從水中暢游的魚和鯨,，到天空中翱翔的鳥和龍,，我們總是看到相似的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在缺乏親緣關(guān)系不同的物種身上——這被稱為趨同進(jìn)化。

趨同進(jìn)化是進(jìn)化中最有趣的那一類現(xiàn)象,，我們已經(jīng)頻繁地接觸過這些內(nèi)容,，今天我們將從一些熟悉的生物身上，再次體會(huì)其中的深刻意義,。

－文字稿－

我們此前在討論進(jìn)化的方向時(shí),，提及過趨同進(jìn)化的概念,，也就是在相似的選擇壓力下，原本不同的生物會(huì)進(jìn)化出相似的結(jié)構(gòu),。

趨同進(jìn)化最經(jīng)典的選擇壓力來自流體力學(xué),。在海中，泥盆紀(jì)以來的頭足綱和魚類,、三疊紀(jì)的魚龍類,、白堊紀(jì)的滄龍類，新生代的鯨類,，還有現(xiàn)代的潛水艇,，分別源自幾個(gè)親緣極遠(yuǎn)的類群，但能否克服流水的巨大阻力決定了它們能否以快速高效地游泳,，結(jié)果使它們?nèi)及l(fā)展出了輪廓平滑,，前粗后細(xì)的流線身材。

空氣的阻力要小得多,，所以陸生動(dòng)物即便要快速運(yùn)動(dòng)也很少有流線身材,，但滑翔的能力無疑大大增強(qiáng)了樹棲動(dòng)物覓食和避敵的能力。于是嚙齒目的鼯鼠,、皮翼目的鼯猴,、雙門齒目的袋鼯，前后肢之間的皮膚都擴(kuò)張成了寬大的翼膜,，而蜥形綱的肋骨不被胸骨連鎖，所以飛蜥的不但有翼膜,，翼膜中還有肋骨支撐,，就更像傘了——可惜，道高一尺魔高一丈,，天堂金花蛇盡管沒有四肢,，也能用肋骨撐起降落傘，能追著它滑翔100米,。

但降落傘也未必都是體側(cè)的翼膜,，華萊士飛蛙就是最經(jīng)典的例子：它們的掌極其大，跳躍時(shí)攤開就是四面降落傘,，輕松滑翔十幾米,，憑著這樣好的手腕，它們生活得非常高,，一輩子都不下地,，連產(chǎn)卵都在樹上。

甚至更加極端的——很多植物需要用風(fēng)力傳播種子但茂密的森林密不透風(fēng),，于是某些植物長(zhǎng)出了帶有滑翔翼的種子——比如葫蘆科的翅葫蘆（Alsomitra macrocarpa）,，種子質(zhì)心前傾而兩翼平展后掠，能像翱翔的禿鷲一樣乘著上升氣流盤旋良久，抵達(dá)遙遠(yuǎn)的新家,。

滑著滑著,，一些肌肉發(fā)達(dá)的動(dòng)物就開始飛了：主龍類的翼龍小拇指極端延長(zhǎng)，將體側(cè)的翼膜拉長(zhǎng)成了翅膀,，是第一種會(huì)飛的四足動(dòng)物,；而最后一種會(huì)飛四足動(dòng)物是哺乳類的蝙蝠，它們四根手指一起伸長(zhǎng),，掌膜和翼膜連成了一體,；而在這之間，一部分樹棲獸腳恐龍的食指和中指延長(zhǎng)了,，它們雖然沒有翼膜,，卻有炫耀第二性征的大型羽毛，順勢(shì)就進(jìn)化出了獨(dú)特的羽毛翅膀,。

就這樣,，我們看到了三種殊途同歸，結(jié)構(gòu)極其類似的飛行動(dòng)物

提起蝙蝠,，人們會(huì)想到回聲定位——夜間飛行的食蟲蝙蝠能鳴叫出相當(dāng)高頻的超聲波,，而在收集回聲的過程中，蝙蝠們又發(fā)生了一種局部的趨同進(jìn)化：溝回的結(jié)構(gòu)能像凹面鏡一樣匯聚不同方向的聲波,，幫助辨別聲音的方向,，這樣在哺乳動(dòng)物的耳廓上最明顯，而蝙蝠的鼻翼也同樣發(fā)展出了這些溝回,，整個(gè)腦袋就像一個(gè)天線陣列,，以至于回聲來自什么種類的昆蟲都能聽出來了。

凹面鏡不僅可以匯聚聲波,，也可以匯聚光波——我們?cè)谘劬Φ倪M(jìn)化中了解過不同類群的動(dòng)物是如何不約而同發(fā)展出了凹面鏡式的眼睛,，特別是脊椎動(dòng)物凹陷的眼睛來自神經(jīng)管的，軟體動(dòng)物凹陷的眼睛來自體表,，卻又在日漸精確的視覺需求下不約而同進(jìn)化出了帶有晶狀體的折射眼,，解剖結(jié)構(gòu)驚人的一致。

那么更加驚人的是,，動(dòng)物們還進(jìn)化出了狀如眼睛的聲學(xué)結(jié)構(gòu)：在水中搜尋魚類的齒鯨恰似要在黑夜搜尋昆蟲的蝙蝠,，聲波也比光波好用——但水中生活不能張嘴呼叫，必須用別的方法聚攏的聲音才能實(shí)現(xiàn)定位,，于是我們看到,，它們渾圓肥大的人中里埋著一團(tuán)凸透鏡狀的脂肪，稱為鯨蠟,，它們鼻腔里的咕噥聲會(huì)像光束穿過晶狀體一樣在其中折射匯聚,，然后向著正前方集中發(fā)出——這整個(gè)過程,，恰好就是眼睛視物的光路可逆。

當(dāng)然須鯨也絕非不值一提,，它們持續(xù)性地吞咽海水,，再濾除其中的小魚小蝦，一排排的鯨須就是這種進(jìn)食方式的專門結(jié)構(gòu),，也是趨同進(jìn)化最經(jīng)典的例子：在陸地上,，火烈鳥上頜長(zhǎng)滿梳子，唼喋著濾食著鹽湖中的節(jié)肢動(dòng)物,，南翼龍的下頜也有發(fā)達(dá)的濾須,，一定能像笊籬一樣從水里撈取浮游動(dòng)物；在海洋里,，這越發(fā)是最常見的進(jìn)食模式：構(gòu)造篩網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu),，從持續(xù)的水流中獲取食物，我們將此成為濾食者——那是一個(gè)講過一半的故事了,。

至于趨同進(jìn)化本身,，這個(gè)故事才剛剛開頭呢……

本文系網(wǎng)易新聞·網(wǎng)易號(hào)“各有態(tài)度”特色內(nèi)容