Evoluzione convergente

Evoluzione convergente di una lingua ossea mobile in dinosauri e pterosauri volanti. Fonte: Li Z, Zhou Z, Clarke JA, CC di 4.0, Wikimedia Commons

Cos'è l'evoluzione convergente?

IL Evoluzione convergente È l'emergere di meccanismi evolutivi simili in due o più lignaggi distanti, indipendentemente. Generalmente, questo modello si osserva quando i gruppi coinvolti sono sottoposti a ambienti, microambientes o modelli di vita simili che si traducono in pressioni equivalenti selettive.

Pertanto, le caratteristiche fisiologiche o morfologiche in questione aumentano l'adeguatezza biologica (fitness) e abilità competitiva in tali condizioni. Quando la convergenza si verifica in un ambiente particolare, può essere intuitiva che tale tratto sia del tipo adattivo. Tuttavia, sono necessari studi successivi che verificano la funzionalità del tratto, attraverso prove che supportano che, efficacemente, il fitness della popolazione.

Tra gli esempi più notevoli di evoluzione convergente possiamo menzionare il volo nei vertebrati, l'occhio nei vertebrati e gli invertebrati, le forme fusiformi nei pesci e nei mammiferi acquatici, tra gli altri.

Convergenza evolutiva vs. parallelismo

In letteratura è normale trovare una distinzione tra convergenza e parallelismo. Alcuni autori usano la distanza evolutiva tra i gruppi per confrontare per separare i due concetti.

La ripetuta evoluzione di una caratteristica in due o più gruppi di organismi è considerata parallela se fenotipi simili si evolvono in lignaggi correlati, mentre la convergenza comporta l'evoluzione di caratteristiche simili in lignaggi separati o relativamente distanti.

Un'altra definizione di convergenza e parallelismo cerca di separarli in termini di percorsi di sviluppo coinvolti nella struttura. In questo contesto, l'evoluzione convergente produce caratteristiche simili per diversi percorsi di sviluppo, mentre l'evoluzione parallela lo fa per strade simili.

Tuttavia, la distinzione tra evoluzione parallela e convergente può essere controversa ed è ulteriormente complicata quando scendiamo fino all'identificazione delle basi molecolari del tratto in questione. Nonostante queste difficoltà, le implicazioni evolutive relative ad entrambi i concetti sono sostanziali.

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Convergenza e divergenza

Sebbene la selezione favorisca fenotipi simili in ambienti simili, non è un fenomeno che può essere applicato in tutti i casi.

Le somiglianze, dal punto di vista della morfologia, possono portare agli organismi a competere tra loro. Di conseguenza, la selezione favorisce la divergenza tra le specie che coesistono a livello locale, creando una tensione tra i gradi di convergenza e divergenza che è previsto per un particolare habitat.

Gli individui che sono vicini e hanno una sovrapposizione significativa della nicchia, sono i concorrenti più potenti, in base alla loro somiglianza fenotipica, il che li porta a sfruttare le risorse in modo simile.

In questi casi, la selezione divergente può portare a un fenomeno noto come radiazione adattiva, in cui un lignaggio dà origine a diverse specie con grande diversità di documenti ecologici in breve tempo. Le condizioni che propiziano le radiazioni adattive comprendono l'eterogeneità ambientale, l'assenza di predatori, tra gli altri.

Le radiazioni adattive e l'evoluzione convergente sono considerate due lati della stessa "valuta evolutiva".

Che livello si verifica la convergenza?

Comprendendo la differenza tra convergenza evolutiva e parallelismi, sorge una domanda molto interessante: quando la selezione naturale favorisce l'evoluzione di caratteristiche simili, si verifica sotto gli stessi geni, o possono comportarsi geni e mutazioni diversi che si traducono in fenotipi simili?

Secondo le prove generate finora, la risposta ad entrambe le domande sembra essere. Ci sono studi che supportano entrambi gli argomenti.

Sebbene finora non vi sia risposta concreta al motivo per cui alcuni geni siano "riutilizzati" nel futuro evolutivo, ci sono prove empiriche che cerca di chiarire la questione.

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Cambiamenti che coinvolgono gli stessi geni

Ad esempio, è stato dimostrato che la ripetuta evoluzione dei tempi di fioritura nelle piante, la resistenza agli insetticidi negli insetti e la pigmentazione nei vertebrati e gli invertebrati si è verificata attraverso cambiamenti che coinvolgono gli stessi geni degli stessi geni.

Tuttavia, per alcune caratteristiche, solo un piccolo numero di geni può alterare il tratto. Prendiamo il caso di vista: i cambiamenti nella visione a colori devono necessariamente verificarsi nei cambiamenti relativi ai geni di Opsina.

Al contrario, in altre caratteristiche, i geni che li controllano sono più numerosi. Nei tempi di fioritura delle piante, intervengono circa 80 geni, ma solo i cambiamenti durante l'evoluzione sono stati evidenziati in alcuni.

Esempi di evoluzione convergente

Nel 1997, Moore e Willmer si chiedevano quanto sia comune il fenomeno della convergenza.

Per questi autori, questa domanda rimane senza risposta. Sostengono che, secondo gli esempi descritti finora, ci sono livelli relativamente elevati di convergenza. Tuttavia, propongono che vi sia ancora una significativa sottovalutazione della convergenza evolutiva negli esseri organici.

Il volo nei vertebrati

Negli esseri organici, uno degli esempi più sorprendenti di convergenza evolutiva è l'aspetto del volo in tre lignaggi vertebrati: uccelli, pipistrelli e pterodattili già estinti.

In effetti, la convergenza negli attuali gruppi di vertebrati volanti va oltre la modifica dei membri anteriori in strutture che consentono il volo.

Una serie di adattamenti fisiologici e anatomici sono condivisi tra i due gruppi, come la caratteristica di avere intestini più brevi presunti, riducono la massa dell'individuo durante il volo, rendendola meno costosa e più affettiva.

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Ancora più sorprendente, diversi ricercatori hanno trovato convergenze evolutive all'interno dei gruppi di pipistrelli e uccelli nel campo della famiglia.

Ad esempio, i pipistrelli della famiglia Molossidae sono simili ai membri della famiglia Hirundinidae (rondini e relativi) negli uccelli. Entrambi i gruppi sono caratterizzati da un volo veloce, ad alta quota, che mostra ali simili.

Allo stesso modo, i membri della famiglia Nycteridae convergono in diversi aspetti con gli uccelli passeriformi (passeriforme). Entrambi volano a basse velocità e hanno la possibilità di manovrare all'interno della vegetazione.

Aye-aye e roditori

Un eccezionale esempio di convergenza evolutiva si trova quando si analizza due gruppi di mammiferi: Aye-Aye e scoiattoli.

Oggi, Aye-Aye (Daubentonia Madagascariensis) È classificato come un primati lemuriforme endemica del Madagascar. La sua dieta insolita è sostanzialmente composta da insetti.

Aye-Aye ha adattamenti che sono stati correlati alle loro abitudini trofiche, come l'udito acuto, un allungamento nel dito medio e denti con incisivi incisivi.

In termini di protesi, assomiglia a diversi aspetti di un roditore. Non solo nell'aspetto degli incisivi, condividono anche una formula dentale straordinariamente simile.

L'apparizione tra i due taxa è così sorprendente, che i primi tassonomi hanno classificato Aye-Aye, insieme agli altri scoiattoli, nel genere Sciurus.

Riferimenti

1. Doolittle, r. F. Evoluzione convergente: la necessità di essere esplicita. Tendenze nelle scienze biochimiche.
2. Greenberg, g., & Haraway, M. M. Psicologia comparativa: un manuale. Routledge.