Konvergenz in der Biologie: Bedeutung und Funktion

Der Begriff Konvergenz hat viele verschiedene Bedeutungen, die je nach Zusammenhang unterschiedlich verwendet werden. In diesem Artikel werden diese verschiedenen Bedeutungen erklärt, es soll sich aber vor allem auf den medizinischen Bereich beziehen.

Konvergenz – Definition

Konvergenz ist ein Begriff, der in der Biologie mehrere Bedeutungen hat. Allgemein bedeutet es, dass etwas zusammenläuft, beziehungsweise sich aufeinander zubewegt. Das Gegenteil stellt die Divergenz dar.

Evolutionsbiologie

Konvergenz beschreibt einen evolutionären Prozess, bei dem unterschiedliche Arten ähnliche Funktionen oder Merkmale entwickeln, die aber unabhängig voneinander entstanden sind. Merkmale von Vorfahren waren dabei zunächst unterschiedlich, wurden dann aber ähnlich. Diese Ähnlichkeiten entstehen, weil die Arten ähnlichen Umweltbedingungen oder Selektionsdrücken ausgesetzt sind und nicht, weil sie die Merkmale von einem gemeinsamen Vorfahren geerbt haben.

Zum Beispiel sind zwei Tierarten nicht phylogenetisch miteinander verwandt, leben aber in ähnlichen Lebensräumen und entwickeln ähnliche Körperformen. So besitzen Haie und Delfine eine stromlinienartige Körperform und Flossen zur Fortbewegung im Wasser. Allerdings gehören Haie zur Klasse der Knorpelfische, wohingegen Delfine Säugetiere sind und ursprünglich von landlebenden Vierbeinern abstammen.

Physiologie und Anatomie

Besonders in den Bereichen Physiologie und Medizin wird der Begriff Konvergenz häufiger verwendet. Auch hier meint er eine Bewegung voneinander weg; das kann im anatomischen Sinne, als auch im neurophysiologischen Sinne sein.

Neurophysiologie

Treffen mehrere Neurone auf eine zentrale Nervenzelle und werden auf diese verschaltet, nennt man das in der Neurophysiologie Konvergenz. Es handelt sich um ein häufiges Verschaltungsmuster im Nervensystem, das es ermöglicht, Informationen aus verschiedenen Quellen zu integrieren und eine koordinierte Reaktion zu erzeugen.

In der Sinnesphysiologie stehen Divergenz und Konvergenz im Zusammenhang mit den sogenannten rezeptiven Feldern. Ein rezeptives Feld ist dabei das Areal, das genau eine sensorische Sinneszelle aktiviert. Hier ist vor allem die Ausprägung der Konvergenz ausschlaggebend.

In der Retina werden mehrere Photorezeptorzellen auf eine Bipolarzelle umgeschaltet, welche wiederum auf eine Ganglienzelle verschaltet wird. Diese konvergente Verschaltung erhöht die Lichtsensibilität auf Kosten der räumlichen Auflösung, da sich so das rezeptive Feld vergrößert.

Augenbewegungen

Eine Konvergenzbewegung der Augen beschreibt, wie sich beiden Augen nach innen in Richtung der Nase bewegen. Dies tritt physiologisch bei der Nahakkommodation auf, die das Nahsehen ermöglicht. Gleichzeitig treten bei der Nahakkomodation noch eine Engstellung der Pupille und eine Erhöhung der Brechkraft durch Einkugeln der Linse auf.

Eine Konvergenzbewegung der Augen wird vor allem durch die Kontraktion des Musculus rectus medialis auf beiden Seiten ermöglicht.