06.11.2017-01:14:00   |   Marek Dzurenko
#Živá príroda
#Evolúcia
Na prvý pohľad by sme si - súdiac len podľa tvaru a funkcie ich tiel - mohli pomyslieť, že ide o páry príbuzných skupín, teda organizmov, ktoré majú nie tak dávneho spoločného predka. Zdanie však môže klamať.

Hoci majú netopiere aj pterosaury krídla tvorené koženou blanou, obe skupiny sa vyvinuli z celkom iných predkov. Evolučný fenomén, ktorý vytvára podobné životné formy z navzájom nepríbuzných organizmov, nazývame termínom konvergentná evolúcia. Jej opakom je evolúcia divergentná – teda proces, keď sa podobné (a vzájomne príbuzné) organizmy štiepia (divergujú) do odlišných foriem.



Na začiatok si ujasnime pár pojmov. Pri pohľade na neuveriteľnú rôznorodosť telesných orgánov organizmov sa môžeme zamerať na dva hlavné aspekty – ich pôvod a funkciu.

Ak majú dve štruktúry rovnakú funkciu, ale odlišný pôvod, hovoríme o znakoch analogických. Klasickým príkladom analogických štruktúr sú krídla hmyzu a krídla vtákov – oba orgány slúžia na let (rovnaká funkcia), ich evolučný pôvod je však úplne iný – v prípade vtákov vznikli krídla premenou predných končatín, kým krídla hmyzu pravdepodobne pozmenením tracheálnych žiabier alebo príveskov článkovaných končatín*.

U homologických štruktúr je to naopak - sú to orgány s rovnakým pôvodom, ktoré nadobudli odlišný tvar a funkciu. Ako príklad nám môžu opäť poslúžiť predné končatiny štvornohých stavovcov. Hoci u rozličných skupín môžu mať odlišné funkcie (napríklad uchopovanie u primátov, let u netopierov a vtákov, plávanie u veľrýb, sirén, plutvonožcov a tučniakov), ich pôvod je rovnaký – vždy ide o modifikáciu existujúceho základného tvaru, ktorým je v tomto prípade päťprstá kráčavá končatina spoločného predka dnešných tetrapódov (Tetrapoda), čiže obojživelníkov, plazov, vtákov a cicavcov.


-


Analogické štruktúry, ako sú krídla hmyzu a stavovcov, majú celkom odlišný pôvod, ich funkcia je však obdobná – analogická: umožňujú svojim majiteľom prekonať zemskú gravitáciu a vzniesť sa do vzduchu.



-


Homologické štruktúry, ako je pôvodne päťprstá končatina štvornožcov, majú rovnaký evolučný a embryonálny pôvod. V závislosti od životného štýlu zvieraťa nadobúdajú obrovskú rôznorodosť a ich funkcia je odlišná.


Čo je dôvodom toho, že živočíchy a rastliny, ktoré sú si v rámci stromu života tak vzdialené, často konvergujú k podobným, analogickým formám?

Hybnou silou konvergentnej evolúcie, tak ako každého evolučného procesu na planéte, je prírodný výber. Organizmy sú v prírode pod neustálym tlakom, ktorý ich núti k adaptácii na meniace sa podmienky prostredia. Ak dva nepríbuzné organizmy žijú v podobnom prostredí, kde pôsobia podobné selekčné tlaky, majú tendenciu tvoriť analogické formy. Náchylnosť konvergovať je umocnená, keď organizmy využívajú rovnakú ekologickú niku**.



V skratke, podobný životný štýl vedie k podobným formám.

Príkladov je mnoho. Žraloky, vyhynuté ichtyosaury aj delfíny sú zväčša rybožravé, vodné predátory, ktoré na efektívny pohyb vo vode vyžadujú prakticky rovnaký, hydrodynamický prúdnicovitý tvar tela. Rastliny, ktoré rastú v extrémne suchých a horúcich podmienkach púští – napríklad kaktusy a mliečniky – vytvárajú veľmi podobné sukulentné formy (čiže formy so zdužnatenými stonkami a listami).

Konvergentné formy nájdeme aj medzi mnohými, dávno vyhynutými fosílnymi organizmami – fascinujúcim príkladom sú napríklad druhohorné sieťokrídlovce čeľade Kalligrammatidae. Nápadne sa podobali moderným motýľom tak tvarom tela, ako aj spôsobom života. Viacerým skupinám mäsožravých cicavcov sa v treťohorách a štvrtohorách nezávisle od seba vyvinuli masívne očné zuby – okrem pravých šabľozubých mačkovitých šeliem, ako bol Smilodon, tak poznáme aj “nepravé šabľozubé mačky” barbourofelidy (na perexovom obrázku je vyobrazený zástupca rodu Barbourofelis), nimravidy a dokonca neplacentárne tylakosmilidy, ktoré boli v skutočnosti príbuznejšie kengurám a koalám.


-


Kaktusovité (Cactaceae) a mliečnikovité (Euphorbiaceae) sú vzájomne nepríbuzné, tvar ich tela je však nápadne podobný. Absencia listov a guľovitý tvar stonky znižujú povrch rastliny a tým zabraňujú nadmernému výparu, čo je v púštnych ekosystémoch nevyhnutnosť.



-


Legendárna šabľozubá mačka Smilodon (vpravo) a jeho napodobenina z Južnej Ameriky Thylacosmilus (vľavo). Hoci sa na seba podobajú a nepochybne šlo v oboch prípadoch o predátorov špecializujúcich sa na lov veľkých bylinožravcov, patria do celkom iných skupín cicavcov. Kým Smilodon je placentovec, Thylacosmilus patrí medzi vačkovce.


Príbuzným fenoménom je paralelná evolúcia. Často býva zamieňaná s konvergentnou evolúciou, rozdiel je však v miere príbuznosti skupín, u ktorých vznikajú analógie. Termín “paralelná evolúcia” je spravidla používaný, ak sa podobné štruktúry vyvinuli síce nezávisle, ale u pomerne príbuzných druhov, napríklad v rámci jednej čeľade alebo dokonca medzi rôznymi populáciami jediného druhu. Ostrá hranica medzi nimi však neexistuje, a tak je používanie jedného či druhého termínu v mnohých prípadoch arbitrárne.



Ako príklad paralelnej evolúcie poslúži schopnosť plachtenia u žiab rosničiek (Hylidae) a lietaviek (Rhacophoridae). Iba niektorí zástupcovia oboch skupín majú “padáky” vo forme lamiel medzi prstami končatín, ktoré im umožňujú efektívnejší pohyb v korunách stromov.

-
Poznámky:
*v súčasnosti prebieha intenzívny výskum evolúcie hmyzích krídel, pričom v hre sú tri hlavné hypotézy – 1. vznik krídel zo záhybov tergitov (hrudných štítkov), 2. z tracheálnych žiabier vodných lariev hmyzu (najád) a 3. z enditov a exitov, t.j. koncových príveskov na primitívnej článkovanej končatine.
**ekologická nika je súbor všetkých environmentálnych podmienok a zdrojov (potrava, úkryt, teplota, vlhkosť, atď), ktoré druh vyžaduje pre svoju existenciu.

Obrázky:
Dallas Krentzel, fair use, Dantheman9758 & Nobu Tamura
Páčia sa Vám naše články? Podporte nás

Zdieľajte článok






Za podporu ďakujeme

Pridať e-mail