home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ CD-ROM Today (Latin America) Volume 1 #6 / CD-ROM Today 6 Latam.iso / referenc / evol / articles.cxt / 00064_Convergence.txt < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1996-11-08  |  7.4 KB  |  21 lines

  1.  
  2.  
  3. It is all the more striking a testimony to the power of natural selection, therefore, that numerous examples can be found in real nature, in which independent lines of evolution appear to have converged, from very different starting points, on what looks very like the same endpoint. When we look in detail we find - it would be worrying if we didn't - that the convergence is not total. The different lines of evolution betray their independent origins in numerous points of detail. For instance, octopus eyes are very like ours, but the wires leading from their photocells don't point forwards towards the light, as ours do. Octopus eyes are, in this respect, more 'sensibly' designed. They have arrived at a similar endpoint, from a very different starting point. And the fact is betrayed in details such as this.  
  4.  
  5. Such superficially convergent resemblances are often extremely striking, and I shall devote the rest of the chapter to some of them. They provide most impressive demonstrations of the power of natural selection to put together good designs. Yet the fact that the superficially similar designs also differ, testifies to their independent evolutionary origins and histories. The basic rationale is that, if a design is good enough to evolve once, the same design principle is good enough to evolve twice, from different starting points, in different parts of the animal kingdom. This is nowhere better illustrated than in the case we used for our basic illustration of good design itself echolocation.  
  6.  
  7. Most of what we know about echolocation comes from bats (and human instruments), but it also occurs in a number of other unrelated groups of animals. At least two separate groups of birds do it, and it has been carried to a very high level of sophistication by dolphins and whales. Moreover, it was almost certainly 'discovered' independently by at least two different groups of bats. The birds that do it are the oil-birds of South America, and the cave swiftlets of the Far East, the ones whose nests are used for birds' nest soup. Both types of bird nest deep in caves where little or no light penetrates, and both navigate through the blackness using echoes from their own vocal clicks. In both cases the sounds are audible to humans, not ultrasonic like the more specialized bat clicks. Indeed, neither bird species seems to have developed echolocation to such a pitch of sophistication as bats have. Their clicks are not FM, nor do they appear suitable for Doppler-shift speed metering. Probably, like the fruit bat Rousettus, they just time the silent interval between each click and its echo.  
  8.  
  9. In this case we can be absolutely certain that the two bird species have invented echolocation independently of bats, and independently of each other. The line of reasoning is of a kind that evolutionists frequently use. We look at all the thousands of species of birds, and observe that the vast majority of them don't use echolocation. Just two isolated little genera of birds do it, and those two have nothing else in common with each other except that both live in caves. Although we believe that all birds and bats must have a common ancestor if we trace their lineages back far enough, that common ancestor was also the common ancestor of all mammals (including ourselves) and all birds. The vast majority of mammals and the vast majority of birds don't use echolocation, and it is highly probable that their common ancestor didn't either (nor did it fly- that is another technology that has been independently evolved several times). It follows that the echolocation technology has been independently developed in bats and birds, just as it was independently developed by British, American and German scientists. The same kind of reasoning, on a smaller scale, leads to the conclusion that the common ancestor of the oil-bird and the cave swiftlet also did not use echolocation, and that these two genera have developed the same technology independently of each other.  
  10.  
  11. Within the mammals too, bats are not the only group to have independently developed the echolocation technology. Several different kinds of mammals, for instance shrews, rats and seals, seem to use echoes to a small extent, as blind humans do, but the only animals to rival bats in sophistication are whales. Whales are divided into two main groups, toothed whales and baleen whales. Both, of course, are mammals descended from land-dwelling ancestors, and they may well have 'invented' the whale way of life independently of one another, starting from different land-dwelling ancestors. The toothed whales include sperm whales, killer whales and the various species of dolphins, all of which hunt relatively large prey such as fish and squids, which they catch in their jaws. Several toothed whales, of which only dolphins have been thoroughly studied, have evolved sophisticated echo-sounding equipment in their heads.  
  12.  
  13. Dolphins emit rapid trains of high-pitched clicks, some audible to us, some ultrasonic. It is probable that the 'melon', the bulging dome on the front of a dolphin's head, looking - pleasing coincidence - like the weirdly bulging radar dome of a Nimrod 'advance-warning' surveillance aircraft, has something to do with beaming the sonar signals forwards, but its exact workings are not understood. As in the case of bats, there is a relatively slow 'cruising rate' of clicking, rising to a high-speed (400 clicks per second) buzz when the animal is closing in on prey. Even the 'slow' cruising rate is pretty fast. The river dolphins that live in muddy water are probably the most skilled echolocators, but some open-sea dolphins have been shown in tests to be pretty good too. An Atlantic bottlenose dolphin can discriminate circles, squares and triangles (all of the same standardized area), using only its sonar. It can tell which of two targets is the nearer, when the difference is only I l/4 inches at an overall distance of about 7 yards. It can detect a steel sphere half the size of a golf ball, at a range of 70 yards. This performance is not quite as good as human vision in a good light, but probably better than human vision in moonlight.  
  14.  
  15. The intriguing suggestion has been made that dolphins, if they chose to use it, have a potentially effortless means of communicating 'mental pictures' to one another. All that they would have to do is use their highly versatile voices to mimic the pattern of sound that would be produced by echoes from a particular object. In this way they could convey to one another mental pictures of such objects. There is no evidence for this delightful suggestion. Theoretically, bats could do the same thing, but dolphins seem more likely candidates because they are in general more social. They are also probably 'cleverer', but this isn't necessarily a relevant consideration. The instruments that would be needed for communicating echo pictures are no more sophisticated than the instruments that both bats and dolphins already have for echolocating in the first place. And there would seem to be an easy, gradual continuum between using the voice to make echoes and using it to mimic echoes.  
  16.  
  17. At least two groups of bats then, two groups of birds, toothed whales, and probably several other kinds of mammals to a smaller extent, have all independently converged on the technology of sonar, at some time during the last hundred million years. We have no way of knowing whether any other animals now extinct - pterodactyls perhaps? - also evolved the technology independently.  
  18.  
  19. **links**
  20. 2 Electric searches and shocks
  21.