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趨異演化(英語:Divergent evolution)是指兩個或多個生物學特徵具有共同演化起源,但在演化歷程中逐漸分化的現象,又稱適應。可經由觀察不同物種的型態或生物分子,如基因或一些生化途徑而得知,是演化生物學的研究對象之一。
一個常見的趨異演化例子是脊椎動物的四肢,這些動物中的四肢可能具有共同起源,但卻有不同的構造與功能。除了型態之外,也可應用分子生物學來研究這些現象。例如一個基因與蛋白質序列,可能分化成兩種以上的同源基因。
與趨異演化相對的概念是趨同演化(convergent evolution),是指兩種以上型態或分子具有相同功能或構造,但卻源自不同起源。
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