趋同演化

鼹鼠的前肢（左）和蝼蛄的前肢（右）都具有梳子形结构，而哺乳动物和昆虫并非近亲，但为了适应刨土穴居的生活，二者演化出相似的身体特征。

趋同演化（英文：convergent evolution）是指亲缘关系较远的生物因长期生活在相同或相近的环境下，为满足生存需要而演化出相似的身体构造、生理功能等。一个典型的例子是飞行动物之间的趋同演化：昆虫、翼龙、鸟类和蝙蝠分别独立演化出了飞行能力，它们都拥有翅膀这一同功器官（功能相同的器官），其中翼龙、鸟类和蝙蝠的翅膀亦为同源器官，均由前肢特化形成，而昆虫的翅膀则由外骨骼形成，与其他三者并非同源。

和趋同演化相反的概念为趋异演化，是指相似的物种在演化过程中逐渐分化。

植物中也有许多趋同演化的例子，诸如不断重复演化出的C4类二氧化碳固定、利用果实散播种子以及摄食虫类等。

示例

身体外观

鱼类、海洋哺乳动物中的海豚与爬行类中的鱼龙都有流线形的外观和鳍肢^[1]^[2]。流线型的身体让这些水生动物在水中这样高阻力的环境中得以高速游动^[3]。海豹与海狮科同样也具有流线型的身体，虽然保有四肢，但仍然十分适应水中生活^[4]。

澳大利亚的有袋类与旧世界的有胎盘类中的许多物种拥有十分类似的外型，即使分别属于不同的演化支，以及不同的栖息地区^[5]。例如：袋狼的身体外观（尤其是颅骨外型）与犬科的赤狐就有极高的相似度^[6]

有袋类与有胎盘类的趋同演化
赤狐骨架
袋狼的颅骨（左）与狼的（右）颅骨
袋狼骨架

回声定位

在鲸豚类与蝙蝠中各自演化出回声定位的能力，且来自于同一个基因的变异^[7]^[8]。

眼睛

眼睛在动物界演化了50–100次，包括头足纲（章鱼与鱿鱼）、脊索动物、刺胞动物门（水母）等等^[10]。它们最初的共同祖先最多仅拥有简单的感光点，而随着演化各自发展出眼睛。不过结构上明显的差异：头足纲的血管与神经纤维与视网膜的背面相连，而脊索动物的神经纤维与视网膜的正面相连，因此必须穿过视网膜才能将讯号传出。神经束穿过的地方不具有感光细胞，产生盲点，而头足纲则没有盲点^[5]。

其他

蝙蝠从陆生到进化发展出翼状前肢，能够飞行捕食空中的小昆虫，这和昆虫以及鸟的翅膀的发生不一样。但两者的功能-飞行是一致的。
鸭嘴兽毒液和其他动物毒液的相似性是趋同演化的结果。
性别在不同生物之间独立演化出现了许多次。

蜂鸟的尖喙

天蛾的口器

鱼龙

海豚

蝙蝠的翅膀

翼手龙的翅膀

鸟的翅膀

乌贼的眼

人的眼

参考文献

↑ How do analogies evolve?. University of California Berkeley. [2017-01-26].
↑ Selden, Paul; Nudds, John. Evolution of Fossil Ecosystems. CRC Press. 2012-03-15: 133. ISBN 978-1-84076-623-3 （英语）.
↑ Ballance, Lisa. The Marine Environment as a Selective Force for Secondary Marine Forms (PDF). UCSD. 2016 [2020-09-19].
↑ Lento, G. M.; Hickson, R. E.; Chambers, G. K.; Penny, D. Use of spectral analysis to test hypotheses on the origin of pinnipeds.. Molecular Biology and Evolution. 1995-01-01, 12 (1): 28–52. ISSN 0737-4038. PMID 7877495. doi:10.1093/oxfordjournals.molbev.a040189 （英语）.
↑ ^5.0 ^5.1 Conway Morris, S. Life's solution: inevitable humans in a lonely universe. Cambridge: Cambridge University Press. 2004. ISBN 978-0-521-60325-6. OCLC 156902715 （英语）.
↑ Werdelin, L. Comparison of Skull Shape in Marsupial and Placental Carnivores. Australian Journal of Zoology. 1986, 34 (2): 109–117. doi:10.1071/ZO9860109.
↑ Pennisi, Elizabeth. Bats and Dolphins Evolved Echolocation in Same Way. American Association for the Advancement of Science. 4 September 2014 [2017-01-15].
↑ Liu, Yang; Cotton, James A.; Shen, Bin; Han, Xiuqun; Rossiter, Stephen J.; Zhang, Shuyi. Convergent sequence evolution between echolocating bats and dolphins. Current Biology. 2010-01, 20 (2): R53–R54. PMID 20129036. doi:10.1016/j.cub.2009.11.058 （英语）.
↑ Roberts, M. B. V. Biology: A Functional Approach. Nelson Thornes. 1986: 574. ISBN 978-0-17-448019-8 （英语）.
↑ Kozmik, Zbynek; Ruzickova, Jana; Jonasova, Kristyna; Matsumoto, Yoshifumi; Vopalensky, Pavel; Kozmikova, Iryna; Strnad, Hynek; Kawamura, Shoji; Piatigorsky, Joram. Assembly of the cnidarian camera-type eye from vertebrate-like components. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2008-07-01, 105 (26): 8989–8993. Bibcode:2008PNAS..105.8989K. ISSN 0027-8424. PMC 2449352   请检查|pmc=值 (帮助). PMID 18577593. doi:10.1073/pnas.0800388105 （英语）.

参阅

[1] How do analogies evolve?. University of California Berkeley. [2017-01-26].

[2] Selden, Paul; Nudds, John. Evolution of Fossil Ecosystems. CRC Press. 2012-03-15: 133. ISBN 978-1-84076-623-3 （英语）.

[3] Ballance, Lisa. The Marine Environment as a Selective Force for Secondary Marine Forms (PDF). UCSD. 2016 [2020-09-19].

[4] Lento, G. M.; Hickson, R. E.; Chambers, G. K.; Penny, D. Use of spectral analysis to test hypotheses on the origin of pinnipeds.. Molecular Biology and Evolution. 1995-01-01, 12 (1): 28–52. ISSN 0737-4038. PMID 7877495. doi:10.1093/oxfordjournals.molbev.a040189 （英语）.

[SCM2005-5] 5.0 ^5.1 Conway Morris, S. Life's solution: inevitable humans in a lonely universe. Cambridge: Cambridge University Press. 2004. ISBN 978-0-521-60325-6. OCLC 156902715 （英语）.

[6] Werdelin, L. Comparison of Skull Shape in Marsupial and Placental Carnivores. Australian Journal of Zoology. 1986, 34 (2): 109–117. doi:10.1071/ZO9860109.

[7] Pennisi, Elizabeth. Bats and Dolphins Evolved Echolocation in Same Way. American Association for the Advancement of Science. 4 September 2014 [2017-01-15].

[8] Liu, Yang; Cotton, James A.; Shen, Bin; Han, Xiuqun; Rossiter, Stephen J.; Zhang, Shuyi. Convergent sequence evolution between echolocating bats and dolphins. Current Biology. 2010-01, 20 (2): R53–R54. PMID 20129036. doi:10.1016/j.cub.2009.11.058 （英语）.

[9] Roberts, M. B. V. Biology: A Functional Approach. Nelson Thornes. 1986: 574. ISBN 978-0-17-448019-8 （英语）.

[10] Kozmik, Zbynek; Ruzickova, Jana; Jonasova, Kristyna; Matsumoto, Yoshifumi; Vopalensky, Pavel; Kozmikova, Iryna; Strnad, Hynek; Kawamura, Shoji; Piatigorsky, Joram. Assembly of the cnidarian camera-type eye from vertebrate-like components. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2008-07-01, 105 (26): 8989–8993. Bibcode:2008PNAS..105.8989K. ISSN 0027-8424. PMC 2449352   请检查|pmc=值 (帮助). PMID 18577593. doi:10.1073/pnas.0800388105 （英语）.

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