Yksi evoluution aliarvostetuista faktoista on, että joihinkin luonnon haasteisiin on olemassa rajallinen määrä tehokkaita ratkaisuja. Näin ollen on uskottavaa, että jotkut ratkaisut syntyvät itsenäisesti yhä uudelleen ja uudelleen. Siitä konvergentissa evoluutiossa on kyse.
Tämän prosessin myötä samank altaisilla ekologisilla markkinaraoilla oleville eläimille, jotka eivät ole sukulaisia, kehittyy usein samanlaisia sopeutumisominaisuuksia. Nämä mukautuvat ominaisuudet voivat kehittyä kahdessa lajissa kymmenien miljoonien vuosien välein.
Muista esimerkiksi muinaisten sauropodien ja nykyaikaisten kirahvien silmiinpistäviä yhtäläisyyksiä. Se voi esiintyä myös samanaikaisesti, kuten eläimillä, joilla on samanlainen elinympäristö planeetan vastakkaisilla puolilla.
Kuuma ratkaisuesimerkki konvergentin evoluutiosta
Antarktista ympäröivän v altameren kylmissä vesissä kaloilla on erityinen piirre, jonka ansiosta ne selviytyvät hyvin alhaisissa lämpötiloissa. Tiedeyhteisö löysi sen selviytymisen avaimen 1960-luvulla: eräänlaisen luonnollisen pakkasnesteen valmistuksen.
Nämä kalat ovat kehittyneet tuottamaan erityisiä sokeriankkuroituja proteiineja – glykoproteiineja – jotka kiertävät niiden veressä. Tämä komponentti toimii alentamalla hieman lämpötilaa, jossa kehosi nesteet jäätyisivät kuoliaaksi. Nämä glykoproteiinit ympäröivät jokaista pientä jääkitettä ja estävät siten sitä kasvamasta.
Kuvattu strategia on yksi monista luonnosta löytyvistä nerokkaista ratkaisuista. Evoluutioprosessin menestys. Ihme. Mieti nyt tätä: luonto ei tehnyt sitä kerran, vaan ainakin kahdesti.
Kun kaloja tutkittiin maan toisella puolella, arktisella alueella, tiedemiehet havaitsivat myös, että ne tuottivat jäätymisenestoproteiineja. Jäätymisenestoproteiineja koodaavat geenit – pohjoisilla ja eteläisillä kaloilla – ovat kuitenkin melko erilaisia.
Tämä tosiasia ei ole yllättävää, koska nämä kaksi kalapopulaatiota erosivat toisistaan kauan ennen kuin kumpikin kehitti jäätymisenestogeenit ja -proteiinit. On selvää, että molemmissa populaatioissa tapahtui itsenäisiä molekyylievoluutiojaksoja, jotka aiheuttivat saman toiminnallisen tuloksen.
Tämä on dramaattinen esimerkki konvergenssista evoluutiosta. Sen käsite määritellään prosessiksi, jossa sukulaislajit kehittyvät kehittämällä samanlaisia ominaisuuksia sopeutuakseen samanlaisiin elinympäristön olosuhteisiin.
Lepakoilla ja valailla on hyvä kuuntelija
Lepakoilla on sopeutumisominaisuus hyvin erilaisen eläimen, hammasvalaan, kanssa. Molemmat ovat kehittäneet hienostuneen aistijärjestelmän, jota kutsutaan kaikulokaatioksi tai biosonariksi. Tässä prosessissa ne lähettävät ääniä, jotka pomppaavat lähellä olevista esineistä ja tuottavat kaiun. Molemmat eläimet kehittivät kyvyn kuunnella kaikuja ja tulkita niitä orientoituakseen lennossa ja navigoinnissa.
Lepakat tuottavat ultraääntä – korkeataajuisia ääniä – kurkunpäästään ja lähettävät sen suun tai nenän kautta, kun taas valaat kuljettavat ilmaa nenäkäytävänsä kautta värähtelyjen poistamiseksi melonin kudosrasvan kautta.
Mielenkiintoista kyllä, tämä sama strategia on kehittynyt kahdessa hyvin erilaisessa ympäristössä: taivaalla ja merellä. Vielä yllättävämpää on, että kaikulokaatio syntyi kussakin ryhmässä itsenäisesti ja tapahtuu eri mekanismeilla, mutta toimii samojen geneettisten mutaatioiden ansiosta.
Tieteelliset tutkimukset ovat osoittaneet, että lepakot ja valaat ovat kokeneet samat muutokset äänenkäsittelyyn osallistuvassa geenissä. Tämän mukautuksen ansiosta jokainen heistä kuulee paremmin kaikulokaatiossa käytetyt ultraäänitaajuudet.
Ei vain ihminen jätä jälkensä
Ihmisten kaukaisten esivanhempien uskotaan tarvinneen luotettavan tavan tarttua ja käsitellä työkaluja, ja he kehittivät sormenjälkiä.
On mielenkiintoista, että vaikka sormenjäljet ovat ainutlaatuisia meille jokaiselle, ne eivät ole ainutlaatuisia ihmislajille. Joillakin kädellisillä sukulaisillamme, kuten simpansseilla ja gorilloilla, on myös niitä. Tämä ei kuitenkaan ole yllättävää, sillä me kaikki saimme ne yhteiseltä esi-isältämme.
On toinenkin eläin – pussieläin – joka kehitti ne itsestään: koala. Koaloilla on hyvin samanlaiset sormenjäljet kuin meillä. Ihmisen sormenjälkien tapaan koala-sormenjäljet näyttävät olevan yksilöllisiä jokaiselle henkilölle.
Tieteelliset tutkimukset viittaavat siihen, että koalan sormenjäljet kehittyivät äskettäin niiden evoluutiohistoriassa. Tämä johtuu siitä, että useimmilla heidän lähisukulaisillaan ei ole niitä. Sen ulkonäön uskotaan olevan mukautus koalan lempiruokaan, eukalyptuksen lehtiin, tarttua ja käsitellä.
Lyhyesti sanottuna, olipa kyse sitten taivaan ylittämisestä, puiden kiipeämisestä, maan kaivamisesta tai veden läpi kyntämisestä, konvergenttia evoluutiota löytyy kaikki alta luonnosta, monessa eri mittakaavassa, ei vain eläinkunnassa. Se näkyy myös kasveissa!
