Направления эволюции

      Направления эволюции

      Направление эволюции каждой систематической группы определяется взаимоотношениями между  особенностями среды, в которой  протекает эволюция данного таксона, и его генетической организацией, которая сложилась в ходе его  предшествующей эволюции.

      Дивергенция. Наиболее часто в ходе эволюции мы наблюдаем дивергенцию или расхождение признаков у видов, происходящих от общего предка. Дивергенция начинается на популяционном уровне, Она обусловлена различиями в условиях среды, в которых обитают и к которым по-разному приспосабливаются под действием естественного отбора дочерние виды. Определенную роль в дивергенции играет и дрейф генов. Дивергенция обусловливает увеличение числа видов и продолжается на уровне надвидовых таксонов. Именно дивергентной эволюцией обусловлено поразительное разнообразие живых существ.

      Ярким примером дивергенции может служить  изменение конечностей млекопитающих  в ходе их приспособления к разным условиям среды. Рука человека, крыло  летучей мыши, копыто лошади, лапа медведя, ласта морского льва, плавник кита – это все результаты дивергенции. Они возникли путем длительного  естественного отбора мелких случайных  уклонений в строении передней конечности общего предка млекопитающих. Его потомки  заняли со временем разные экологические  ниши. Этот процесс направлялся естественным отбором. В ходе эволюции накапливались  изменения в генах, контролирующих детали развития конечностей, но начальные  стадии их формирования в онтогенезе каждого из столь разных видов  очень сходны и регулируются сходными генами. Структуры и органы, имеющие общее происхождение называют гомологичными. Гомология конечностей у позвоночных столь выражена, что сходные элементы прослеживаются спустя сотни миллионов лет после начала дивергенции.

      С развитием молекулярной генетики и  расшифровкой отдельных генов и  целых геномов стало ясно, что  дивергенция – это основное направление  эволюции. Было показано, например, что  различия в формировании конечностей  у разных таксонов позвоночных (рыб, птиц, млекопитающих) обусловлены дивергенцией основных генов, направляющих этот процесс. Появилась возможность выяснить, какой из факторов эволюции обусловливал дивергенцию тех или иных элементов  генов на разных этапах эволюции. Гены, контролирующие давно сложившиеся  функции, например, гены домашнего хозяйства, дивергировали очень медленно, находясь под постоянным давлением стабилизирующего отбора. При этом дивергенция, как правило, ограничивалась нейтральными, синонимическими заменами нуклеотидов и, следовательно, была обусловлена дрейфом генов. В то же время дивергенция эволюционно молодых генов имела явно приспособительный характер..

      Конвергенция (схождение признаков) наблюдается в тех случаях, когда неродственные таксоны приспосабливаются к одинаковым условиям. О конвергенции говорят в тех случаях, когда обнаруживается внешнее сходство в строении и функционировании какого-либо органа, имеющего у сравниваемых групп живых организмов совершенно разное происхождение. Например, крыло стрекозы и летучей мыши имеют общие черты в строении и функционировании, но формируются в ходе эмбрионального развития из совершенно разных клеточных элементов и контролируются разными группами генов. Такие органы называют аналогичным. Они внешне сходны, но различны по происхождению, они не имеют филогенетической общности. Сходство в строении глаз у млекопитающих и головоногих моллюсков — другой пример конвергенции. Они возникли независимо в ходе эволюции и формируются в онтогенезе из разных зачатков.

      Конвергенция  затрагивает не только отдельные  органы. Неродственные виды животных, эволюционируя в сходных условиях среды, занимая сходные экологические  ниши, часто приобретают совершенно поразительное сходство. В Австралии, Африке и Южной Америке обитает  множество муравьев и термитов. Ниша муравьедов на разных континентах была заполнена разными неродственными видами млекопитающих. В Австралии  и Океании - это сумчатый муравьед и ехидна, которая принадлежит  подклассу яйцекладущих млекопитающих. В Африке муравьев и термитов сделали  своей основной пищей трубкозубы, дальние родственники слонов, и панголины, принадлежащие к отряду ящеров. В  Южной Америке эту нишу заняли броненосцы и муравьеды – представители  отряда неполнозубых (рис. XI.21.1.). Последний общий предок этих животных существовал более 100 миллионов лет назад. Ближайшие родственники каждого из них абсолютно на них непохожи. Только выбор экологической ниши и отбор на совершенствование приспособлений к этой нише сделал их внешне похожими друг на друга. Все они имеют длинный липкий язык и вытянутый хоботком нос, что позволяет им извлекать муравьев и термитов из их укрытий. Но при этом фундаментальные свойства анатомии этих видов позволяют безошибочно относить их к разным таксонам, несмотря на их конвергентное сходство. Данные молекулярно- генетического анализа убедительно показывают, что эти виды разделяют десятки миллионов лет независимой эволюции.