融合进化的怪异例子

2020年3月30日更新
趋同进化。
鸟类,蝙蝠和蝴蝶的翅膀之间的相似之处是融合进化的结果。 (照片:Matteo Volpi / handsomepictures / RRuntsch / Shutterstock)

A bat darting out of its cave at twilight. A butterfly flitting from flower to flower. A bird of prey circling above the tree tops. 什么 do all these creatures have in common?

不多,至少就他们与生命系统树的关系而言,'是什么使他们的共同能力 有翼的飞行 这样一个有趣的融合进化示例。

如果它'从您上一次生物学课程开始已经有一段时间了's a brief refresher: 趋同进化 当完全不相关的物种进化出功能相似的功能(称为"类似的结构。"了解在两个不同物种中发现的相似结构是否相似的最简单方法是问问自己,他们最近的共同祖先是否也拥有该结构。就蝙蝠而言,鸟类 和蝴蝶 -没有一个共享飞行的共同祖先-他们全都"converged"飞行能力作为对环境刺激和生物学目标的反应的有用特征。

像这种大型飞行狐狸(Pteropus vampyrus)一样,蝙蝠是唯一能够真正飞行的哺乳动物。 (照片:Erik Zandboer / Shutterstock)

当然,要完全理解类似结构背后的科学,'谈论同源结构很重要,同源结构是在不同物种中发现的,起源于同一祖先的结构。虽然鸟和蝙蝠的翅膀(在右侧可见)并不同源,但鹰和猫头鹰的翅膀却是同源的,因为它们都来自一个共同的飞行祖先,该祖先通过其翅膀传给了后代。

在当今的骨头中可以观察到同源结构的另一个常见例子's四足动物,是四足陆生脊椎动物,包括两栖动物,爬行动物,哺乳动物和鸟类。尽管它们的生理差异很大,但这些动物中的每一个都来自一个共同的祖先,该祖先负责起源于大约4亿年前的基本骨骼结构。

在下图中,您可以比较几种现代四足动物(人,狗,鸟和鲸鱼)的同源骨骼结构之间的惊人相似性。

几种脊椎动物的同源骨结构,包括人,狗,鸟和鲸鱼。 (照片: ВолковВладиславПетрович[CC BY-SA 4.0]/ Wikimedia Commons)

尽管四脚架骨骼的基本排列方式是不可思议的,但您在这四只动物之间看到的显着差异是发散进化的结果,当一种物种通过响应环境和生活方式而发展出性状变异而分化成新物种时,就会发生这种变化。

在鲸类动物的进化史中发现了最剧烈,最著名的发散进化实例之一。数百万年前,今天的地球祖先'鲸鱼和海豚放弃了陆地润滑的生活方式,转而生活在海底。随着时间的流逝,这些重新出生的海洋生物逐渐精简其身体,以呈现出更多类似于鱼的特征-包括将其四肢转变成桨状鳍状肢和,以提高游泳效率。然而,尽管发生了这些剧烈的生理变化,它们仍然保留了四足动物的同源骨骼结构,尽管比例不同。

什么'鲸类进化的有趣之处在于它们采用更具鱼类特征的鱼类不仅是发散进化的一个例子,而且是趋同进化的例子。这就是为什么海豚和鲨鱼尽管来自动物界的完全不同的分支,却看起来如此惊人地相似:

海豚和鲨鱼。 (照片:安德里亚·伊佐蒂(Andrea Izzotti)/威廉·布拉德贝里(Willyam Bradberry)/快门)

得知鲨鱼和海豚有很大不同就不足为奇了。海豚是哺乳动物,鲨鱼是鱼。一只海豚'骷髅由骨头和鲨鱼组成'骨骼仅由软骨组成。虽然海豚必须来到地表才能呼吸空气,但鲨鱼还是用g来从水中提取氧气。

但是,鲨鱼和海豚都进化出特定的相似特征-流线型的身体,背鳍,胸鳍和鳍状肢-达到相同的目标,即在海洋中快速游动并捕食猎物。简而言之,目标达成的概念几乎是融合进化的本质。也就是说,来自世界不同角落的多种物种都针对它们所面临的挑战和机遇得出了相似的进化结论。

无论'在天空中飞腾,在水里飞驰或将猎物困在粘滞的厄运中,在整个自然界中发现了许多不同尺度的收敛进化实例……不仅在动物中,而且在植物中!继续下面,仅举几个自然界中最有趣的融合进化示例。

狐猴,松鼠和滑翔机的滑行能力

da他飞狐猴,飞鼠和糖滑翔机。 (照片:文森特·圣托马斯/托尼·坎贝尔/维纳·通蓬佩/快门)

蛇和无腿蜥蜴的蠕虫状尸体

蛇和无腿蜥蜴。 (照片:nattanan726 / Rudmer Zwerver / Shutterstock)

无关的食肉猪笼草科猪笼草科和Sar草科的陷阱陷阱

肉食陷阱植物。 (照片:Salparadis / Thammanoon Panyakham / Shutterstock)

有袋负鼠和新大陆猴的有尾巴的尾巴

负鼠和新大陆猴子紧贴着尾巴有力的树。 (照片:Jay Ondreicka / worldswildlifewonders / Shutterstock)

多肉植物的球形多肉植物属于大戟属和天体家族

天体星和大戟。 (照片:David Midgley博士/维基媒体,shihina / Shutterstock)

针id和刺猬的刺

针id和刺猬的刺。 (照片:Rudmer Zwerver /克里斯蒂安·贝尔/ Shutterstock)