趋同进化与同功器官

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趋同进化与同功器官

趋同进化是指不同物种在相似的环境中发育出相似的性状的进化过程，它是不同生物在相同环境条件下得到相同选择的结果。例如，空中的鸟类与蝙蝠，海中的鲨鱼与海豚，它们在外形上都表现出明显的相似，但在亲缘关系上却分别隶属于不同的纲。又如，非洲的大戟属植物与美洲的多种仙人掌植物虽然是截然不同的种子植物，但外形却很相似。

趋同进化的结果常常伴随着同功器官的产生。同功器官是功能相同、形态类似，但起源不同、结构不同的器官。同功器官不能说明它们在进化上有共同起源，只表明它们具有相似的功能。例如，蝶翅和鸟翼均为飞翔器官，但蝶翅是膜状结构，由皮肤扩展形成；而鸟翼是由前肢形成，内有骨骼，外有羽毛，它们就属于同功器官。再例如，山楂、刺槐、蔷薇的枝条上都有坚硬的刺，都具有保护植物免受伤害的作用，但是它们的起源却完全不同，分别是变态的枝、变态的托叶以及茎皮层的突起，它们也属于同功器官。

许多在形态学特征中发现的进化式样同样可见于分子层次。齿鲸类，包括海豚，是除蝙蝠外唯一使用回声定位的哺乳动物。那么，回声定位蝙蝠与回声定位鲸类之间是否存在听觉基因的趋同进化？为了探究这一问题，科学家从分子水平对与听觉相关的“快蛋白”基因进行了进化分析。快蛋白定位于哺乳动物内耳和耳蜗毛细胞膜上，被认为可以影响听觉的频率选择性。当科学家对许多哺乳动物中的快蛋白基因序列进行进化分析时，发现在所构建的进化树上，相较于与鲸类亲缘关系最近的猪和牛的快蛋白基因序列，海豚的快蛋白基因序列与蝙蝠的距离更近。而两种 非回声定位的须鲸的快蛋白基因序列还是同与它们亲缘关系较近的牛距离更近。以上研究表明回声定位鲸类与回声定位蝙蝠的快蛋白基因在分子水平上同样存在趋同进化。

摘自：人教版新教材必修2教师用书

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