрагивает только те органы, которые необходимы для приспособленности к определенным условиям.

Так, животные, которые перемещаются по воздуху, имеют крылья. Но одни могут относиться к насекомым, а другие - к позвоночным. Обитающие в воде организмы имеют обтекаемую форму тела, хотя и не обязательно являются родственными друг другу.

Примеры конвергенции

Форма тела дельфинов, китов и рыб - типичная конвергенция. Из-за внешней схожести с акулами киты и дельфины вначале причислялись к рыбам. Позже было доказано, что они - млекопитающие, так как дышат легкими, появляются на свет путем живорождения и имеют ряд других признаков.

В качестве примера конвергенции можно привести крылья у летучих мышей, птиц и насекомых. Наличие этих органов связано со способом жизни животных, которые перемещаются при помощи полета. При этом вид и строение крыльев у них существенно отличаются.

Еще один пример - наличие жабр у рыб и у моллюсков. Иногда конвергенция проявляется и в отсутствии каких-либо органов. Так, на некоторых вулканических островах обитают бескрылые бабочки, мухи и другие насекомые.

Причины конвергентной эволюции

Кладистическое определение синапоморфии, аутапоморфии, апоморфии, симплезиоморфии игомоплазии

Конвергенция - схождение признаков в процессе эволюции неблизкородственных групп организмов, приобретение ими сходного строения в результате существования в сходных условиях и одинаково направленного естественного отбора. В результате конвергенции органы, выполняющие у разных организмов одну и ту же функцию, приобретают сходное строение. Конвергентное сходство никогда не бывает глибоким.

Следствием конвергентной эволюции является конвергентное сходство. То есть сходство организмов, основанное не на их родстве, а на близком наборе признаков, сформировавшемся независимо в разных группах.

Основной причиной конвергентной эволюции считается сходство экологических ниш рассматриваемых организмов. В частности, наиболее классическим случаем конвергентной эволюции является формирование сходных форм тела у хищных акул, ихтиозавров(данные - по ископаемым остаткам) и дельфинов. Экологическая ниша крупного подвижного водного хищника - одинакова для всех трёх групп и выдвигает сходные требования к форме тела животного. Следует отметить, что многие основные характеристикиклассов, к которым относятся три перечисленные группы, сохраняются у рассматриваемых групп. Тем не менее, у ихтиозавров и дельфинов пояс задних конечностей редуцирован.

Токсодон: существовали видыюжноамериканских копытных, напоминавшие вследствие конвергентной эволюции современных носорогов, не будучи их родственниками

Первоначально трубкозуб из-за ряда бросающихся в глаза особенностей строения был отнесён к тому же семейству, что и южноамериканские муравьеды, однако поверхностное сходство с ними оказались результатом конвергентной эволюции

Сходство тилацина с волчьими

4.2 Дивергенция

Дивергенция (от средневекового лат. divergo - отклоняюсь) - расхождение признаков и свойств у первоначально близких групп организмов в ходе эволюции, результат обитания в разных условиях и неодинаково направленного естественного или искусственного отбора.

Дарвин использовал принцип дивергенции для объяснения видообразования в природе, где дивергенция:

Возникает: если вид занимает обширный ареал и приспосабливается к разным экологическим условиям

Выражается: в появлении каких-либо различий между первоначально сходными популяциями

Обусловлена: неодинаковым направлением естественного отбора в разных частях ареала вида

Приводит: к возникновению разнообразных по строению и функциям организмов, что обеспечивает более полное использование условий среды, так как, поДарвину, наибольшая «сумма жизни» осуществляется при наибольшем разнообразии строения

Поддерживается: борьбой за существование

Обычно даже незначительно специализированные формы обладают селективным преимуществом, что способствует быстрому вымиранию промежуточных форм и возникновению разных форм изоляции.

Принцип дивергенции объясняет процесс образования и более крупных (надвидовых) систематических групп, и возникновение разрывов между ними.

Эволюционная форма групп живых организмов делится на дивергенцию, конвергенцию, параллелизм.

1. Дивергенция - расхождение признаков внутри вида, которое приводит к образованию новых группировок особей. Чем больше различаются живые организмы по строению, способу существования, тем больше расходятся они на более разнообразные пространства. Обычно одну область или участок занимают животные с одинаковой потребностью к качеству и запасу пищи. Через определенное время, когда запас пищи заканчивается, животные вынуждены поменять местообитание, переселяться на новые места. Если на одной территории обитают животные с различной потребностью к условиям среды, то конкуренция между ними ослабевает. Так, Ч. Дарвин определил, что в природе на участке в 1 м2 встречается до 20 видов растений, принадлежащих к 18 родам и 8 семействам. В процессе дивергенции от зачинающейся популяции расходятся как бы ветви дерева нескольких форм. Например, можно назвать семь видов оленей, сформировавшихся в результате дивергенции: пятнистый олень, марал, северный олень, лось, косуля, лань, кабарга (рис. 37).

Рис. 37. Многообразие видов оленей, возникших в результате дивергенции: 1 - пятнистый олень; 2 - марал; 3 - лань; 4 - северный олень; 5 - лось; 6" - косуля; 7 - кабарга

Под действием естественного отбора в бесконечном ряду поколений одни формы выживают, другие вымирают. Процессы вымирания и дивергенции тесно связаны между собой. Наиболее расходящиеся по признакам формы обладают большими возможностями оставлять плодовитое потомство и выживать в процессе естественного отбора, так как они меньше конкурируют между собой, чем промежуточные, которые постепенно редеют и вымирают.

В результате дивергенции популяция одного вида подразделяется на подвиды. Подвид, образовавшийся под действием естественного отбора, по признакам наследственного изменения превращается в вид.

2. Конвергенция - приобретение сходных признаков у различных, неродственных групп. Например, у акулы (класс рыб), ихтиозавров (класс пресмыкающихся), дельфинов (класс млекопитающих) формы тела сходны. Это связано с тем, что у них одинаковые среда обитания (вода) и условия жизни. Хамелеон и лазающая агама, относящиеся к разным подотрядам, внешне очень похожи. Сходство различных систематических групп обусловлено жизнью в сходной среде обитания. У организмов, обитающих в воздухе, имеются крылья. Крылья птицы и летучей мыши - измененные передние конечности, а крылья бабочки - выросты тела. Явление конвергенции широко распространено в животном мире.

3. Параллелизм (греч. parallelos - "рядом идущий") - эволюционное развитие генетически близких групп, заключающееся в независимом приобретении ими сходных черт строения на основании особенностей, унаследованных от общих предков. Параллелизм широко распространен среди различных групп организмов в процессе их исторического развития (филогенеза).

Например, приспособление к водному образу жизни в эволюции ластоногих развивалось в трех направлениях. У китообразных и ластоногих (моржи, ушастые и настоящие тюлени) в результате перехода к водному образу жизни, независимо друг от друга, появилось приспособление к воде - ласты. Преобразование передних крыльев у многих групп крылатых насекомых в надкрылья, развитие у кистеперых рыб признаков земноводных, возникновение признаков млекопитающих у зверозубых ящериц и т. д. Сходство в параллелизме указывает на единство происхождения организмов и наличие сходных условий существования.

Эволюция - необратимый процесс. У каждого организма, приспособленного к новым условиям, измененный орган исчезает. Вернувшись в прежнюю среду обитания, исчезнувший орган не восстанавливается. Еще Ч. Дарвин писал о необратимости эволюции: "Если даже среда обитания полностью повторяется, то вид никогда не может вернуться к прежнему состоянию". Например, дельфины, киты никогда не становились рыбами. При переходе наземных животных в водную среду конвергентно изменяются конечности - при этом конвергенция участвует лишь в изменении внешнего строения органов.

Во внутреннем строении плавников дельфина, кита сохранены признаки пятипалой конечности млекопитающих. Так как мутация приводит к обновлению генофонда популяции, она никогда не повторяет генофонд прошлого поколения. Так, если на каком-то этапе от примитивных земноводных возникли пресмыкающиеся, то пресмыкающиеся не могут вновь дать начало земноводным.

На стебле вечнозеленого кустарника - иглицы имеются блестящие толстые листья. На самом деле это видоизмененные ветви. Настоящие чешуевидные листья располагаются в центральной части этих видоизмененных стеблей. Ранней весной из пазухи чешуек появляются цветы, из которых в дальнейшем развиваются плоды.

Листья у иглицы исчезли еще в древности, в процессе приспособления к засухе. Затем при переходе опять в водную среду вместо листьев у них появились ветви, похожие на листья.

Неоднородность эволюции. В течение нескольких сотен миллионов лет на Земле существуют в неизменном виде саблехвост, кистеперые рыбы, гаттерия. Их называют "живыми ископаемыми". Однако некоторые растения и животные изменяются быстро. Например, на Филиппинах и в Австралии за 800 тыс. лет появилось несколько новых родов грызунов. Приблизительно за 20 млн. лет на Байкале возникло 240 видов раков, принадлежащих к 34 новым родам. Темпы эволюции не определяются астрономическим временем. Возникновение нового вида определяется необходимым числом поколений и приспособленностью.

Темпы эволюции снижаются и замедляются в одинаковых устойчивых условиях среды (глубоководные океаны, пещерные воды). На островах, где мало хищников, естественный отбор идет очень медленно. Наоборот, где проходит интенсивный отбор, эволюция также протекает быстрее. Например, в 30-х годах XX в. против вредителей использовали ядовитый препарат (ДДТ). Через несколько лет появились устойчивые к препарату формы, которые быстро распространились на Земле. Широкое применение антибиотиков - пенициллина, стрептомицина, грамицидина - в 40-50-х годах XX в. привело к появлению устойчивых форм микроорганизмов.

Дивергенция. Конвергенция. Параллелизм. Необратимый процесс. "Живые ископаемые".

1.Эволюционные формы групп живых организмов: дивергенция, конвергенция, параллелизм.

2.Эволюция - необратимый процесс, т. е. исчезнувший вид или орган никогда не может вернуться к прежнему состоянию.

3.Темпы эволюции меняются.

1.Объясните на примере процесс дивергенции.

2.Опишите конвергенцию, разберите ее на примере.

1.Объясните необратимость эволюции на примерах растений.

2.В чем причина исчезновения некоторых форм, приобретенных во время дивергенции?

1.Докажите на примере неоднородность эволюции.

2.Разберите с помощью схемы или таблицы дивергенцию, конвергенцию, параллелизм.

Конвергенцией в биологии называют явление, когда совершенно разные изначально виды в процессе эволюции становятся похожими друг на друга. Например, киты и дельфины внешне очень похожи на рыб, и даже Линней, составляя первую классификацию живых организмов, ошибочно причислил их к рыбам. Но на самом деле киты и дельфины дышат лёгкими и произошли от сухопутных животных. Ближайшие их родственники — бегемоты, а совсем не рыбы. В этом посте — удивительные примеры конвергенции в живой природе.

Акула и касатка — два хищника, весьма похожи внешне. Но первая — рыба, в вторая — млекопитающее.

По ископаемым останкам учёные выяснили, как одна из ветвей древних парнокопытных перешла к водному образу жизни и стала внешне похожей на рыб. Их эволюция, занявшая около 50 млн. лет, выглядела примерно так:

эволюция китообразных

В процессе перехода к жизни в водной среде изменилась форма тела, лапы и хвост трансформировались в плавники, возникла способность надолго задерживать дыхание под водой. Но, будучи внешне похожими на рыб, киты и дельфины сильно от них отличаются — они теплокровные, не имеют жабр, выкармливают детёнышей молоком и имеют значительно более высокий уровнем интеллекта.

На самом деле примеров, когда природа находит похожие решения для совершенно разных видов животных или растений, огромное множество.

Вы, конечно, узнали растение на фото. Это кактус. А растение на нижнем фото?

Оно выглядит как кактус, но вовсе не кактус. Это один из видов молочая. Произрастая в очень похожих условиях жарких пустынь (одно — в Америке, а другое — в Африке), оба растения независимо друг от друга приобрели толстый стебель, чтобы накапливать влагу, и шипы для защиты от поедания животными.

Дикобразы, ежи и ехидны относятся к совершенно разным отрядам (а ехидна так и вообще яйцекладущее млекопитающее). Да и живут в совершенно разных местах. Тем не менее конвергенция сыграла свою роль — для защиты все эти животные вырастили иголки.

Дикобраз