КОНВЕРГЕНЦИЯ В БИОЛОГИИ . В биологии термин «конвергенция» чаще всего применяется в сравнительной анатомии, в эмбриологии и в палеонтологии. Понятие К. было введено зоологом Оскаром Шмидтом (Oskar Schmidt). Оно совпадает с понятием гомоплазии (homoplasy) Рей Ланкестера и параллелизма большинства филогенетиков. Некоторые ученые (Abel, Северпев) искусственно проводят границу между К. и параллелизмом.--В зоологии и ботанике под К. разумеют схождение или параллелизм в отдельных адаптивных признаках или сумме признаков (для таксономических категорий любого объема), наблюдаемые у животных и растений, филогенетически в отношении данных сравниваемых признаков не связанных между собой. Неправильно часто встречающееся смешение К. с аналогией. Полярность мышления понятиями требует противопоставления К.-дивергенции, аналогии же-гомологии. Кроме того К. имеет место как в отношении аналогичных, так и гомологичных органов (то же и с дивергенцией). Примером \ . гомологичных органов является специфическая форма, строение и функция передней пары конечностей позвоночных, живущих в одинаковой среде (напр. рыб, плезиозавров, ихтиозавров, морских черепах, пингвинов и китов), или редуцированный таз у китов и сирен. Замечательным примером К. сразу целого ряда органов, внешнего habitus"а и поведения на основе полной гомологичности сравниваемых элементов является поразительное совпадение в строении скелета (черепа, ребер, конечностей, позвонков и т. д.), мускулатуры (отсутствие определенных мышц конечностей), органов ощущения (рудименты спрятанных под кожей глаз) и habitus "а (отсутствие ушных раковин, шелковистая шерсть и т. д.) двух в системе далеко отстоящих друг от друга роющих подземных млекопитающих: именно-южноафриканского насекомоядного златокрота (Chrysochloris) и австралийского сумчатого крота (Notoryctes). Вообще отряд сумчатых насыщен конвергентными формами (сумчатый крот, сумчатый летун, сумчатый волк, сумчатая куница, сумчатая крыса и т. д.). Другой пример насыщенности конвергентными формами: на острове Мадейра в Атлантическом океане, на маленькой группе вулканических островов в Антарктике и др. островах имеется огромное количество видов обычно крылатых насекомых, либо совсем утерявших крылья либо имеющих лишь рудименты таковых (бескрылые мухи, бескрылые бабочки и т. п.); бескрылость у этих различных групп насекомых является типичной конвергенцией. Сюда же относятся и сходная желтая окраска животных пустынь, белая окраска многих млекопитающих и птиц Арктики; отсутствие clavicula у бегающих копытных, некоторых бегающих грызунов и хищных, отсутствие глаз у пещерных или подземных позвоночных. Примером конвергенции на основе аналогичных органов могут служить крылья насекомых и крылья птиц,жабры моллюсков и рыб, глаза головоногих и позвоночных и т. п.- Из области ботаники упомянем: строение стеблей суккулентных или сочных растений пустынь в различных семействах, выражающееся в том, что отсутствуют листья, стебли вздуты и покрыты обильно шипами или колючками; другой пример: образование не связанными родством растениями в арктическом поясе и на высоких горах (в виде приспособления к низким температурам) рыхлых или плотных подушек из тесно прилегающих друг к другу многочисленных побегов, благодаря чему растением дольше сохраняется дневная теплота. В отношении растений часто бывает весьма трудно установить, имеем ли мы дело с настоящей К. (совпадение в генотипических признаках), или лишь с модификацией (см.), или наконец далее с фенотипической реакцией каждой особи в отдельности на данные местные условия. В последних двух случаях конвергенцию следует искать не просто в выявленном признаке, а в норме реакции (пример: водяные и воздушные листья у одного.и того же вида в зависимости от того, протекает ли онтогенез в воде или на суше; часто оба вида листьев встречаются даже у одного и того же индивидуума). Все конвергентные явления должны считаться вторичными образованиями, возникшими в процессе родословного развития в качестве новых образований самостоятельно и независимо в данном филогенетическом ряде в порядке приспособления к новым специфическим условиям обитания, отличным от тех, в к-рых жили предки данных форм.-Явление К. особенно характерно для многочисленных морских беспозвоночных, ведущих сидячий образ жизни, а также для эндопаразитов (редукция локомоторных органов, мышечной системы, органов ощущения, нервной системы и даже кишечного тракта).- Разумеется, схождение положительных признаков никогда не яв- ляется полным, т. е. таким, при к-ром совпадающие признаки или группа признаков у разных организмов были бы тождественны. Совпадение всегда частичное и относительное. Невозможность тождества в совпадении положительных признаков результат того, что история конкретных видов, их филогения, процесс необратимый, т. к. и сам организм, и сама среда, его окружающая, и возможные взаимодействия между организмом и средой во всем многообразии не могут повторять уже имевшиеся сочетания. Диалектика развития природы есть поступательное движение конкретной материи в направлении постоянного качественного новообразования, исключающего тождество процессов даже в явлениях круговорота веществ, метаболизма и онтогении. Всякий круговой, обратимый процесс в реальной действительности есть поэтому процесс, совершающийся по спирали. Вот почему в случаях К. даже внутри одной и той же систематической группы конвергентные признаки никогда не являются абсолютно сходными, точным повторением признаков других организмов. Наоборот, схождение отрицательных признаков в пределе их полного исчезновения повторяется точно, в то время как все степени редукции дают лишь относительную конвергенцию. Относительность и ограниченность К. особенно ясно выступает там, где конвергентные образования возникают в виде аналогичного органа в одном и том же филогенетическом ряду сравнительно небольшой систематической категории после исчезновения определенного органа. Превосходный пример такого случая и одновременно доказательства необратимости филогенетического процесса (т. н. «закон Долло») дает история кожистых черепах (Dermochelyidae). Морская кожистая черепаха имеет панцырь из мозаично расположенных костяных пластинок в отличие от других черепах, имеющих полный, типичный для черепах костяной панцырь; ранние предки кожистых черепах были литоральными формами (жили на берегу моря) и имели полный костяной панцырь; от этих предков произошли пелагические формы (жившие в открытом море), почти нацело потерявшие костяной панцырь; эти пелагические формы снова перешли к береговому образу жизни, и тогда снова образовался новый твердый панцырь, но уже не полный костяной, а мозаичный. С этим панцырем уже современная кожистая черепаха (Der-mochelys) снова перешла к жизни в открытом море. Конвергентными органами являются здесь панцыри (мозаичный и полный костяной). Этот пример доказывает также неправильность обычного определения К. сравнительными анатомами и палеонтологами, вводящими в определение конвергенции отсутствие близкого родства сравниваемых групп и не учитывающими возможности возникновения аналогичных органов (полный костяной и мозаичный панцыри суть аналогичные, а не гомологичные образования) в группе морфологически и филогенетически очень близких друг к другу и даже один филогенетический ряд образующих организмов. Явление К. вытекает из общей всем реальным телам, имеющим свою историю, ограниченности возможных превращений. Организм развивается на основе определенных рамок изменчивости, обусловленных уже пройденными им этапами и создающих некоторую ограниченность генотипической вариации. Каждое новое раздвижение и сужение рамок вариации есть результат взаимодействия мутационного процесса и естественного отбора.-Метафизическое толкование К. как результата имманентной направленности или же обратимости эволюции приводит к идеалистическим теориям «автономности» эволюционного процесса, к теориям автогенеза, ортогенеза и номогенеза, метафизически обособляющим эндогенные факторы от экзогенных и самодвижение части от самодвижения целого. Такое идеалистическое понимание конвергенции приводит также к метафизическим взглядам о полифилетич. происхождении всего многообразия животных и растительных форм. Сюда относятся известные идеалистические теории Ламарка, Негели, Копа, Фридмана, Штейнмана, Флейшмана, в СССР Берга, Соболева и др. Ламаркисты и орто-генетики при этом обычно говорят о «законе» К., хотя никакого «закона» К. не существует. К. не закон и не фактор эволюции, а результат эволюции, взаимбдействия конкретных организмов с конкретной средой. Утверждение об имманентности К. научно несостоятельно. Одинаковые условия, действуя на неодинаковые организмы, вызывают различные преобразования как в направлении К., так и дивергенции. Предсказать необходимость определенного направления в развитии органов, функций или поведения организмов в сторону К. даже при максимальном знании внешних условий и максимальном знании законов самодвижения идиоплазмы невозможно, т. к. взаимодействие внутренних и внешних факторов в филогенетическом аспекте не однозначно, а многозначно. Следовательно К. сама по себе не только ничего не объясняет, а, наоборот, сама нуждается в объяснении. К., как и дивергенция,-проблемы, разрешаемые исключительно селекционной теорией Ч. Дарвина. Лит.: Берг Л., Номогенез, П., 1922; Г ааке В., Происхождение животного мира, СПБ, без года; Депере Ш., Превращения животного мира, П., 1921; Кашкаров Д. и С т а н ч и некий В., Курс биологии позвоночных, М.--Л., 1929; Люб именно В., Биология растений, ч. 1, Л., 1924; Север-дев А., Современные задачи эволюционной теории, М., 1914; Abel О., Palaobiologie u. Stammesge-schichte, Jena, 1929; Cuenot L., L"adaptation, P., 1925; Detto C, Die Theorie der direkten An-passung, Jena, 1904; Pried man n H., Die Kon-vergenz der Organismen, В., 1904; Novikoff M., Das Prinzip der Analogie u. die vergleichende Ana-tomie, Jena, 1930; Osborn H., The origin a. evolution of ПГе, L., 1918; Rabaud E., Les phenome-nes de convergence en biologie, P., 1925. M. Левин.

Конвергенция (в биологии) Конвергенция (от лат. Converge - сближаюсь, схожусь) в биологии, схождение признаков в процессе эволюции неблизкородственных групп организмов, приобретение ими сходного строения в результате существования в сходных условиях и одинаково направленного естественного отбора. Вследствие К. органы, выполняющие у разных организмов одну и ту же функцию, приобретают сходное строение. Например, у плавающих ископаемых пресмыкающихся ихтиозавров и у млекопитающих дельфинов форма тела и передних конечностей в процессе эволюции приобрела конвергентное сходство с формой тела и плавниками рыб (рис. см. при статье Аналогия в биологии). Конвергентное сходство никогда не бывает глубоким. Ср. Дивергенция . А. А. Махотин.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Конвергенция (в биологии)" в других словарях:

    КОНВЕРГЕНЦИЯ В БИОЛОГИИ - КОНВЕРГЕНЦИЯ В БИОЛОГИИ. В биологии термин «конвергенция» чаще всего применяется в сравнительной анатомии, в эмбриологии и в палеонтологии. Понятие К. было введено зоологом Оскаром Шмидтом (Oskar Schmidt). Оно совпадает с понятием… … Большая медицинская энциклопедия

    КОНВЕРГЕНЦИЯ (от лат. convergo приближаюсь, схожусь), в биологии возникновение сходства в строении и функциях у относительно далеких по происхождению групп организмов в процессе эволюции. Результат обитания в сходных условиях и одинаково… … Энциклопедический словарь

    Сходство тилацина с волчьими Первоначально трубкозуб из за ряда бросающихся в глаза особенностей строения был отнесён к тому же семейству, что и южно американские муравьеды, однако поверхностное сходство с ними оказались результатом конвергентной … Википедия

    - (от латинского convergens, родительный падеж convergentis склоняющийся, сближающийся), схождение, сближение, например конвергенция языков возникновение общих свойств у разных языков вследствие длительных и интенсивных контактов, приводящее к… … Современная энциклопедия

    - (от лат. convergo приближаюсь схожусь), в биологии возникновение сходства в строении и функциях у относительно далеких по происхождению групп организмов в процессе эволюции. Результат обитания в сходных условиях и одинаково направленного… … Большой Энциклопедический словарь

    Англ. convergence; нем. Konvergenz. 1. В социологии процесс постепенного сближения противоположных обществ, систем. 2. В биологии возникновение в ходе эволюции сходного строения и функций неродственных организмов вследствие их приспособления к… … Энциклопедия социологии

    И; ж. [от лат. convergens (convergentis) сходящийся] 1. Спец. Совпадение каких л. признаков в независимых друг от друга явлениях. Теория конвергенции. 2. Биол. Появление у неродственных организмов сходных признаков, возникающих в результате… … Энциклопедический словарь

    Конвергенция государства и права - теория, которая получила распространение с 50 х гг. XX в. (П. Сорокин, Дж. Гелбрейт и др.). Термин заимствован из биологии, где обозначает приобретение различными организмами сходных черт благодаря обитанию в одинаковой среде. Согласно теории в… … Теория государства и права в схемах и определениях

    I Конвергенция (от лат. Converge сближаюсь, схожусь) в биологии, схождение признаков в процессе эволюции неблизкородственных групп организмов, приобретение ими сходного строения в результате существования в сходных условиях и одинаково… … Большая советская энциклопедия

    - (лат. converge сближаться, сходиться от кон + verge быть направленным) в биологии сходство формы тела, строения органов движения, органов чувств и других признаков у относительно далеких по происхождению групп организмов, возникающее в процессе… … Большой медицинский словарь

Книги

  • Живая организация. Компания как живой организм. Грядущая конвергенция информатики, нанотехнологии, биологии и бизнеса , Кристофер Мейер, Стэн Дэвис. "Настольная книга каждого руководителя, который хочет понять, какие силы будут формировать экономику ближайшего будущего. В своей книге Мейер и Дэвис дают вам инструменты для развития" - Майк…

Согласно теории эволюции, все живые существа на Земле развивались от простейших форм к более сложным. Но если все двигалось по одной прямой, откуда тогда взялось такое разнообразие видов и популяций? Объяснить это явление может дивергенция и конвергенция. В биологии эти понятия обозначают особенности и закономерности развития видов.

Особенности эволюционной теории

Основная теория о развитии жизни на нашей планете, которую поддерживает наука, - это теория эволюции. Первые её положения и законы были сформулированы в XVII веке. Она подразумевает длительный естественный процесс изменений живых организмов до качественно нового уровня.

Теория предполагает развитие организмов от простейших до наиболее сложных форм, которое сопровождалось генетическими мутациями, адаптациями, вымиранием и образованием видов. Современная теория основывается на предположениях Чарльза Дарвина о естественном отборе и данных популяционной генетики о мутациях, генетических дрейфах, изменении частоты аллелей.

Эволюция подразумевает наличие у живых организмов общего корня, с которого и началось их развитие. При этом предположение об одном или паре прародителей необязательно. Ученые утверждают, что организмов-предков могло быть и больше, но все они принадлежали к родственным группам.

Главными закономерностями, по которым протекала эволюция, являются конвергенция и дивергенция. В биологии примеры и особенности этих процессов описал Чарльз Дарвин. Подробнее о том, что они представляют собой, расскажем ниже.

Дивергенция в биологии

С латинского языка термин переводится как «расхождение» и может использоваться не только по отношению к живой природе. Дивергенция в биологии означает возникновение различия признаков у организмов. По своей сути это разнонаправленная изменчивость, которая возникает вследствие адаптации живых существ к разным условиям.

Она проявляется в изменении частей тела или некоторых органов и приобретении ими частично новых функций и возможностей. Дивергенция в биологии – обычное явление. Она появляется в результате естественного отбора, то есть борьбы за существование. Приобретение признаков уменьшает конкуренцию – каждая новая популяция может занять свою экологическую нишу, не затронув других особей. Она также возникает в результате изоляции.

Дивергенция может происходить на уровне вида, рода, семейства и отряда. С её помощью, например, класс млекопитающих разделился на грызунов, хищных, хоботных, китообразных, приматов и другие отряды. Они, в свою очередь, распались на более мелкие группы, которые отличаются внешним и внутренним строением.

Дивергенции в биологии: примеры

Дивергенция приводит к тому, что появляются различные по строению организмы, которые принадлежат к одной систематической группе. Однако у них остается общая основа, видоизменившиеся части тела выполняют те же функции. Например, уши остаются ушами, только у одних они стали более вытянутыми, у других округлыми, крылья у одних птиц короткие, у других длинные.

Наглядным примером является вид конечностей у млекопитающих. У разных видов они отличаются в зависимости от способа жизни и среды обитания. Так, у кошачьих на лапах есть мягкие подушечки, а у приматов длинные и подвижные пальцы для захвата веток, у морского льва развились ласты, у коров – копыта. Понять, что такое дивергенция в биологии, можно на примере белянок. Бабочки этого семейства питаются разной пищей на стадии гусеницы: одни едят капусту, другие – репу, третьи – свеклу и т. д.

У растений расхождение признаков проявляется в форме листьев. У кактусов они стали колючками, у барбариса развились иглы. Также дивергенция прослеживается на уровне корневой системы. Некоторые растения имеют корни-присоски, у картофеля это клубни, у свеклы и моркови они прибавили толщины и превратились в корнеплоды.

Конвергенция

Если дивергенция характерна для родственных организмов, то конвергенция, наоборот, наблюдается у отдаленных групп. Она проявляется в схожести признаков у систематически разных организмов. Как и дивергенция, появилась в результате естественного отбора, но в этом случае он направлен одинаково у разных видов, отрядов и т. д.

Животные или растения, которые принадлежат к абсолютно разным классам, приобретают одинаковые по строению и функциям органы. Это обусловлено общей средой обитания или схожестью образа жизни. Но их схожесть не распространяется на все тело, конвергенция затрагивает только те органы, которые необходимы для приспособленности к определенным условиям.

Так, животные, которые перемещаются по воздуху, имеют крылья. Но одни могут относиться к насекомым, а другие - к позвоночным. Обитающие в воде организмы имеют обтекаемую форму тела, хотя и не обязательно являются родственными друг другу.

Примеры конвергенции

Форма тела дельфинов, китов и рыб – типичная конвергенция. Из-за внешней схожести с акулами киты и дельфины вначале причислялись к рыбам. Позже было доказано, что они – млекопитающие, так как дышат легкими, появляются на свет путем живорождения и имеют ряд других признаков.

В качестве примера конвергенции можно привести крылья у летучих мышей, птиц и насекомых. Наличие этих органов связано со способом жизни животных, которые перемещаются при помощи полета. При этом вид и строение крыльев у них существенно отличаются.

Еще один пример – наличие жабр у рыб и у моллюсков. Иногда конвергенция проявляется и в отсутствии каких-либо органов. Так, на некоторых вулканических островах обитают бескрылые бабочки, мухи и другие насекомые.

Дата: 2011-05-11

Конвергенция - что это такое?

М.Махлин г. Санкт-Петербург

Конвергенцией в биологии называется развитие у неродственных организмов одинаковых признаков, появившихся в результате приспособления к сходным условиям обитания. Эти признаки могут относиться как к внешнему виду, так и к поведенческим реакциям живых существ.

Обычно при изучении биологии в школе приводятся самые очевидные примеры конвергенции . Скажем, кит, как известно, никакого отношения к рыбам не имеет. Это типичное млекопитающее, как и его предки, обитавшие на суше. Но приспособление к водной среде обитания вызвало у китов появление "рыбьего" внешнего вида с присущими ему атрибутами: обтекаемым корпусом и плавниками. Столь же ярким примером являются летучие мыши, летучие лисицы - тоже млекопитающие, приобретшие при освоении воздушной среды крылья, подобные птичьим.

Фото конвергенция

Примеры конвергенции можно наблюдать и в аквариуме. В качестве такового можно привести живорождение мальков. Они вынашиваются в теле самки, икра получает кислород и питательные вещества через ее кровь (т.е. это своеобразная форма беременности, а не ложное живорождение, когда яйца просто задерживаются в теле самки до вылупления из них потомства), мальки рождаются без желточного пузыря, и сразу готовы к активному плаванию и питанию. Живорождение свойственно как американским пецилиям, так и южно-азиатским полурылам. Но гуппи, пецилии. меченосцы относятся к отряду ципри-нодонтид, а хемирамфусы. дермогенисы - к отряду Сарганообразных.

Примером конвергенции является и вынашивание потомства в специальном горловом мешке одного из рыб-родителей. Оно характерно для африканских цихлид и лабиринтовых (ряд видов бойцовых рыбок, шоколадные гурами). Способность сбивать насекомых с листьев над водой проявляют лялиусы и рыба-брызгун.
Сходные условия обитания формируют и конвергентный облик у рыб. Так, плоскоперы, входящие в отряд карпообразных, по внешнему виду неотличимы от некоторых сомов из отряда сомообразных.
Конвергентный внешний вид сформировался в сходных условиях существования и у многих водных растений. В водной среде растения нуждаются в увеличении ассимилирующей (поглощающей при дыхании и питании) поверхности листовой пластинки. Однако, если бы эволюционная адаптация пошла по пути простого наращивания размеров, огромные листья стали бы затенять друг друга, мешать обтеканию их водой.
Поэтому адаптация происходила не за счет увеличения листа, а за счет его различных геометрических модификаций, при которых ассимилирующая поверхность листьев увеличивается не в ущерб свето- и водойропускающей структуре растения в целом.

У валлисиерий, сагиттарий и ряда кринумов сформировались длинные лентовидные листья, свободно стелющиеся но течению. У кабомб, хоттоний. лимнофил, мириофиллумов, некоторых людвигий и ряда других водных трав листья сегментированы на узкие дольки-иголочки, свободно пропускающие свет и омываемые со всех сторон водой.

Фото конвергенция

У плавающих растений и представителей водной флоры с плавающими листьями другая проблема: им надо иметь обсыхающие верхние поверхности листа (для улавливания света и испарения влаги) и обеспечивать листу плавучесть за счет включения в его ткань аэрокамер - заполненных воздухом полостей.
Свободно плавающий на поверхности воды филлантус внешне похож на плавающий папоротник сальвинию. Нимфоидесы имеют такие же плавающие листья, как кувшинки, а те, в свою очередь, внешне похожи на гндроклейсы.

Особенно приходится изощряться растениям, обитающим в бедных питательными веществами водах. А таких в тропиках немало. Чтобы не голодать, растениям требуется увеличить листовую пластинку, максимально развить ее ассимилирующую поверхность.
Противоречие между стремлением к компактности листовой пластинки и необходимостью увеличения поглощающей поверхности природа разрешила оригинальным способом, "придумав" буллоидиую (т.е. покрытую буграми и ямками) поверхность листа. Это решение позволило при сохранении габаритов листовой пластины в 3-4 раза увеличить его общую ассимиляционную поверхность. Буллондные листья характерны для мадагаскарских аноногетонов A.boivinianus и A.bernierianus. у некоторых форм других видов этого же рода с острова Мадагаскар и у A.bullosus, обитающего в Австралии.

Аналогичные "скомканные" листья появились у африканского "плавающего" (на самом деле он полностью погружен) кринума Crinum natans и у ряда кринтокорин (C.bullosa. C.huidoroi. C.usteriana, C.aponogetifolia), причем последняя даже в научном названии (апоиогетонолистная) содержит фактическое признание ее конвергентности с апоногетонами.
Как видим, конвергентность - довольно распространенное явление, не чуждое в том числе и обитателям аквариума, как полноценным участникам биокинетических, ассимиляционных и эволюционных процессов Природы.

Журнал Аквариум 2000 №1