Convergente evolutie is wanneer verschillende organismen onafhankelijk vergelijkbare eigenschappen ontwikkelen.
Haaien en dolfijnen lijken bijvoorbeeld relatief op elkaar, ondanks dat ze niets met elkaar te maken hebben. Haaien zijn eierleggende vissen met het dodelijke vermogen om bloed in het water te ruiken, terwijl dolfijnen nieuwsgierige zoogdieren zijn die navigeren door klikkende geluiden te maken en naar hun echo's te luisteren. Die verschillen zijn niet zo verrassend, aangezien de laatste gemeenschappelijke voorouder van het duo zo'n 290 miljoen jaar geleden de zeeën heeft gezwommen.
Van die oude gemeenschappelijke voorouder sloeg één geslacht op het land toe en evolueerde naar zoogdieren, inclusief de wolfachtige Pakicetus, die later in het water zouden terugkeren en zich zouden ontwikkelen tot walvissen en dolfijnen. Een andere afstamming bleef in de oceaan en onderging aanpassingen om de moderne haai te worden. Maar ondanks hun slingerende paden kwamen beide dieren in vergelijkbare evolutionaire niches terecht: gestroomlijnde zwemmers met een gladde huid en in water snijdende vinnen, ideaal om een prooi te achtervolgen.
Elk van de habitats van de aarde heeft zijn eigen uitdagingen. Soms ontwikkelen verschillende soorten dezelfde oplossing voor hetzelfde probleem. Biologen noemen dit proces - wanneer twee organismen kenmerken delen die ze niet gezamenlijk van een gemeenschappelijke voorouder hebben geërfd - convergente evolutie.
Convergente versus divergente evolutie
De klassieke voorbeelden van evolutie, zoals de vinken van Darwin, demonstreren het tegenovergestelde proces: divergente evolutie. Aan het einde van de 19e eeuw gepopulariseerd door de Amerikaanse missionaris en natuuronderzoeker J.T. Gulick, beschrijft de term een enkele soort die in een bepaalde setting in verschillende rollen wordt vervuld. Onder de Galápagos-vinken bijvoorbeeld, veranderde (of divergeerde) de snavelvorm om beter te passen bij de verschillende soorten voedsel die beschikbaar zijn op verschillende eilanden.
Daarentegen vindt convergente evolutie plaats wanneer soorten verschillend beginnen en vervolgens meer op elkaar lijken. Stel je bijvoorbeeld voor dat je een assortiment papegaaien en toekans op hetzelfde eiland zou dumpen. Personen met snavels die inefficiënt waren om insecten vast te houden, zouden honger kunnen lijden en kunnen sterven zonder hun slechte bekgenen door te geven aan hun nakomelingen. Maar de papegaaien en toekans die het geluk hadden om snavels te hebben die succesvoller waren in het vangen van insecten, zouden overleven en de genen doorgeven voor die insecten-snavelende snavels. Generaties later zouden de afstammelingen van beide soorten kunnen samenkomen in dezelfde snavelvorm, omdat dit het meest succesvolle ontwerp is om in die habitat te overleven.
De concepten die ten grondslag liggen aan convergente evolutie zijn terug te voeren op Richard Owen, een Britse bioloog die, ondanks twijfels over Darwins evolutietheorie, halverwege de 19e eeuw wees op het verschil tussen dieren met lichaamsdelen die op dezelfde manier zijn gebouwd (homologen) en lichaamsdelen die net vergelijkbare doeleinden hebben (analogen). Een dolfijnvin en een menselijke hand zijn bijvoorbeeld homoloog omdat ze dezelfde botstructuur hebben, ondanks het feit dat hun functies verschillen sinds onze laatste gemeenschappelijke voorouder. Aan de andere kant is de vin van de dolfijn een analoog van de haaienvin - ze hebben hetzelfde doel maar verschillende vormen omdat ze onafhankelijk (en convergent) zijn geëvolueerd.
Voorbeelden van convergente evolutie
Er zijn veel voorbeelden van convergente evolutie, maar ze zijn het gemakkelijkst te zien bij bekende diersoorten. Reuzenpanda's hebben bijvoorbeeld lichaamsdelen die op duimen lijken, die de dieren gebruiken om bamboe vast te pakken, zoals bioloog Stephen Jay Gould in Incorporating Nature Magazine in de jaren zeventig beschreef. Zowel mensen als octopussen hebben camera-achtige ogen met een iris, een lens en een netvlies - allemaal essentiële onderdelen van een beeldapparaat. En zowel vleermuizen als vogels hebben vleugels.
Hoe vergelijkbaar deze eigenschappen ook lijken, een nadere beschouwing onthult hun onafhankelijke oorsprong. Een pandapoot, met zijn vijf cijfers en een duimachtig, stompachtig bot dat uit zijn handpalm steekt, lijkt in niets op een menselijke hand. Dat is logisch, aangezien primaten hun opponeerbare duimen ongeveer 50 miljoen jaar geleden ontwikkelden, terwijl panda's het minder dan 20 miljoen jaar geleden deden (en onze laatste gemeenschappelijke voorouder leefde 65 miljoen tot 90 miljoen jaar geleden). Evenzo betekent de unieke bedrading van octopusogen dat ze geen blinde vlekken hebben. En terwijl vogelvleugels meer op 'armen' lijken, lijken vleermuisvleugels meer op 'handen' met spichtige vingers. Om Owen's categorieën te gebruiken, zijn dit analoge, niet homologe lichaamsdelen.
De motor van convergente evolutie is de beschikbaarheid van specifieke rollen die de omgeving biedt. Oceanen werpen snel zwemmende roofdieren, of het nu haaien of dolfijnen zijn. De lucht heeft vliegers nodig en wezens die in bomen leven of er uitgebreid mee omgaan, moeten takken kunnen grijpen met een staart, handen of klauwen.
Een van de meest dramatische moderne voorbeelden zijn twee hele convergente groepen dieren: de Australische zoogdieren, die hun eerste dagen in buidels doorbrengen, en zoogdieren die zijn geboren uit placenta's, die de rest van de wereld bewonen. Omdat Australië zich tientallen miljoenen jaren geleden heeft afgesplitst van de andere continenten, zijn diersoorten enigszins onafhankelijk geëvolueerd. Desalniettemin zijn veel niches gevuld met dieren die erg lijken op hun tegenhangers in Afrika, Amerika en Eurazië.
Voor ondergronds graven zijn er mollen en buidelmollen. Om over de grond te rennen, ontmoeten muizen hun match in Australische mulgara's. En voor het jagen op andere kleine zoogdieren zag en liep de nu uitgestorven thylacine precies zoals een hond of een wolf, behalve dat hij ook zijn jongen in een buidel droeg zoals een kangoeroe. Omdat vergelijkbare rollen - zoals de graver, de scamperer en de jager - aan beide zijden van de oceaan bestonden, kwam de evolutie op beide locaties samen in vergelijkbare ontwerpen.
Is convergente evolutie onvermijdelijk?
Het fossielenverslag laat zien dat dezelfde patronen zich gedurende eonen en meerdere uitstervingsgebeurtenissen hebben afgespeeld, met vinnen, benen, gepantserde schelpen en klauwen die als vertrouwde pakketten in vergelijkbare omgevingen verschijnen. Het fenomeen heeft evolutionaire biologen ertoe gebracht zich af te vragen in welke mate evolutie een willekeurig proces is en in welke mate de uitkomst ervan door de omgeving wordt bepaald. Zoals Gould zich afvroeg: als we de geschiedenis van de aarde vanaf het begin konden herhalen, zou de levensboom dan dezelfde vorm aannemen?
Het duidelijk afbakenen van gevallen van convergente evolutie is echter niet zwart en wit. Het is nauw verwant aan parallelle evolutie, waarbij een soort zich in twee verschillende omgevingen bevindt en dezelfde aanpassing aan elk evolueert. Uitgaande van hetzelfde lichaamsplan beweegt de evolutie in een slotstap, niet precies "convergerend" op een nieuwe en soortgelijke aanpassing. Sommige wetenschappers beschouwen de evolutie van buideldieren parallel met die van zoogdieren, terwijl anderen debatteren of parallelle evolutie slechts een minder extreme vorm van convergente evolutie is.
Zowel convergente als parallelle evolutie herinneren ons eraan dat natuurlijke selectie geen bevoorrecht pad heeft, geen intrinsieke boog van basis naar geavanceerd. Soorten kunnen divergeren, convergeren en weer divergeren. Evolutie houdt alleen vol dat soorten overlevingsstrategieën gebruiken die in een bepaalde omgeving werken, ongeacht waar die strategieën vandaan komen.
