Definición de Evolución Convergente
La evolución convergente es el proceso en el que organismos que no están estrechamente relacionados evolucionan de forma independiente características similares. Las adaptaciones pueden tomar la forma de formas corporales similares, colores, órganos y otras adaptaciones que conforman el fenotipo del organismo.
La evolución convergente crea estructuras análogas u «homoplasias», aquellas que tienen formas o funciones similares entre especies divergentes, pero que no estaban presentes en el ancestro común de ambas. Por otro lado, las estructuras homólogas, es decir, un órgano o hueso específico que aparece a lo largo de muchos organismos diferentes, aunque a menudo con una forma ligeramente diferente, pueden indicar una divergencia a partir de un ancestro común.
Hay varias circunstancias que pueden dar lugar a una evolución convergente. A menudo, la convergencia se produce cuando los organismos deben adaptarse a condiciones ambientales similares, como en la evolución de las hojas gruesas que retienen el agua y las espinas de las especies de cactus y Euphorbia, que están adaptadas a tolerar condiciones de extrema sequía pero son nativas de continentes distintos. También puede ocurrir cuando dos organismos diferentes ocupan un nicho similar, por ejemplo, la coloración verde críptica de las boas de árbol esmeralda (Corallus caninus) de América del Sur y las pitones verdes de árbol (Chondropython viridis) de Australia, ambas viven en lo alto del dosel de selvas tropicales similares y ocupan un nicho de depredación de aves.
La convergencia de los rasgos del ciclo vital y del comportamiento, como las estructuras sociales de las colonias similares entre las 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 en muchos filos distintos; por ejemplo, las anémonas de mar (Cnidaria), las serpientes (Vertebrados), los escorpiones (Artrópodos) y los caracoles de cono (Moluscos) producen neurotoxinas que actúan de forma similar sobre los receptores de neurotransmisores de sus presas.
La evolución convergente 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 imitador, ya sea a modo de protección cuando imita el fenotipo de un organismo que es tóxico o peligroso por otros motivos (mimetismo batesiano), o permitiendo al imitador explotar un recurso o una interacción al ser confundido con el modelo (mimetismo mülleriano).
El proceso de evolución convergente contrasta con la evolución divergente, por la que especies que están estrechamente relacionadas evolucionan con rasgos diferentes, y con la evolución paralela, en la que rasgos similares se desarrollan en especies relacionadas, aunque distintas, a partir de un ancestro común pero de clados diferentes.
Ejemplos de evolución convergente
Evolución convergente de las alas
Un ejemplo muy extendido de evolución convergente es la evolución de las alas y el vuelo propulsado en aves, murciélagos y pterosaurios (ya extintos), cada uno de los cuales pertenece a una clase de organismo diferente y, por tanto, tiene antepasados comunes muy lejanos.
Las pruebas fósiles han determinado que el vuelo evolucionó en los pterosaurios (reptiles voladores de finales del Triásico) alrededor de 225mya y en las aves alrededor de 150mya, mientras que los murciélagos mamíferos evolucionaron las alas alrededor de 50-60mya. La evolución del vuelo con motor sólo se ha producido una vez en cada uno de estos linajes, aunque hay ciertos organismos, por ejemplo, las avestruces, que posteriormente han vuelto a no volar conservando sus estructuras alares.
Las diferentes estructuras alares de las aves, los murciélagos y los pterosaurios se apoyan cada una en una extremidad modificada de cinco dedos. Cada extremidad consta de un húmero, un radio y un cúbito, un pulgar y los huesos de los dedos, y es una estructura homóloga, que contiene los mismos huesos que componen las extremidades de muchos animales, incluidos los seres humanos, las ballenas y los cocodrilos; sin embargo, la forma de cada hueso difiere enormemente entre cada forma.
Un cuarto dedo alargado da forma al ala del pterosaurio, con los otros dígitos utilizados como garras. En las aves, un radio y un cúbito alargados, así como los huesos de los dedos fusionados para darles fuerza, sostienen el ala. Por último, las alas de los murciélagos difieren en que están formadas por una membrana que se extiende sobre cuatro dedos alargados. La razón por la que cada una de estas diferentes formaciones óseas da lugar a la misma forma final de las alas se debe a la física básica del vuelo: unas alas con una forma muy diferente no permitirían a un animal volar.
Aunque las aves y los pterosaurios comparten un ancestro común muy lejano, y las aves también comparten un ancestro común con los murciélagos, ninguno de estos ancestros tenía alas ni podía volar. Por lo tanto, en cada uno de estos linajes, el ala es una estructura análoga porque los huesos se han dispuesto de forma diferente para conseguir de forma independiente una estructura funcionalmente similar.
Evolución convergente entre los mamíferos placentarios y los 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, divergieron de un ancestro común hace unos 100 millones de años.
Separados por la división de los 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 en función de factores como su hábitat, sus hábitos de alimentación y sus necesidades de locomoción.
Los animales de madriguera evolucionaron hasta convertirse en el topo y el marsupial, que tienen formas corporales similares, garras para cavar y carecen de una vista eficiente.
El Thylacine (ahora extinto) llenó el mismo nicho que el lobo: un depredador ápice con dientes afilados, poderosas mandíbulas y velocidad para cazar con éxito.
Las ardillas voladoras placentarias, y los deslizadores de 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; tienen aproximadamente el mismo tamaño, tienen ojos grandes para buscar en la oscuridad, están cubiertos de pelaje suave y tienen vientres claros.
A través de la evolución convergente, ambos han desarrollado estructuras que les permiten planear entre las copas de los árboles donde viven. Las estructuras en forma de ala están hechas de piel, que se estira entre la extremidad anterior y la posterior, y no permiten el vuelo con motor. No obstante, se teoriza que pueden ser estructuras análogas que aparecen como precursoras del vuelo.
Las imágenes muestran la piel estirada entre las extremidades de un Planeador del Azúcar y una Ardilla Voladora, evolucionada para permitir el movimiento de planeo.
Algunos otros ejemplos de evolución convergente
- La evolución de los ojos complejos en vertebrados, cefalópodos (calamares y pulpos) y artrópodos (crustáceos, insectos y arañas).
- La forma aerodinámica del cuerpo de los delfines, los tiburones y los ictiosaurios (extintos).
- La evolución de la ecolocalización en las ballenas y los murciélagos.
- La forma de la concha emparejada de los moluscos bivalvos y los braquiópodos.
- La capacidad de producir seda de las arañas, los gusanos de seda, las polillas de seda y las hormigas tejedoras.
- Las largas estructuras (lenguas y picos) evolucionadas para la recolección de néctar en colibríes, abejas, polillas y mariposas.
- La evolución de los ojos en las alas de las mariposas y las colas de los peces.
- Las espinas en los cuerpos de los equidnas (monotremas), los erizos (mamíferos) y los puercoespines (roedores).
- La alimentación por filtración en muchas ballenas (como las jorobadas y las barbadas), los tiburones (como los tiburones ballena y los tiburones peregrinos) y las mantas.
- La evolución del tallo leñoso en las plantas con semillas, las colas de caballo y los árboles.
- La capacidad de construir arrecifes de muchos organismos de la vida marina, como los corales, las esponjas, los cnidarios y las bacterias.
- Evolución divergente – La evolución y acumulación de rasgos diferentes entre grupos, que da lugar a la formación de nuevas especies.
- Estructuras vestigiales – Una estructura o atributo, que está presente en un organismo pero que ha perdido su función ancestral.
- 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 – Un órgano o estructura del cuerpo, que se hereda de un ancestro común entre especies.
Cuestionario
1. Las estructuras análogas son:
A. Estructuras que permanecen sin cambios a lo largo de la evolución
B. Estructuras que se comparten con los ancestros comunes de otras especies
C. Estructuras que son similares en función o apariencia en dos especies que no están presentes en su ancestro común
D. Estructuras que están presentes en los ancestros comunes de dos especies y que no siguen presentes
2. ¿Cuál de los siguientes NO es un ejemplo de evolución convergente?
A. La capacidad de camuflaje de cambio de color de los pulpos y los camaleones
B. La presencia de estructuras pulmonares en humanos y gatos
C. La forma aerodinámica del cuerpo de las serpientes y los lagartos sin patas
D. La forma similar de las alas de las polillas y los murciélagos