Évolution parallèle - Parallel evolution

L'évolution parallèle est le développement similaire d'un trait dans des espèces distinctes qui ne sont pas étroitement liées, mais qui partagent un trait original similaire en réponse à une pression évolutive similaire.

Évolution parallèle vs convergente

Évolution en position d' acide aminé . Dans chaque cas, l'espèce de gauche change de l'incorporation d'alanine (A) à une position spécifique dans une protéine dans un ancêtre commun hypothétique déduit de la comparaison de séquences de plusieurs espèces, et incorpore maintenant la sérine (S) dans sa forme actuelle . L'espèce de droite peut subir une évolution divergente , parallèle ou convergente à cette position d'acide aminé par rapport à celle de la première espèce.

Étant donné un trait particulier qui se produit dans chacune des deux lignées descendant d'un ancêtre spécifié, il est possible en théorie de définir strictement les tendances évolutionnaires parallèles et convergentes et de les distinguer clairement les unes des autres. Cependant, les critères de définition de l'évolution convergente par opposition à l'évolution parallèle ne sont souvent pas clairs dans la pratique, de sorte que le diagnostic arbitraire est courant dans certains cas.

Lorsque deux espèces sont similaires dans un caractère particulier, l'évolution est définie comme parallèle si les ancêtres partageaient cette similitude; s'ils ne l'ont pas fait, l'évolution de ce caractère chez ces espèces est définie comme convergente. Cependant, cette distinction n'est pas claire. D'une part, les conditions énoncées sont en partie une question de degré; tous les organismes partagent des ancêtres communs plus ou moins récents. En biologie évolutionniste, la question de savoir jusqu'où chercher des ancêtres similaires, et à quel point ces ancêtres doivent être similaires pour que l'on considère qu'une évolution parallèle a eu lieu, ne peut pas toujours être résolue. Certains scientifiques ont donc soutenu que l'évolution parallèle et l'évolution convergente sont plus ou moins indiscernables. D'autres insistent sur le fait qu'en pratique, nous ne devons pas nous éloigner de la zone grise, car de nombreuses distinctions importantes entre l'évolution parallèle et convergente demeurent.

Lorsque les formes ancestrales sont indéterminées ou inconnues, ou que la gamme des traits considérés n'est pas clairement spécifiée, la distinction entre évolution parallèle et convergente devient plus subjective. Par exemple, Richard Dawkins dans The Blind Watchmaker décrit la similitude frappante entre les formes placentaire et marsupiale comme le résultat d'une évolution convergente, car les mammifères sur leurs continents ancestraux respectifs avaient une longue histoire évolutive avant l'extinction des dinosaures. Cette période de séparation aurait permis l'accumulation de nombreuses différences pertinentes. Stephen Jay Gould était différent; il a décrit certains des mêmes exemples comme étant partis de l'ancêtre commun de tous les marsupiaux et placentaux, et par conséquent équivalant à une évolution parallèle. Et certainement, chaque fois que des similitudes peuvent être décrites dans le concept comme ayant évolué à partir d'un attribut commun dérivant d'une seule lignée ancestrale éloignée, cela peut légitimement être considéré comme une évolution parallèle.

En revanche, là où des structures assez différentes ont manifestement été cooptées pour une forme et une fonction similaires, il faut nécessairement considérer l'évolution comme convergente. Par exemple, considérons Mixotricha paradoxa , un microbe eucaryote qui a assemblé un système de rangées de cils apparents et de corps basaux ressemblant étroitement au système chez les ciliés . Cependant, à l'inspection, il s'avère que dans Mixotricha paradoxa , ce qui semble être des cils sont en fait de plus petits microorganismes symbiotes ; il n'est pas question d'évolution parallèle dans un tel cas. Là encore, les queues de poissons et de baleines orientées différemment provenant à des moments très différents d'ancêtres radicalement différents et toute similitude dans les descendants qui en résultent doivent donc avoir évolué de manière convergente; tout cas dans lequel les lignées n'évoluent pas ensemble au même moment dans le même éco - espace pourrait être décrit comme une évolution convergente à un moment donné.

La définition d'un trait est cruciale pour décider si un changement est perçu comme divergent, ou parallèle ou convergent. Par exemple, l'évolution du « pouce » sésamoïde du panda géant n'est certainement pas parallèle à celle des pouces des primates , en particulier des hominines , et elle diffère également morphologiquement des pouces des primates, mais à certains points de vue, elle pourrait être considérée comme convergent en fonction et en apparence.

Encore une fois, dans l'image ci-dessus, notez que puisque la sérine et la thréonine possèdent des structures similaires avec une chaîne latérale alcool, l'exemple marqué "divergent" serait appelé "parallèle" si les acides aminés étaient groupés par similitude au lieu d'être considérés individuellement. Comme autre exemple, si les gènes de deux espèces deviennent indépendamment limités à la même région des animaux par régulation par un certain facteur de transcription, cela peut être décrit comme un cas d'évolution parallèle - mais l'examen de la séquence d'ADN réelle ne montrera probablement que des divergences. des changements dans les positions des paires de bases individuelles, puisqu'un nouveau site de liaison du facteur de transcription peut être ajouté dans une large gamme d'endroits dans le gène avec un effet similaire.

Une situation similaire se produit compte tenu de l' homologie des structures morphologiques. Par exemple, de nombreux insectes possèdent deux paires d'ailes volantes. Chez les coléoptères, la première paire d'ailes est durcie en élytres , des couvre-ailes ayant peu de rôle en vol, tandis que chez les mouches, la deuxième paire d'ailes est condensée en petits licols utilisés pour l'équilibre. Si les deux paires d'ailes sont considérées comme des structures homologues interchangeables, cela peut être décrit comme une réduction parallèle du nombre d'ailes, mais sinon les deux changements sont chacun des changements divergents dans une paire d'ailes.

Semblable à l'évolution convergente, le relais évolutif décrit comment les espèces indépendantes acquièrent des caractéristiques similaires à travers leur évolution dans des écosystèmes similaires, mais pas en même temps, comme les nageoires dorsales des requins , des cétacés et des ichtyosaures .

Exemples

  • La coloration qui sert d'avertissement aux prédateurs et aux parades d'accouplement a évolué chez de nombreuses espèces différentes.
  • Dans le règne végétal, les exemples les plus familiers d'évolution parallèle sont les formes de feuilles , où des motifs très similaires sont apparus à maintes reprises dans des genres et des familles séparés.
  • Chez Arabidopsis thaliana, il a été suggéré que les populations s'adaptent au climat local par une évolution parallèle
  • Chez les papillons , de nombreuses similitudes étroites se trouvent dans les modèles de coloration des ailes, à la fois au sein et entre les familles.
  • Les porcs - épics de l' Ancien et du Nouveau Monde partageaient un ancêtre commun, tous deux ayant développé des structures de plumes étonnamment similaires; c'est aussi un exemple d'évolution convergente alors que des structures similaires ont évolué dans les hérissons , les échidnés et les tenrecs .
  • Certains archosaures éteints ont développé une posture verticale et étaient probablement à sang chaud. Ces deux caractéristiques se retrouvent également chez la plupart des mammifères. Les crocodiles modernes ont un cœur à quatre chambres et un crurotarsien , ce dernier étant également une caractéristique des mammifères thériens .
  • Les ptérosaures éteints et les oiseaux ont tous deux développé des ailes ainsi qu'un bec distinct, mais pas d'un ancêtre commun récent.
  • La fécondation interne a évolué indépendamment chez les requins , certains amphibiens et amniotes .
  • Le patagium est une membrane charnue que l'on trouve chez les mammifères planeurs tels que les lémuriens volants , les écureuils volants , les planeurs à sucre et le Volaticotherium éteint . Ces mammifères ont tous acquis le patagium indépendamment.
  • Les pyrothérapeutes ont développé un plan corporel similaire à celui des proboscidiens .
  • L'Amérique du Sud éteinte de ongulés Thoatherium avait les jambes qui sont difficiles à distinguer de ceux des chevaux.
  • L'œil de la pieuvre a la même structure compliquée que l'œil humain. En conséquence, il est souvent substitué dans les études de l'œil lorsque l'utilisation d'un œil humain serait inappropriée. Comme les deux espèces ont divergé au moment où les animaux ont évolué en vertébrés et invertébrés, c'est extraordinaire.
  • Certains arboricoles espèces de grenouilles, grenouilles volantes » , dans les deux familles du Vieux Monde et les familles du Nouveau Monde ont développé la capacité de vol plané . Ils ont «des mains et des pieds élargis, une sangle complète entre tous les doigts et les orteils, des rabats latéraux de peau sur les bras et les jambes, et un poids réduit par longueur de museau-évent».
  • Le port de la plante d' arbre a évolué séparément dans des classes de plantes non apparentées.

Évolution parallèle entre marsupiaux et placentaires

Un certain nombre d'exemples d'évolution parallèle sont fournis par les deux branches principales des mammifères , les placentaux et les marsupiaux , qui ont suivi des voies d'évolution indépendantes après l'éclatement de masses terrestres telles que le Gondwanaland il y a environ 100 millions d'années. En Amérique du Sud , les marsupiaux et les placentaux partageaient l'écosystème (avant le Great American Interchange ); en Australie , les marsupiaux ont prévalu; et dans l' Ancien Monde et en Amérique du Nord, les placentaires l'ont emporté. Cependant, dans toutes ces localités, les mammifères étaient petits et n'occupaient que des endroits limités dans l'écosystème jusqu'à l' extinction massive des dinosaures il y a soixante-cinq millions d'années. À cette époque, les mammifères des trois masses continentales ont commencé à assumer une plus grande variété de formes et de rôles. Alors que certaines formes étaient uniques à chaque environnement, des animaux étonnamment similaires ont souvent émergé dans deux ou trois des continents séparés. Des exemples de ceux-ci comprennent les chats placentaires à dents de sabre ( Machairodontinae ) et le marsupial sud-américain à dents de sabre ( Thylacosmilus ) ; le loup de Tasmanie et le loup européen ; de même les taupes marsupiales et placentaires , les écureuils volants et (sans doute) les souris .

Les références

Remarques