其實從分類的角度講,分類過程中是不能,也不應該把趨同演化排除掉的。

我理解題主的意思,題主實際上想去掉的,是客觀廣泛分布的趨同演化對分類的負面影響,或者說避免分類人將客觀存在的趨同演化的特徵,誤認為同源特徵,進行錯誤的分類。

我們首先來看趨同演化是什麼:

在演化生物學中,趨同演化(英語:Convergent evolution)指的是兩種不具近緣關係的生物長期生活在相同或相似的環境(或曰生態系統)中,因應需要而發展出相同功能的器官(即同功器官)的現象。

也就是說,只要生境,以及生境對功能的選擇上有很大相似性,就很容易出現某些形態或者功能接近,但是實際親緣關係很遠的物種。

比如說,在海洋中快速巡遊捕食魚類的生態位,這個生態的海洋脊椎動物在「外觀輪廓」這個特徵,或者相關係列特徵上,都是非常類似的,比如一些鯊魚,海豚,魚龍,金槍魚等等。

但實際上,上述幾種動物,只是在「外觀輪廓」這一個,或者少數幾個特徵上相似的。落實到研究分析層面,在基於形態學的系統發育學數據矩陣裡面,就是幾個,或者少數的特徵代碼是一致的。

那其他的呢?多數的特徵,是不一樣的。如果這個形態學矩陣是所謂的恰當的話,在形態上,如果你能列舉出魚龍和海豚的十個不同點,那覺得可以輕易的找到一百個不同點。

因此,只要數據是充分的,這兩類少部分相同,大部分不同的動物,當然會被劃分在他們恰當的位置。

實際上,古生物分類中討論趨同演化問題,往往和大家腦中設想的是相反的。一般來說,都是在系統分類位置確定以後,才會發現,處於不同系統分類位置的一些演化支,在個別或者少數形態學特徵上很接近,可能和它們生境相同有關。在這裡,才算找到了趨同現象。

反過來想,拿魚龍和海豚舉例子。如果我們對這兩類動物的形態學研究的非常差,數據奇缺,只搜集到了支持魚龍化石和海豚一樣的特徵,沒有多少區別的特徵。那這樣的化,就沒有「魚龍」這個東西了,那是什麼,那是滅絕的海豚。

例子很多的。

阿爾瓦雷斯龍類中的一部分,晚白堊世蒙古地區的一類,也有科學家叫單爪龍類的一群小型代表。這些東西被發現的時候,化石保存的主要是它們非常類似鳥類的頭部和胸骨部分,所以當時的分類位置是什麼?鳥類。是的,就是鳥類。我有的證據就支持它們是鳥,那就要基於當時的數據實事求是。

後來是怎麼修改過來的呢?因為更多的化石被發現了,身體的其他部分更接近非鳥獸腳類恐龍。後續的系統分類就逐漸改過來了。

在這種系統發育學框架已經修正之後,才可以談所謂晚白堊世阿爾瓦雷斯龍類的頭部骨骼與白堊紀鳥類有一些趨同演化的特徵

如果對兩類或者多類物種的分類,是正在被客觀存在的趨同演化所迷惑或者影響的。那意味著我們不能分開它們,這時候它們會被分在一起,沒有人會在一類動物裡面談趨同演化。只有我們找到更多證據,將這兩類或者多類動物分開了,我們才能談裡面的一些特徵是趨同的。


想一鎚子把錯誤都排除是不可能的。大膽假設,小心求證,積極探究新的方法、發現新的化石,找到新證據時對舊有知識進行驗證而不盲從,總體形勢向好就可以了。

古生物學上的一些問題可以被新方法或新化石解答,但很多問題在我們能超越時間去看一看之前永遠不能解決。因為現在古生物學的研究對象是化石,在絕大多數情況下化石只保存了形態學信息和零星的爬行痕迹、排泄物形貌、胃內容物之類,化石鑒定大部分依賴形態學,在考慮了地理分布和地層年代後仍然有非常多的化石存在爭議。在化石比較豐富的情況下,古生物學家可以較好地識別趨同演化等干擾,但大多數情況下他們也是無能為力的。沒有時間機器的古生物學只談假說和證據,不存在「證明」。

趨同演化導致看上去太相似的東西自然容易混淆,性二態、個體發育、畸形個體、不知道經歷了什麼的變形化石、拼錯了結構導致的分類爭議都是存在的。地理分布也有水、風給你搬運得簡直出了鬼的事情,地層年代都有「化石先在地層里埋好了,若干億年後,長在頂上的植物根系鑽了進來攪在一起,再後來它也成化石了,你一看卧槽這複雜植物出現好早啊」這樣的屁事。

不過,經常被現代大眾提及的趨同演化「魚類、魚龍、鯨類的魚型身體」、「翼龍、恐龍/鳥類、蝙蝠前肢變成的翅膀」是很容易區分的,因為它們在骨骼上的區別非常大,化石很明顯不同。

例如恐龍/鳥類的翅膀是三根指頭加上羽毛形成的,蝙蝠的翅膀是五指撐開加上翼膜形成的,翼龍的翅膀是第四指延長撐開加上翼膜形成的,你把化石拿來很清楚:

翼龍、恐龍/鳥類、蝙蝠的翅膀骨骼配置

原始的魚類胸鰭、人手臂、鳥翼的骨骼配置

這也說明,一些西式奇幻作品裡的龍在演化上跟恐龍沒啥關係。

蝙蝠展翅的樣子

某些西方雙足飛龍展翅的樣子

某些讓地球生物圈側目的西方六足龍展翅的樣子

至於你說「拿出遠古粘孢子蟲留下的模糊不清的壓痕,怎麼和原生生物區分」那個等級的,古生物學家沒什麼辦法。


趨同進化就是只有一少部分像,大部分地方都不像的。

比如翼龍是無名指撐起翼膜,鳥是整個手撐帶羽毛,蝙蝠是幾個手指共同撐起翼膜

魚龍和海豚的頭骨啊,脊椎等等區別都很明顯。

袋劍齒虎連裂齒都沒有和真正食肉目的劍齒虎類差別很懸殊

總的來說趨同進化是只要有更多化石被發現,研究者大概看一下就可以看出端倪的。至於化石太少那些就實在沒辦法了


靠多角度多證據交叉印證。


分類的依據是共近裔性狀(特徵)。

近裔性狀,簡單說就是這一類群獨有的特徵,可以區別於其它類群的特徵。

如龜類的龜殼,是所有龜鱉類的共近裔性狀。

區別是不是趨同演化,可以根據近祖性狀(特徵)分析方法。

就是找到他們的祖先類群,看看他們的祖先類群是不是同一類群,找到近裔性狀的來源及演化過程。

一種跟有類似龜殼形態的爬行動物:盾齒龍類

盾齒龍類歸為鰭龍超目,是海生爬行類與蛇頸龍類有共同祖先。他們在三疊紀的時候就演化出這種形態了。

它們的背甲來自於皮膚/鱗片。

而龜類的祖先類群並不是盾齒龍類的祖先,龜類的祖先類群在盾齒龍生活的同時期(三疊紀)還只是演化出不完整的龜殼。龜殼來源於肋骨的逐漸加寬,並最終癒合到一起,形成龜殼。

簡單說,看看你要辨別的特徵是否來源於同一祖先類群(同一最近的共同祖先)。


趨同演化沒那麼神奇,只是演化出了結構或者功能類似的器官而已,差別還是不小的


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