אבולוציה מתכנסת היא כאשר אורגניזמים שונים מפתחים באופן עצמאי תכונות דומות.
לדוגמה, כרישים ודולפינים נראים דומים יחסית למרות שהם אינם קשורים לחלוטין. הכרישים הם דגים מטילים ביצים עם היכולת הקטלנית לרחרח דם במים, ואילו הדולפינים הם יונקים סקרנים שמנווטים באמצעות צלילי לחיצה והאזנה להדים שלהם. ההבדלים הללו אינם מפתיעים מדי, בהתחשב בכך שאב הקדמון המשותף האחרון של הצמד שחה את הים לפני 290 מיליון שנה.
מאותו אב קדמון משותף קדום, שושלת אחת פגעה ביבשה והתפתחה ליונקים, כולל דמויי הזאב פקיקטוס, שיחזור אחר כך למים ויתפתח לוויתנים ודולפינים. שושלת נוספת נשארה בתוך האוקיאנוס, עברה עקבות כדי להפוך לכריש המודרני. עם זאת, למרות דרכיהם המתפתלות, שתי החיות הסתיימו בגומחות אבולוציוניות דומות: שחיינים יעילים עם עור חלק וסנפירי פרוסות מים אידיאליים לרדוף אחר הטרף.
כל אחד מבתי הגידול של כדור הארץ מציג אתגרים משלו. לפעמים, מינים שונים מפתחים את אותה הפיתרון לאותה בעיה. ביולוגים מכנים תהליך זה - כאשר שני אורגניזמים חולקים מאפיינים שהם לא ירשו במשותף מאב קדמון משותף - התפתחות מתכנסת.
אבולוציה קונברגנטית לעומת שונות
הדוגמאות הקלאסיות לאבולוציה, כמו פינקים של דרווין, מדגימות את התהליך ההפוך: אבולוציה שונה. המונח פופולרי בשלהי 1800 של המיסיונר והטבע הטבע האמריקני ג'יי טי גוליק, ומתאר מין אחד בודד שהופך לרבים בכדי להתאים לתפקידים שונים במסגרת נתונה. בין הסנפירים של גלאפגוס למשל, צורת המקור השתנתה (או התפצלה) כך שתתאים טוב יותר לסוגי האוכל השונים הקיימים באיים שונים.
לעומת זאת, התפתחות מתכנסת מתרחשת כאשר המינים מתחילים להבדיל ואז הופכים דומים יותר. לדוגמה, תאר לעצמך שאתה אמור לזרוק מגוון של תוכים וטוקנים על אותו אי. אנשים עם מקורים שלא היו יעילים לביצים באגים עשויים ללכת רעבים ולמות בלי להעביר את הגנים של המקור הרע שלהם לצאצאים. אבל התוכונים והטוקונים שהתמזל מזלם שיש להם מקורים שהצליחו יותר לתפוס באגים, ישרדו ויעבירו את הגנים לאותם מקות שיטופי באגים. דורות לאחר מכן, צאצאי שני המינים יכולים להתכנס על אותה צורה מקורית, שכן זהו העיצוב המוצלח ביותר לשרוד באותו בית גידול.
את התפיסות העומדות בבסיס האבולוציה המתכנסת ניתן לייחס חזרה לריצ'רד אוון, ביולוג בריטי שלמרות שהספק את תורת האבולוציה של דארווין, באמצע שנות ה -18 'הצביע על ההבדל בין בעלי חיים עם חלקי גוף שנבנים באופן דומה (הומולוגים) לבין חלקי גוף שפשוט יש מטרות דומות (אנלוגים). סנפיר הדולפין וכף יד, למשל, הם הומולוגיים מכיוון שיש להם את אותו מבנה עצמות, למרות תפקידיהם השונים מאז אבותינו הקדומים האחרונים. מצד שני, סנפיר הדולפינים הוא אנלוגי לסנפיר הכריש - יש להם אותה מטרה אך צורות שונות מכיוון שהם התפתחו באופן עצמאי (ובמכונה).
דוגמאות להתפתחות מתכנסת
דוגמאות להתפתחות מתכנסת יש בשפע, אך הן הכי קלות לראות במינים בעלי חיים מוכרים. לדוגמא, בפנדות ענק חלקי גוף הדומים לאגודלים, בהם החיות משתמשות בכדי לתפוס במבוק, כפי שתיאר הביולוג סטיבן ג'יי גולד ב- Incorporating Nature Magazine בשנות השבעים. לאדם וגם לתמנונים יש עיניים דומות למצלמה עם קשתית העין, עדשה ורשתית - כל החלקים החיוניים במכשיר הדמיה. וגם לעטלפים וגם לציפורים יש כנפיים.
כמו שתכונות אלה עשויות להיראות, מבט מקרוב מגלה את מקורותיהן העצמאיים. כף פנדה, עם חמש הספרות שלה ועצם דמויית אגודל, הגולשת מכף ידיה, אינה דומה לאדם אנושי. זה הגיוני, בהתחשב בכך שפרימטים התפתחו את אגודליהם המנוגדים לפני 50 מיליון שנה בעוד פנדות עשו זאת לפני פחות מ 20 מיליון שנה (והאבות הקדומים האחרונים שלנו חיו לפני 65 מיליון עד 90 מיליון שנה). באופן דומה, החיווט הייחודי של עיני תמנון אומר שהם חסרים כתמים עיוורים. ואילו כנפי ציפורים דומות יותר ל"זרועות ", כנפי עטלף נראות יותר כמו" ידיים "באצבעות צבועות. כדי להשתמש בקטגוריות של אוון, אלה הם חלקי גוף אנלוגיים, לא הומולוגיים.
המניע להתפתחות מתכנסת הוא הזמינות של תפקידים ספציפיים שמציעה הסביבה. אוקיינוסים מטילים טורפים שוחים במהירות, בין אם הם כרישים או דולפינים. השמיים זקוקים לפלאיירים, ויצורים שגרים בעצים או מתמודדים בהם נרחב צריכים להיות מסוגלים לתפוס ענפים עם זנב, ידיים או טפרים.
אחת הדוגמאות הדרמטיות ביותר של ימינו הן שתי קבוצות שלמות של בעלי חיים מתכנסים: יונקים של נקבים באוסטרליה, המבלים את ימיהם הראשונים בכיסים, ויונקים שנולדו משיליות, המאכלסים את שאר העולם. מכיוון שאוסטרליה התפצלה מיבשות אחרות לפני עשרות מיליוני שנים, מיני החיות שלה התפתחו באופן עצמאי במקצת. עם זאת, נישות רבות מולאו על ידי בעלי חיים שנראים דומים מאוד למקביליהם באפריקה, אמריקה ואירואסיה.
לחפירה מתחת לאדמה יש שומות ושומות. לצורך התפשטות לאורך האדמה, עכברים פוגשים את המשחק שלהם במולגראס האוסטרלית. ולציד יונקים קטנים אחרים, התילצין שנכחד כעת נראה והלך בדיוק כמו כלב או זאב, פרט לו, גם הוא נשא את צעיריו בכיס כמו שקורה קנגורו. מכיוון שתפקידים דומים - כמו החופר, הרחפן והצייד - היו קיימים משני צידי האוקיאנוס, ההתפתחות התכנסה על עיצובים דומים בשני המקומות.
האם אבולוציה מתכנסת היא בלתי נמנעת?
התיעוד המאובני מגלה שאותם דפוסים שיחקו לאורך עידנים ואירועי הכחדה מרובים, כאשר סנפירים, רגליים, פגזים משוריינים ו טפרים מופיעים כחבילות מוכרות בסביבות דומות. התופעה הובילה את הביולוגים האבולוציוניים לשאול באיזו מידה האבולוציה היא תהליך אקראי ובאיזו מידה התוצאה שלה קבועה על ידי הסביבה. כפי שגולד תהה, אם נוכל לשחק שוב את ההיסטוריה של כדור הארץ מההתחלה, האם עץ החיים ייקח באותה צורה?
עם זאת, אין ספק כי שחור-לבן הוא תוחם של מקרים של התפתחות מתכנסת. זה קשור קשר הדוק לאבולוציה מקבילה, שבה מין מוצא את עצמו בשתי סביבות שונות ומפתח את אותה הסתגלות לכל אחת. החל מאותה תוכנית גוף, האבולוציה עוברת במנעול, ולא בדיוק "מתכנסת" על אדפטציה חדשה ודומה. חלק מהמדענים רואים כי האבולוציה של הריביות מקבילה לזו של יונקים שליה, ואילו אחרים מתלבטים אם התפתחות מקבילה היא רק סוג פחות קיצוני של התפתחות מתכנסת.
אבולוציה מתכנסת וגם מקבילה משמשות תזכורות לכך שלברירה הטבעית אין דרך מועדפת, אין קשת מהותית מבסיסית למתקדמת. מינים יכולים להתפזר, להתכנס ולהתבדל שוב. האבולוציה מתעקשת רק שהמינים יאמצו אסטרטגיות הישרדות שפועלות בסביבה נתונה, ללא קשר למקום שממנו האסטרטגיות הללו מגיעות.
