Convergencia evolutiva

Definición de convergencia evolutiva

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La convergencia evolutiva es el proceso en el que los organismos que no están estrechamente relacionados desarrollan de forma independiente características similares. Adaptaciones pueden adoptar la forma de formas similares del cuerpo, colores, órganos y otras adaptaciones que componen el fenotipo del organismo.

La convergencia evolutiva crea estructuras análogas u ‘homoplasias’, aquellas que tienen formas o funciones similares entre especies divergentes, pero que no estaban presentes en el antepasado común de las dos. Por otro lado, las estructuras homólogas, es decir, un órgano o hueso específico que aparece en muchos organismos diferentes, aunque a menudo en una forma o forma ligeramente diferente, pueden indicar una divergencia de un ancestro común.

Hay varias circunstancias que pueden resultar en una evolución convergente. A menudo, la convergencia ocurre cuando se requiere que los organismos se adapten a condiciones ambientales similares, como en la evolución de hojas y espinas gruesas que retienen agua en cactus y especies de Euphorbia, que están adaptadas para tolerar condiciones de sequía extrema pero son nativas de continentes separados. También puede ocurrir cuando dos organismos diferentes ocupan un nicho similar, por ejemplo, la coloración verde críptica de Emerald Tree Boas ( Corallus caninus ) de América del Sur y Green Tree Pythons ( Chondropython viridis ) de Australia, los cuales viven en lo alto del dosel de selvas tropicales similares y ocupan un nicho depredando a las aves.

La convergencia del ciclo de vida y los rasgos de comportamiento, como las estructuras de colonias sociales similares entre ratas topo desnudas ( Heterocephalus glaber ) y muchas especies de abejas y hormigas sociales, también puede tener lugar para maximizar el éxito reproductivo de los individuos y dentro de las colonias. A nivel molecular, la evolución independiente de proteínas y toxinas también se ha producido a lo largo de muchos filos separados; por ejemplo, las anémonas de mar ( Cnidaria ), las serpientes ( vertebrados ), los escorpiones ( artrópodos ) y los caracoles cono ( moluscos ) producen neurotoxinas que actúan de manera similar sobre los receptores de neurotransmisores de sus presas.

La convergencia evolutiva también puede surgir a través de complejos de mimetismo, en los que los organismos evolucionan para replicar la morfología de otras especies. Esta adaptación beneficia al mimetismo ya sea a modo de protección al imitar el fenotipo de un organismo que es tóxico o peligroso ( mimetismo batesiano ), o al permitir que el mimetismo explote un recurso o interacción al confundirse con el modelo ( mimetismo mülleriano ).

El proceso de evolución convergente contrasta con la evolución divergente, por la cual las especies que están estrechamente relacionadas desarrollan rasgos diferentes, y la evolución paralela, en la que se desarrollan rasgos similares en especies relacionadas, aunque distintas, de un ancestro común pero de clados diferentes.

Ejemplos de convergencia evolutiva

Evolución convergente de las alas

Un ejemplo generalizado de evolución convergente es la evolución de las alas y el vuelo motorizado en aves, murciélagos y pterosaurios (ahora extintos), cada uno de los cuales pertenece a una clase diferente de organismo y, por lo tanto, tiene ancestros comunes muy lejanos.

La evidencia fósil ha determinado que el vuelo evolucionó en los pterosaurios (reptiles voladores del período Triásico tardío) alrededor de 225 millones de años y en aves alrededor de 150 millones de años, mientras que los murciélagos mamíferos desarrollaron alas alrededor de 50-60 millones de años. La evolución del vuelo motorizado solo ha ocurrido una vez en cada uno de estos linajes, aunque hay ciertos organismos, por ejemplo, las avestruz, que posteriormente han vuelto a no volar conservando sus estructuras alares.

Las diferentes estructuras de las alas de las aves, los murciélagos y los pterosaurios están sostenidas por una extremidad modificada de cinco dedos. Cada extremidad consta de un húmero, un radio y un cúbito, un pulgar y un dedo, y es una estructura homóloga que contiene los mismos huesos que forman las extremidades de muchos animales, incluidos los humanos, las ballenas y los cocodrilos; sin embargo, la forma de cada hueso difiere mucho entre cada forma.

Un cuarto dedo alargado da forma al ala del pterosaurio, y los otros dedos se utilizan como garras. En las aves, un radio y un cúbito alargados, así como los huesos de los dedos fusionados para fortalecer, sostienen el ala. Finalmente, las alas de un murciélago se diferencian en que están formadas por una membrana que se estira sobre cuatro dedos alargados. La razón por la que cada una de estas diferentes formaciones óseas da como resultado la misma forma de ala eventual se debe a la física básica del vuelo: las alas que tenían formas muy diferentes no permitirían que un animal vuele.

Aunque las aves y los pterosaurios comparten un ancestro común muy distante, y las aves también comparten un ancestro común con los murciélagos, ninguno de estos ancestros tenía alas ni podía volar. En cada uno de estos linajes, el ala es, por lo tanto, una estructura análoga porque los huesos se han dispuesto de manera diferente para lograr independientemente una estructura funcionalmente similar.

La imagen de arriba muestra las diferentes estructuras óseas internas de las alas en: 1) Pterosaurios reptiles ( Pterosauria ). 2) Murciélagos mamíferos ( quirópteros ). 3) Aves ( Aves ).

Evolución convergente entre mamíferos placentarios y marsupiales

Los mamíferos placentarios, que tienen crías que se gestan dentro del útero y nacen bastante avanzadas, y los marsupiales cuyas crías nacen muy inmaduras y continúan desarrollándose dentro de una bolsa en el cuerpo de la madre, se separaron de un ancestro común hace unos 100 millones de años.

Separados por la división de continentes, los mamíferos evolucionaron para ocupar nichos en Europa, África y América, mientras que los marsupiales ocuparon nichos similares en Australia y las islas circundantes; esta historia ha producido muchos ejemplos de evolución convergente.

Los animales de cada grupo desarrollaron estructuras análogas similares dependiendo de factores como su hábitat, hábitos de alimentación y requisitos de locomoción.

Los animales excavadores evolucionaron hacia el topo y el topo marsupial, que tienen formas corporales similares, garras para cavar y carecen de una vista eficiente.

El lobo marsupial (ahora extinto) llenó el mismo nicho que el lobo: un depredador ápice con dientes afilados, mandíbulas poderosas y velocidad para una caza exitosa.

Las ardillas voladoras placentarias y los planeadores del azúcar marsupiales evolucionaron a partir del mismo ancestro común no volador que se dividió hace unos 65 millones de años. Estos dos animales son extremadamente similares en apariencia y comportamiento; son aproximadamente del mismo tamaño, tienen ojos grandes para buscar alimento en la oscuridad, están cubiertos de un pelaje suave y tienen el vientre claro.

A través de la evolución convergente, ambos han desarrollado estructuras que les permiten deslizarse entre las copas de los árboles donde viven. Las estructuras en forma de alas están hechas de piel, que se estira entre la extremidad anterior y la posterior, y no permiten el vuelo motorizado. No obstante, se teoriza que estas pueden ser estructuras análogas que aparecen como precursoras de la huida.

Las imágenes muestran la piel estirada entre las extremidades de un planeador de azúcar y una ardilla voladora, evolucionada para permitir el movimiento de deslizamiento.

Algunos otros ejemplos de evolución convergente

La evolución de ojos complejos en vertebrados, cefalópodos (calamares y pulpos) y artrópodos (crustáceos, insectos y arañas).
Forma aerodinámica del cuerpo de delfines, tiburones e ictiosaurios (extintos).
La evolución de la ecolocalización en ballenas y murciélagos.
La forma de concha emparejada de moluscos bivalvos y braquiópodos.
La capacidad de producir seda de las arañas, gusanos de seda, polillas de seda y hormigas tejedoras.
Las estructuras largas (lenguas y picos) evolucionaron para recolectar néctar en colibríes, abejas, polillas y mariposas.
La evolución de las manchas oculares en las alas de las mariposas y las colas de los peces.
Espinas en los cuerpos de equidnas (monotremas), erizos (mamíferos) y puercoespines (roedores).
Filtrar la alimentación en muchas ballenas (como jorobadas y barbas), tiburones (como tiburones ballena y tiburones peregrinos) y mantarrayas.
La evolución del tallo leñoso en plantas con semillas, colas de caballo y árboles.
Las capacidades de construcción de arrecifes de muchos organismos de la vida marina como corales, esponjas, cnidarios y bacterias.

Evolución divergente: la evolución y acumulación de diferentes rasgos entre grupos, lo que da como resultado la formación de nuevas especies.
Estructuras vestigiales: una estructura o atributo que está presente dentro de un organismo pero que ha perdido su función ancestral.
Las estructuras análogas: un órgano o estructura que es visualmente similar o realiza la misma función en dos especies diferentes, aunque no está presente en su ancestro común.
Estructuras homólogas: órgano o estructura del cuerpo que se hereda de un ancestro común entre especies.

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