Параллельная эволюция — это схожее развитие признака у разных видов, которые не являются близкородственными, но имеют схожий исходный признак в ответ на схожее эволюционное давление. [1] [2]
Учитывая черту, которая встречается в каждой из двух линий, произошедших от определенного предка, теоретически возможно строго определить параллельные и конвергентные эволюционные тенденции и четко отличить их друг от друга. [2] Однако критерии определения конвергентной эволюции в отличие от параллельной на практике неясны, поэтому распространена произвольная диагностика. Когда два вида разделяют черту, эволюция определяется как параллельная, если известно, что предки разделяли это сходство; в противном случае она определяется как конвергентная. Однако указанные условия являются вопросом степени; все организмы имеют общих предков. Ученые расходятся во мнениях относительно того, полезно ли это различие. [3] [4]
Ряд примеров параллельной эволюции предоставляют две основные ветви млекопитающих , плацентарные и сумчатые , которые следовали независимым эволюционным путям после распада таких массивов суши, как Гондвана, примерно 100 миллионов лет назад. В Южной Америке сумчатые и плацентарные разделяли экосистему (до Великого американского обмена ); в Австралии преобладали сумчатые; а в Старом Свете и Северной Америке победили плацентарные. Однако во всех этих местах млекопитающие были маленькими и занимали лишь ограниченные места в экосистеме до массового вымирания динозавров шестьдесят пять миллионов лет назад. В это время млекопитающие на всех трех массивах суши начали приобретать гораздо более широкое разнообразие форм и ролей. Хотя некоторые формы были уникальны для каждой среды, на удивление похожие животные часто появлялись на двух или трех разделенных континентах. Примерами таких животных являются плацентарные саблезубые кошки ( Machairodontinae ) и южноамериканский сумчатый саблезубый тигр ( Thylacosmilus ) ; тасманийский волк и европейский волк ; а также сумчатые и плацентарные кроты , белки-летяги и (возможно) мыши . [ необходима ссылка ]
Колибри и нектарницы, две нектароядные линии птиц в Новом и Старом Свете, параллельно развили набор специализированных поведенческих и анатомических черт. Эти черты (форма клюва, пищеварительные ферменты и полет ) позволяют птицам оптимально соответствовать экологической нише питания и опыления цветами , которую они занимают, которая сформирована наборами параллельных черт птиц. Таким образом, параллельный коэволюционный поведенческий синдром внутри птиц создает возникающую гильдию высокоспециализированных птиц и высокоадаптированных растений, каждое из которых эксплуатирует участие другого в опылении цветов как в Старом, так и в Новом Свете. [5]
Форма клюва нектароядных, длинная и игольчатая, позволяет им дотянуться до пестика/тычинки цветка и достать нектар внутри. Нектароядные также могут использовать свои специализированные клювы для кражи нектара , практики, наблюдаемой как у колибри, так и у нектарниц, при которой птица получает нектар, проделывая отверстие в основании трубки венчика цветка вместо того, чтобы вставлять свой клюв в трубку, как это обычно делается, таким образом «крадя» нектар у цветка, поскольку он не опыляется в ответ. [6]
Нектароядные и орнитофильные цветы часто существуют в мутуалистических отношениях гильдий, которым способствуют форма клюва птицы, источник пищи и пищеварительная способность, действующая совместно с формой трубки цветка и адаптацией к опылению парящими или сидящими птицами. Птицы едят нектар, используя свои длинные тонкие клювы, и, таким образом, собирают пыльцу на свои клювы; эта пыльца затем переносится на следующий цветок, которым они питаются. Этот мутуализм коэволюционировал параллельно между птицами Старого и Нового Света и их соответствующими цветами. [7] Более того, активность пищеварительных ферментов у нектароядных, соответствующая составу нектара в их соответствующих цветах, по-видимому, коэволюционировала параллельно между растениями и опылителями на разных континентах, поскольку нектароядные линии независимо друг от друга развили способность переваривать нектар, специфичный для их цветов, что привело к появлению отдельных гильдий. [7] [8]
Способность нектароядных переваривать сахарозу намного выше, чем у других таксонов птиц . Это различие обусловлено аналогичной высокой концентрацией сахаразы-изомальтазы , фермента , который гидролизует сахарозу. Активность сахарозы на единицу площади поверхности кишечника, по-видимому, выше у нектароядных, чем у других птиц, что означает, что эти нектароядные птицы могут переваривать больше сахарозы быстрее, чем другие таксоны. [8] Более того, гипотеза адаптивной модуляции не применима к нектароядным и ферментам, переваривающим сахар, что означает, что две линии нектароядных не обязательно должны иметь обе высокие концентрации сахаразы-изомальтазы, даже если они обе едят нектар. Таким образом, параллельное приобретение аналогичной способности переваривать сахарозу является разумным выводом, поскольку нет никакой очевидной причины для того, чтобы две линии разделяли эту высокую концентрацию фермента. [9]