Конвергентная эволюция: почему ихтиозавр похож на дельфина

Что такое конвергентная эволюция

Эволюцией называют процесс, при котором организмы меняются на протяжении многих поколений: у них появляются новые признаки, которые помогают лучше выживать в своей среде. Пример такого признака — маскирующая окраска. Песочный мех фенека, живущего в пустыне, помогает ему сливаться с фоном и прятаться от хищников.

А конвергентной эволюцией называют случаи, когда у двух организмов, которые могут быть вовсе не родственниками, развиваются похожие признаки. Из-за этого их часто принимают за родню, хотя на самом деле одно и то же приспособление просто возникло несколько раз независимо.

Так бывает у совсем разных видов и даже у разных классов животных, например у рептилий и млекопитающих. Иногда похожие признаки появляются с разницей в миллионы лет.

Панголин и броненосец

У панголина и броненосца много общего. Оба млекопитающие, оба покрыты похожей на чешую бронёй, которая защищает от хищников. И оба при опасности сворачиваются в шар, пряча незащищённые места.

При этом близкой родни между ними нет, и броня у каждого появилась сама по себе. Броненосцы относятся к группе неполнозубых (Xenarthra), куда входят ещё ленивцы и муравьеды. Эта группа живёт только в Северной и Южной Америке. Панголины же относятся к группе Ferae, в которую входят и кошачьи, собачьи, гиены, медведи и тюлени. Встречаются панголины только в Африке и Азии.

Броня у них тоже разная. Тело панголина почти целиком покрыто крупными пластинами, которые налегают друг на друга. Они состоят из кератина — того же вещества, из которого сделаны волосы и ногти человека и рога носорога. У броненосца пластинки гораздо мельче, они называются щитками и покрывают большие участки тела наподобие панциря. Эти щитки костные, а не кератиновые.

Защищаются они тоже по-разному. В случае опасности оба могут свернуться в клубок, но панголин больше полагается на крупную чешую как на прямую защиту от хищника. Броненосец обычно предпочитает убежать, и броня защищает его, когда он ныряет туда, куда хищнику не пролезть, например в колючие заросли.

Ихтиозавр и дельфин

Панголин и броненосец хотя бы оба млекопитающие. Но конвергентная эволюция не ограничена одним классом и даже одной эпохой. Яркий пример — современный дельфин, млекопитающее, и древний ихтиозавр, рептилия.

Ихтиозавры — группа древних морских рептилий, которые жили в морях триасового, юрского и мелового периодов. Хотя это рептилии, их тело идеально приспособилось к жизни в океане. Вместо лап у них ласты, хвост с лопастью, как у рыбы, а на спине треугольный плавник, как у акулы.

Морда у ихтиозавров вытянулась в длинный узкий «клюв». Ласты, спинной плавник, клюв и хвост с лопастью есть и у современного морского млекопитающего — дельфина. При этом животные принадлежат к совершенно разным группам и разделены многими миллионами лет. На этом примере хорошо видно, как конвергентная эволюция приспосабливает совсем разных животных к похожей среде.

Одинаковыми их всё же не назовёшь. Лопасть хвоста у ихтиозавра стояла вертикально, как у рыбы, а у дельфина она горизонтальная. Ихтиозавр плыл, двигая хвостом из стороны в сторону, а дельфин бьёт хвостом вверх и вниз. Глаза у ихтиозавра огромные по сравнению с дельфиньими. И наконец, у дельфина только одна пара ласт: задние конечности исчезли очень давно. А у ихтиозавра сохранились обе пары, передние и задние.

Летучие мыши, птицы и птерозавры

Иногда похожие признаки появляются больше чем у двух групп животных. Возьмём полёт: за историю Земли разные животные не раз научились летать, превратив передние конечности и кисти в крылья.

Летучие мыши и птицы обрели полёт независимо друг от друга. Крылья у тех и других произошли из передних конечностей, но устроены совсем по-разному. У птиц кости крыла в основном срослись, пальцев почти не осталось, а летать помогают перья.

У летучих мышей, наоборот, пальцы сильно удлинились, а между ними натянута кожа: это и есть крыло. Летать научилась и группа древних рептилий — птерозавры. Их крыло устроено как нечто среднее между крылом птицы и крылом летучей мыши. У птерозавров удлинился только один палец, он образует передний край крыла, а кожистая перепонка натянута между этим пальцем и задними лапами. Это похоже на крыло летучей мыши, только пальцев в нём гораздо меньше.

Трицератопс и шрингазавр

Ещё один пример. Оба животных доисторические, но жили с разницей примерно в 180 миллионов лет.

Трицератопс — один из самых известных динозавров. Это крупный растительноядный ящер, который жил в самом конце мелового периода, 66 миллионов лет назад, и был одним из последних нептичьих динозавров на Земле.

Знаменит трицератопс рогами, недаром его название означает «трёхрогая морда». Один рог рос на носу, ещё два, побольше, торчали над глазами. Вероятно, рогами трицератопс защищался от хищников, например от тираннозавра.

Трицератопса открыли больше 130 лет назад. А вот у животного, найденного гораздо позже, над каждым глазом тоже торчит знакомый рог. В 2017 году учёные описали шрингазавра. Как и трицератопс, он был рептилией, но не динозавром. Жил он 247 миллионов лет назад, примерно за 180 миллионов лет до того, как трицератопс смог похвастаться своими роскошными рогами.

Шрингазавр — ранний представитель архозавроморфов. В эту группу входят крокодилы, птерозавры, черепахи и динозавры, но не змеи и ящерицы. Кроме рогов, на трицератопса шрингазавр почти не походил. Он напоминал большую ящерицу с расставленными в стороны лапами, длинным хвостом и короткой тупой головой. У трицератопса же массивное тело было высоко поднято над землёй, хвост был сравнительно коротким, а огромная голова заканчивалась острым клювом, и шею прикрывал костный воротник-щит.

И всё же рога над глазами у них похожи. Некоторые найденные скелеты шрингазавров были с маленькими рогами или вовсе без них, поэтому учёные считают, что рога, возможно, были только у самцов. Значит, в отличие от трицератопса, шрингазавр мог использовать рога скорее для демонстрации, чтобы привлекать самок. Или самцы могли сражаться рогами друг с другом за самок.

Как увидеть конвергенцию своими глазами

Это лишь несколько примеров конвергентной эволюции, на самом деле их гораздо больше. Попробуйте найти с ребёнком ещё.

Все пары из этой статьи есть среди фигурок Safari Ltd: панголин и броненосец, ихтиозавр и дельфин, летучая мышь и птеранодон, трицератопс и шрингазавр. Поставьте фигурки рядом, и будет наглядно видно, что у животных похоже, а что нет.