Een van de ondergewaardeerde feiten over evolutie is dat er een eindig aantal effectieve oplossingen is voor sommige uitdagingen in de natuur. Bijgevolg is het aannemelijk dat sommige oplossingen steeds weer onafhankelijk van elkaar ontstaan. Dat is waar convergente evolutie om draait.
Het is door dit proces dat niet-verwante dieren die vergelijkbare ecologische niches bezetten, vaak vergelijkbare adaptieve eigenschappen ontwikkelen. Deze adaptieve eigenschappen kunnen zich tientallen miljoenen jaren na elkaar ontwikkelen in twee soorten.
Denk bijvoorbeeld aan de opvallende overeenkomsten tussen oude sauropoden en moderne giraffen. Het kan ook gelijktijdig voorkomen, zoals in het geval van dieren met vergelijkbare leefgebieden aan weerszijden van de planeet.
Een hot solution voorbeeld van convergente evolutie
In de koude wateren van de oceaan rond Antarctica hebben vissen een speciale eigenschap waardoor ze kunnen overleven bij zeer lage temperaturen. De sleutel tot zijn overleving werd ontdekt door de wetenschappelijke gemeenschap in de jaren zestig: de productie van een soort natuurlijk antivriesmiddel.
Deze vissen zijn geëvolueerd om speciale, aan suikers verankerde eiwitten – glycoproteïnen – te produceren die in hun bloed circuleren. Dit onderdeel werkt door de temperatuur waarbij uw lichaamsvloeistoffen dood zouden bevriezen enigszins te verlagen. Deze glycoproteïnen omringen elk klein ijskristal en voorkomen zo dat het groeit.
De beschreven strategie is een van de vele ingenieuze oplossingen die we in de natuur vinden. Een succes van het evolutieproces. Een wonder. Overweeg dit nu: de natuur heeft het niet één keer gedaan, maar minstens twee keer.
Toen vissen werden bestudeerd aan de andere kant van de aarde, in het noordpoolgebied, ontdekten wetenschappers ook dat ze antivrieseiwitten produceerden. De genen die coderen voor antivrieseiwitten – in noordelijke en zuidelijke vissen – zijn echter behoorlijk verschillend.
Dit feit is niet verwonderlijk gezien het feit dat deze twee vispopulaties uit elkaar gingen lang voordat elk de antivriesgenen en -eiwitten ontwikkelde. Het is duidelijk dat in beide populaties onafhankelijke episodes van moleculaire evolutie plaatsvonden die hetzelfde functionele resultaat veroorzaakten.
Dit is een dramatisch voorbeeld van convergente evolutie. Het concept wordt gedefinieerd als het proces waarbij niet-verwante soorten evolueren door vergelijkbare eigenschappen te ontwikkelen om zich aan te passen aan vergelijkbare habitatomstandigheden.
Vleermuizen en walvissen hebben het voordeel dat ze goed kunnen luisteren
Vleermuizen delen een adaptieve eigenschap met een heel ander dier, de tandwalvis. Beiden hebben een geavanceerd sensorisch systeem ontwikkeld dat echolocatie of biosonar wordt genoemd. In dit proces zenden ze geluiden uit die weerkaatsen op objecten in de buurt en een echo produceren. Beide dieren ontwikkelden het vermogen om naar echo's te luisteren en deze te interpreteren om zich te oriënteren tijdens hun vlucht en navigatie.
Vleermuizen produceren ultrageluid – hoogfrequente geluiden – uit hun strottenhoofd en stoten het uit via hun mond of neus, terwijl walvissen lucht door hun neus laten stromen om de trillingen te verdrijven via weefselvet dat meloen wordt genoemd.
Interessant is dat dezelfde strategie is geëvolueerd in twee heel verschillende omgevingen: de lucht en de zee. Nog verrassender is dat echolocatie in elke groep onafhankelijk is ontstaan en door verschillende mechanismen wordt gedaan, maar werkt dankzij dezelfde genetische mutaties.
Wetenschappelijke studies hebben aangetoond dat vleermuizen en walvissen dezelfde veranderingen hebben ondergaan in het gen dat betrokken is bij geluidsverwerking. Door deze aanpassing kan elk van hen de ultrasone frequenties die worden gebruikt voor echolocatie beter horen.
Niet alleen de mens laat zijn sporen na
Men denkt dat de verre voorouders van de mens een betrouwbare manier nodig hadden om gereedschap vast te pakken en te manipuleren, en daarom ontwikkelden ze vingerafdrukken.
Het is interessant dat hoewel vingerafdrukken uniek zijn voor ieder van ons, ze niet uniek zijn voor de menselijke soort. Sommige van onze verwanten van primaten, zoals chimpansees en gorilla's, hebben ze ook. Dit is echter niet verwonderlijk, aangezien we ze allemaal van onze gemeenschappelijke voorouder hebben gekregen.
Er is nog een dier – een buideldier – dat ze zelf heeft ontwikkeld: de koala. Koala's hebben vingerafdrukken die sterk lijken op die van ons. Analoog aan menselijke vingerafdrukken, lijken koala-vingerafdrukken uniek te zijn voor elk onderwerp.
Wetenschappelijke studies suggereren dat koala-vingerafdrukken zich recent in hun evolutionaire geschiedenis hebben ontwikkeld. Dit komt omdat de meeste van hun naaste familieleden ze niet hebben. Er wordt gedacht dat zijn uiterlijk een aanpassing zou kunnen zijn voor het grijpen en hanteren van het favoriete voedsel van de koala, eucalyptusbladeren.
Kortom, of het nu gaat om het door de lucht vliegen, in bomen klimmen, graven in de aarde of ploegen door water, gevallen van convergente evolutie zijn overal in de natuur te vinden, op veel verschillende schaalniveaus, en niet alleen in het dierenrijk. Het wordt ook gezien in planten!