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33.7:

Evoluzione convergente

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Convergent Evolution

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I pipistrelli e la maggior parte degli uccelli hanno la capacità di volare sbattendo le ali. Si potrebbe supporre che questi due gruppi si siano evoluti da un antenato comune con le ali. Pipistrelli e uccelli non sono strettamente correlati e il loro ultimo antenato comune era un animale terrestre con quattro arti. L’evoluzione delle ali è un esempio di evoluzione convergente— l’evoluzione indipendente di caratteristiche simili con funzioni comparabili. La capacità di volare si è evoluta più volte, come risulta da un attento esame della morfologia delle ali di uccelli e pipistrelli. Le ossa della mano e del polso degli uccelli sono saldate, e le piume forniscono un’ampia superficie per garantire il sollevamento. Durante il volo, gli uccelli ripiegano gli arti posteriori. Invece le ossa delle dita dei pipistrelli sono allungate e sorreggono una vasta area di pelle che costituisce l’ala. Gli arti posteriori dei pipistrelli svolgono un ruolo essenziale nella formazione dell’ala. Un altro esempio di evoluzione convergente è fornita dalle balene e dai pesci Le balene sono mammiferi a sangue caldo che allattano e respirano aria. I pesci sono ectotermi, depongono uova e scambiano gas usando branchie. Tuttavia, i requisiti per una vita nell’acqua hanno portato all’evoluzione di caratteristiche simili—o analoghe—nelle balene e nei pesci. Entrambi i gruppi hanno pinne e una forma corporea aerodinamica per muoversi più facilmente nell’acqua. Le balene e i pesci non condividono un antenato comune recente, ma hanno caratteristiche analoghe con funzioni simili dovute dall’evoluzione convergente.

33.7:

Evoluzione convergente

L’evoluzione modella le caratteristiche degli organismi nel tempo, assicurando che siano adatti per gli ambienti in cui vivono. A volte, la pressione di selezione porta all’aumento di adattamenti simili ma non correlati in organismi senza antenati comuni recenti, un processo noto come evoluzione convergente.

Le strutture che nascono da un’evoluzione convergente sono chiamate strutture analoghe. Sono simili nella funzione anche se sono dissimili nella struttura. Inoltre, le strutture possono essere analoghe e contengono anche caratteristiche omologhe – quelle ereditate da un antenato comune. Uccelli e pipistrelli hanno ali analoghe, ma le ossa degli arti anteriori all’interno delle loro ali sono omologhe, adattate da un lontano antenato a quattro arti. Le ali delle farfalle, d’altra parte, sono analoghe a quelle degli uccelli e dei pipistrelli, ma non sono omologhe.

A volte è chiaro quando due organismi condividono tratti come risultato dell’evoluzione convergente, come nel caso di ali di uccello, pipistrello e farfalla, ma altre volte è meno evidente. Per determinare se i tratti sono analoghi e quindi il risultato di un’evoluzione convergente o omologa e il risultato di antenati condivisi, gli scienziati possono esaminare le sequenze di DNA degli organismi in questione.

Delfini e molti pipistrelli usano l’ecolocalizzazione per navigare e cacciare. I dati della sequenza del DNA hanno indicato che il gene Prestin, che codifica una proteina nella coclea mammifera ipotizzata essere in grado di conferire un udito ad alta frequenza, si è evoluto in modo convergente attraverso pipistrelli meno correlati e in modo simile nei delfini.

Tossine e veleni strutturalmente simili in specie diverse fornisce un altro esempio in cui i dati della sequenza del DNA sono fondamentali per identificare se un tratto è analogo o omologato.

Suggested Reading

Brodie III, Edmund D. "Convergent evolution: pick your poison carefully." Current biology 20, no. 4 (2010): R152-R154. [Source].

Liu, Yang, James A. Cotton, Bin Shen, Xiuqun Han, Stephen J. Rossiter, and Shuyi Zhang. "Convergent sequence evolution between echolocating bats and dolphins." Current Biology 20, no. 2 (2010): R53-R54. [Source].

Parker, Joe, Georgia Tsagkogeorga, James A. Cotton, Yuan Liu, Paolo Provero, Elia Stupka, and Stephen J. Rossiter. "Genome-wide signatures of convergent evolution in echolocating mammals." Nature 502, no. 7470 (2013): 228. [Source].