Evolución convergente

La evolución convergente es la evolución independiente de características similares en especies de diferentes períodos o épocas en el tiempo. La evolución convergente crea estructuras análogas que tienen una forma o función similar pero que no estaban presentes en el último ancestro común de esos grupos. El término cladístico para el mismo fenómeno es homoplasia . La evolución recurrente del vuelo es un ejemplo clásico, ya que los insectos voladores , las aves , los pterosaurios y los murciélagos han desarrollado de forma independiente la capacidad útil de vuelo. Las características funcionalmente similares que han surgido a través de la evolución convergente son análogas ., mientras que las estructuras o rasgos homólogos tienen un origen común pero pueden tener funciones diferentes. Las alas de pájaro, murciélago y pterosaurio son estructuras análogas, pero sus extremidades anteriores son homólogas y comparten un estado ancestral a pesar de cumplir funciones diferentes.

Lo opuesto a la convergencia es la evolución divergente , donde las especies relacionadas desarrollan diferentes rasgos. La evolución convergente es similar a la evolución paralela , que ocurre cuando dos especies independientes evolucionan en la misma dirección y, por lo tanto, adquieren características similares de manera independiente; por ejemplo, las ranas deslizantes han evolucionado en paralelo a partir de múltiples tipos de ranas arborícolas .

Se conocen muchos casos de evolución convergente en las plantas , incluido el desarrollo repetido de la fotosíntesis C 4 , la dispersión de semillas por frutos carnosos adaptados para ser consumidos por animales y la carnivoría .

En morfología, los rasgos análogos surgen cuando diferentes especies viven de manera similar y/o en un entorno similar y, por lo tanto, se enfrentan a los mismos factores ambientales. Cuando se ocupan nichos ecológicos similares (es decir, una forma de vida distintiva), problemas similares pueden conducir a soluciones similares. [1] [2] [3] El anatomista británico Richard Owen fue el primero en identificar la diferencia fundamental entre analogías y homologías . [4]

En bioquímica, las restricciones físicas y químicas sobre los mecanismos han provocado que algunos arreglos de sitios activos , como la tríada catalítica , evolucionen de forma independiente en superfamilias de enzimas separadas . [5]

En su libro de 1989 Wonderful Life , Stephen Jay Gould argumentó que si uno pudiera "rebobinar la cinta de la vida [y] se encontraran nuevamente las mismas condiciones, la evolución podría tomar un curso muy diferente". [6] Simon Conway Morris cuestiona esta conclusión, argumentando que la convergencia es una fuerza dominante en la evolución, y dado que las mismas restricciones ambientales y físicas están en juego, la vida inevitablemente evolucionará hacia un plan corporal "óptimo" y, en algún momento, la evolución está destinada a tropezar con la inteligencia, un rasgo actualmente identificado con al menos primates , córvidos y cetáceos . [7]

Dos géneros de plantas suculentas , Euphorbia y Astrophytum , tienen una relación lejana, pero las especies dentro de cada uno han convergido en una forma corporal similar.
Homología y analogía en mamíferos e insectos: en el eje horizontal, las estructuras son homólogas en morfología, pero diferentes en función debido a diferencias en el hábitat. En el eje vertical, las estructuras son análogas en función debido a estilos de vida similares pero anatómicamente diferentes con diferente filogenia . [a]
Evolución en una posición de aminoácido . En cada caso, la especie de la izquierda cambia de tener alanina (A) en una posición específica en una proteína en un ancestro hipotético, y ahora tiene serina (S) allí. La especie de la derecha puede sufrir una evolución divergente , paralela o convergente en esta posición de aminoácido con respecto a la primera especie.
Convergencia evolutiva de serina y cisteína proteasa hacia la misma organización de tríadas catalíticas de nucleófilo ácido-base en diferentes superfamilias de proteasas . Se muestran las tríadas de subtilisina , prolil oligopeptidasa , proteasa TEV y papaína .
Los delfines y los ictiosaurios convergieron en muchas adaptaciones para nadar rápido.
Los ojos de cámara de los vertebrados (izquierda) y los cefalópodos (derecha) se desarrollaron de forma independiente y están cableados de manera diferente; por ejemplo, las fibras del nervio óptico llegan a la retina de los vertebrados desde el frente, creando un punto ciego . [37]
Las alas de los vertebrados son parcialmente homólogas (de las extremidades anteriores), pero análogas a los órganos de vuelo en (1) pterosaurios , (2) murciélagos , (3) aves , evolucionaron por separado.
En la mirmecocoria , las semillas como las de Chelidonium majus tienen una cubierta dura y un cuerpo oleoso adherido, un eleosoma , para que las hormigas las dispersen.
Convergencia molecular en plantas carnívoras
Filogenia de órdenes de angiospermas basada en la clasificación del Grupo de filogenia de angiospermas. La figura muestra el número de orígenes independientes inferidos de la fotosíntesis C 3 -C 4 y la fotosíntesis C 4 entre paréntesis.