Evolução convergente: o que é e exemplos

A evolução convergente é o surgimento de semelhanças fenotípicas em duas ou mais linhagens de forma independente.Geralmente, esse padrão é observado quando os grupos envolvidos são submetidos a ambientes, microambientes ou modos de vida semelhantes que se traduzem em pressões seletivas equivalentes.

Assim, as características fisiológicas ou morfológicas em questão aumentam a aptidão biológica ( aptidão) e a capacidade competitiva sob essas condições.Quando a convergência ocorre em um ambiente específico, pode-se intuir que esse recurso seja do tipo adaptativo. No entanto, mais estudos são necessários para verificar a funcionalidade do traço, por meio de testes que apóiam que, de fato, aumentam a aptidão da população.

Evolução convergente: o que é e exemplos 1

Exemplos de características compartilhadas por golfinhos e ictiossauros. Embora os dois sejam muito semelhantes, em termos filogenéticos, eles são muito distantes, e as características mencionadas ali os adquiriram independentemente.
Fonte: visão cética [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], do Wikimedia Commons

Entre os exemplos mais notáveis ​​de evolução convergente, podemos citar o vôo em vertebrados , o olho em vertebrados e invertebrados , formas fusiformes em peixes e mamíferos aquáticos, entre outros.

O que é evolução convergente?

Imagine que conhecemos duas pessoas que, fisicamente, se parecem. Ambos têm a mesma altura, cor dos olhos e cabelos semelhantes. Suas características também são semelhantes. Provavelmente, assumiremos que as duas pessoas são irmãos, primos ou talvez parentes distantes.

Apesar disso, não seria uma surpresa saber que não existe um relacionamento próximo entre as pessoas em nosso exemplo. O mesmo acontece, em larga escala, na evolução: às vezes formas semelhantes não compartilham um ancestral comum mais recente.

Ou seja, ao longo da evolução, características semelhantes em dois ou mais grupos podem ser adquiridas independentemente.

Definições gerais

Os biólogos usam duas definições gerais para convergência evolutiva ou convergência. Ambas as definições requerem que duas ou mais linhagens desenvolvam caracteres semelhantes entre si. A definição geralmente integra o termo “independência evolucionária”, mesmo que implícito.

No entanto, as definições diferem no processo evolutivo específico ou mecanismo necessário para obter o padrão.

Algumas definições de convergência que carecem de mecanismos são as seguintes: “evolução independente de características semelhantes a partir de uma característica ancestral” ou “evolução de características semelhantes em linhagens evolutivas independentes”.

Mecanismos sugeridos

Por outro lado, outros autores preferem integrar um mecanismo ao conceito de coevolução, a fim de explicar o padrão.

Por exemplo, “a evolução independente de características semelhantes em organismos relacionados à distância devido ao surgimento de adaptações a ambientes ou estilos de vida semelhantes”.

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Ambas as definições são amplamente utilizadas em artigos científicos e na literatura. A idéia crucial por trás da convergência evolutiva é entender que o ancestral comum das linhagens envolvidas possuía um estado inicial diferente .

Implicações evolutivas

Seguindo a definição de convergência que inclui um mecanismo (mencionado na seção anterior), isso explica a semelhança dos fenótipos graças à semelhança das pressões seletivas que os táxons estão passando.

Sob a luz da evolução, isso é interpretado em termos de adaptações. Ou seja, as características obtidas graças à convergência são adaptações para o referido meio, pois aumentariam, de alguma forma, sua aptidão.

No entanto, há casos em que a convergência evolutiva ocorre e a característica não é adaptativa. Ou seja, as linhagens envolvidas não estão sob as mesmas pressões seletivas.

Convergência Evolutiva vs. Paralelismo

Na literatura, é comum encontrar uma distinção entre convergência e paralelismo. Alguns autores utilizam a distância evolutiva entre os grupos a serem comparados para separar os dois conceitos.

A evolução repetida de uma característica em dois ou mais grupos de organismos é considerada paralela se fenótipos semelhantes evoluírem em linhagens relacionadas, enquanto a convergência envolve a evolução de características semelhantes em linhagens separadas ou relativamente distantes.

Outra definição de convergência e paralelismo procura separá-los em termos das vias de desenvolvimento envolvidas na estrutura. Nesse contexto, a evolução convergente produz características semelhantes através de diferentes caminhos de desenvolvimento, enquanto a evolução paralela o faz de maneiras semelhantes.

No entanto, a distinção entre evolução paralela e convergente pode ser controversa e é ainda mais complicada quando descemos à identificação da base molecular do recurso em questão. Apesar dessas dificuldades, as implicações evolutivas relacionadas a ambos os conceitos são substanciais.

Convergência versus divergência

Embora a seleção favorece fenótipos semelhantes em ambientes semelhantes, não é um fenômeno que possa ser aplicado em todos os casos.

Semelhanças, do ponto de vista da forma e da morfologia, podem levar os organismos a competir entre si. Como conseqüência disso, a seleção favorece a divergência entre as espécies que coexistem localmente, criando uma tensão entre os graus de convergência e divergência esperados para um habitat em particular.

Os indivíduos próximos e com uma sobreposição significativa do nicho são os concorrentes mais poderosos – com base em sua semelhança fenotípica, o que os leva a explorar recursos de maneira semelhante.

Nesses casos, a seleção divergente pode levar a um fenômeno conhecido como radiação adaptativa, onde uma linhagem dá origem a diferentes espécies com grande diversidade de papéis ecológicos em pouco tempo. As condições que favorecem a radiação adaptativa abrangem heterogeneidade ambiental, ausência de predadores, entre outras.

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Radiação adaptativa e evolução convergente são consideradas como dois lados da mesma “moeda evolutiva”.

Em que nível ocorre a convergência?

Entendendo a diferença entre convergência evolutiva e paralelos, surge uma pergunta muito interessante: quando a seleção natural favorece a evolução de características semelhantes, ocorre sob os mesmos genes ou podem envolver genes e mutações diferentes que se traduzem em fenótipos semelhantes?

De acordo com as evidências geradas até agora, a resposta para ambas as perguntas parece ser sim. Existem estudos que apóiam os dois argumentos.

Embora até agora não haja uma resposta concreta para o motivo pelo qual alguns genes são “reutilizados” na evolução evolucionária, há evidências empíricas que buscam elucidar o assunto.

Alterações envolvendo os mesmos genes

Por exemplo, foi demonstrado que a evolução repetida dos tempos de floração nas plantas, a resistência a inseticidas em insetos e a pigmentação em vertebrados e invertebrados ocorreram através de alterações envolvendo os mesmos genes.

No entanto, para certas características, apenas um pequeno número de genes pode alterar a característica. Tomemos o caso da visão: mudanças na visão de cores devem necessariamente ocorrer em alterações relacionadas aos genes da opsina.

Em contraste, em outras características, os genes que os controlam são mais numerosos. Nos tempos de floração das plantas, cerca de 80 genes estão envolvidos, mas apenas algumas mudanças foram evidenciadas ao longo da evolução.

Exemplos

Em 1997, Moore e Willmer se perguntavam quão comum é o fenômeno da convergência.

Para esses autores, essa questão permanece sem resposta. Eles argumentam que, de acordo com os exemplos descritos até agora, existem níveis relativamente altos de convergência. No entanto, eles sugerem que ainda existe uma subestimação significativa da convergência evolutiva nos seres orgânicos.

Nos livros de evolução, encontramos uma dúzia de exemplos clássicos de convergência. Se o leitor deseja expandir seus conhecimentos sobre o assunto, pode consultar o livro de McGhee (2011), onde encontrará numerosos exemplos em diferentes grupos da árvore da vida.

O vôo em vertebrados

Nos seres orgânicos, um dos exemplos mais surpreendentes de convergência evolutiva é o aparecimento de vôo em três linhagens de vertebrados: pássaros, morcegos e os pterodácteis já extintos.

De fato, a convergência nos atuais grupos de vertebrados voadores vai além da modificação de membros da frente em estruturas que permitem o vôo.

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Uma série de adaptações fisiológicas e anatômicas são compartilhadas entre os dois grupos, como a característica de intestinos mais curtos que, presumivelmente, diminuem a massa do indivíduo durante o voo, tornando-o mais barato e mais afetivo.

Ainda mais surpreendente, diferentes pesquisadores descobriram convergências evolutivas dentro de grupos de morcegos e pássaros no nível da família.

Por exemplo, os morcegos da família Molossidae são semelhantes aos membros da família Hirundinidae (andorinhas e aliados) em pássaros. Ambos os grupos são caracterizados por um vôo rápido, em grandes altitudes, exibindo asas semelhantes.

Da mesma forma, membros da família Nycteridae convergem de várias maneiras com pássaros passeriformes (Passeriformes). Ambos voam em baixa velocidade e têm a capacidade de manobrar dentro da vegetação.

O sim-sim e os roedores

Um excelente exemplo de convergência evolutiva é encontrado analisando dois grupos de mamíferos: o sim-ontem e os esquilos.

Hoje, aye-aye ( Daubentonia madagascariensis ) é classificada como primata lemuriforme endêmica em Madagascar. Sua dieta incomum é basicamente composta de insetos.

Assim, o sim-sim tem adaptações relacionadas aos seus hábitos tróficos, como audição aguda, alongamento do dedo médio e dentaduras com incisivos crescentes.

Em termos de dentaduras, assemelha-se em vários aspectos ao de um roedor. Não apenas na aparência dos incisivos, eles também compartilham uma fórmula dental extraordinariamente semelhante.

A aparência entre os dois táxons é tão impressionante que os primeiros taxonomistas classificaram o sim-sim, junto com os outros esquilos, no gênero Sciurus.

Referências

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