تطور تقاربي

التأسل الرجعي

إضافةً إلى ذلك، في بعض الحالات، يكون من الصعب معرفة ما إذا كانت إحدى السمات قد فُقدت ثم أعيد تطويرها بشكلٍ تقاربي أو ما إذا كان قد توقف تشغيل المورثة ببساطة ثم إعادة تمكينها لاحقًا. تسمى هذه السمة التي ظهرت من جديد باسم التأسل الرجعي atavism.

وفي هذا السياق، من وجهة نظر رياضية، يكون للمورثة غير المستعملة (المحايدة بشكلٍ انتقائي) احتمال تناقص مستمر في الاحتفاظ بالوظيفة المحتملة بمرور الوقت. يختلف المقياس الزمني لهذه العملية اختلافًا كبيرًا في الأنساب المختلفة مثل في الثدييات والطيور حيث هناك احتمال معقول للبقاء في الجينوم في حالة وظيفية محتملة لنحو 6 ملايين سنة.

التدابير القائمة على العملية

علاوةً على ذلك، تتناسب طرق استنتاج التقارب القائم على العمليات مع نماذج الاختيار مع بيانات السلالة والتواصل المستمر لتحديد ما إذا كانت نفس القوى الانتقائية قد أثّرت على الأنساب.

• انظر كذلك
• تطور تباعدي
• تطور متواز

تحديد الموقع بالصدى

كذلك، كتكيف حسي، تطور تحديد الموقع بالصدى بشكلٍ منفصل عند الدلافين والحيتان والخفافيش ولكن من نفس الطفرات الوراثية.

أحماض نووية

كذلك، يحدث التقارب على مستوى الحمض النووي وتسلسل الحمض الأميني الناتج عن ترجمة الجينات الهيكلية إلى بروتينات. توصلت الدراسات إلى تقارب في تسلسل الأحماض الأمينية في الخفافيش التي تعتمد على الصدى والدلافين وبين الثدييات البحرية بين الباندا العملاقة والحمراء. اكتُشف التقارب كذلك في نوع من الحمض النووي غير المشفر وعناصر تنظيمية مترابطة كما هو الحال في معدلات تطورها وهذا يمكن أن يشير إما إلى اختيار إيجابي أو اختيار تطهير مريح.

في التشكل الحيواني

التدابير القائمة على النمط

وفي السياق ذاته، تتضمن الطرق السابقة لقياس التقارب نسب المسافة الظاهرية والتطور من خلال محاكاة التطور مع نموذج الحركة البراونية لتطور السمات على طول النسق.

إبهامات متقابلة

من جهة ثانية، غالبًا ما ترتبط الإبهامات المتقابلة التي تتيح استيعاب الأشياء بأعلى رتب الحيوانات الثديية مثل البشر والقرود والقردة الكبيرة والليمورات. تطورت هذه الإبهامات كذلك في حيوانات الباندا العملاقة، لكن هذه الأشكال مختلفة تمامًا في هيكلها حيث تحتوي على ستة أصابع بما في ذلك الإبهام والتي تنشأ من عظام الرسغ بشكلٍ منفصل تمامًا عن الأصابع الأخرى.

في النباتات

خصائص مشتركة

في هذا الإطار، تقاربت الحيوانات المائية بما في ذلك الأسماك مثل سمك الرنجة، والثدييات البحرية مثل الدلافين، والإكثيوصورات (من الدهر الوسيط) جميعها بنفس الشكل المبسط. إن شكل الجسم المغزلي (أنبوب مدبب في كلا الطرفين) عند الكثير من الحيوانات المائية هو التكيف لتمكينهم من السفر بسرعةٍ عالية في بيئة السحب العالية. عُثر على أشكال جسدية مماثلة في الأختام عديمة الأذنين والأختام ذات الأذنين حيث لا يزال لديهم أربعة أرجل لكنها تُعدّل بقوة للسباحة.

اختلافات

تصنيف فرعي (كلاديسيات)

كذلك، في التصنيف الفرعي، إن التماثل هو سمة مشتركة بين اثنين أو أكثر من الأصناف لأي سبب آخر غير أنها تشترك في أصل مشترك. إن الأصناف التي تشترك في النسب هي جزء من نفس الفرع الحيوي؛ ويسعى التصنيف الفرعي إلى ترتيبهم بحسب درجة ارتباطهم بوصف التكاثر. لذلك، فإن السمات المتماثلة الناتجة عن التقارب هي من وجهة نظر العلماء عوامل مربكة يمكن أن تؤدي إلى تحليل غير صحيح.

التطور التقاربي ضد الموازي

على المستوى الجزيئي

وفي السياق ذاته، عندما يتشابه نوعان في ميزة معينة، يُعرَّف التطور على أنه موازٍ إذا كان الأجداد متشابهين كذلك ومتقاربين إذا لم يكونوا كذلك. على الرغم من بعض التداخل، لا تزال هناك فروق مهمة بين الاثنين.

فم الحشرات

ومن ناحية أخرى، تُظهر أجزاء فم الحشرات الكثير من أمثلة التطور التقاربي. تتكون أجزاء الفم من مجموعات الحشرات المختلفة من مجموعة من الأعضاء المتجانسة المتخصصة في المدخول الغذائي لتلك المجموعة من الحشرات. بدأ التطور التقاربي للعديد من مجموعات الحشرات من أجزاء الفم الأصلية المضغية إلى أنواع وظيفية مختلفة وأكثر تخصصًا. وتشمل هذه، مثلًا، تنظير الحشرات الزائرة للزهور مثل النحل والخنافس الزهرية أو أجزاء الفم الماصة للحشرات الماصة للدماء مثل البراغيث والبعوض.

عيون

وعلى صعيد آخر، أحد أفضل الأمثلة المعروفة للتطور التقاربي هو عين الكاميرا من رأسيات الأرجل (مثل الحبار والأخطبوط) والفقاريات (بما في ذلك الثدييات) والكنيداريا (مثل قنديل البحر). كان لدى سلفهم المشترك الأخير على الأقل بقعة بسيطة للضوء ولكن لقد أدت مجموعة من العمليات إلى التحسين التدريجي لعيون الكاميرا مع اختلاف حاد حيث أن عين السيفالوبود «سلكية» في الاتجاه المعاكس مع دخول الأوعية الدموية والأوعية العصبية من الجزء الخلفي من شبكية العين بدلًا من الجبهة كما هو الحال في الفقاريات. نتيجة لذلك، يفتقر رأسيات الأرجل إلى نقطة عمياء.

مواقع البروتياز النشطة

إضافةً إلى ذلك، يوفر أنزيم البروتياز بعضًا من أوضح الأمثلة على التطور التقاربي. تعكس هذه الأمثلة القيود الكيميائية الجوهرية على الأنزيمات مما يؤدي إلى تقارب التطور للالتقاء على حلول معادلة بشكلٍ مستقل ومتكرر.

علاوةً على ذلك، إن أغلب البروتياز في الثريونين يستعمل الثريونين ذو الطرف N لتجنب مثل هذه الاشتباكات التجسيمية. تستعمل الكثير من الأنزيمات الفائقة المستقلّة تطوريًا ذات الطيات البروتينية المختلفة بقايا الطرف N باعتبارها نواة.

إضافةً إلى ذلك، يستعمل البروتياز ثريونين الحمض الأميني ثريونين باعتباره نواة تحفيزية. على عكس السيستين والسيرين، فإن الثريونين هو كحول ثانوي (أي لديه مجموعة ميثيل). تقيد مجموعة الميثيل من الثريونين إلى حدٍ كبير التوجهات المحتملة للثلاثي والركيزة حيث يصطدم الميثيل إما مع العمود الفقري للإنزيم أو بقاعدة الهستيدين.

كذلك، تستعمل البروتياز السيري والسيستيني مجموعاتٍ وظيفيةٍ مختلفة من الأحماض الأمينية (كحول أو ثيول) باعتبارها نواة. من أجل تفعيل هذه النواة، يوجهون بقايا حمضية وأساسية في ثالوث محفّز. تسببت القيود الكيميائية والفيزيائية على تحفيز الأنزيم في تطور ترتيبات ثلاثية مماثلة بشكلٍ مستقل أكثر من 20 مرة في أنواع مختلفة من الأنزيمات الفائقة.

ثمار

طرق الاستدلال

من جانب آخر، ومن الأمثلة الجيدة على التقارب في النباتات تطور فواكه صالحة للأكل مثل التفاح. تضم هذه الفاكهة خمسة أخبية وأنسجتها التبعية التي تشكل قلب التفاح، وتحيط بها هياكل من خارج الفاكهة النباتية أو الوعاء. تشمل الثمار الأخرى الصالحة للأكل أنسجة نباتية. مثلًا، الجزء السمين من الطماطم هو جدران الطحلب. يعني هذا تطورًا تقاربيًا تحت ضغط انتقائي وفي هذه الحالة تنافس الحيوانات على تشتت البذور من خلال استهلاك الفواكه السامة.