Convergent Evolution Definition
Convergent evolution is the process in which organisms that are not closely related independently evolve similar features. As adaptações podem tomar a forma de formas corporais, cores, órgãos e outras adaptações semelhantes que compõem o fenótipo do organismo.
A evolução convergente cria estruturas análogas ou ‘homoplasias’, aquelas que têm formas ou funções semelhantes entre espécies divergentes, mas não estavam presentes no antepassado comum dos dois. Por outro lado, estruturas homólogas, ou seja, um órgão ou osso específico que aparece em muitos organismos diferentes, embora frequentemente numa forma ou forma ligeiramente diferente, pode indicar uma divergência de um antepassado comum.
Existem várias circunstâncias que podem resultar numa evolução convergente. Muitas vezes, a convergência ocorre quando os organismos são obrigados a adaptar-se a condições ambientais semelhantes, tais como na evolução de folhas e espinhas espessas que retêm água em cactos e espécies de Eufórbia, que são adaptadas para tolerar condições de seca extrema mas são nativas de continentes separados. Pode também ocorrer quando dois organismos diferentes ocupam um nicho semelhante, por exemplo, a enigmática coloração verde de Boas Esmeraldas (Corallus caninus) da América do Sul e os Pythons Verdes (Chondropython viridis) da Austrália, ambos vivem no alto da copa das árvores de florestas tropicais semelhantes e ocupam um nicho que predomina sobre as aves.
Convergência do ciclo de vida e características comportamentais, tais como as estruturas semelhantes de colónias sociais entre os ratos moles nus (Heterocephalus glaber) e muitas espécies de abelhas e formigas sociais, também podem ter lugar a fim de maximizar o sucesso reprodutivo dos indivíduos e dentro das colónias. A nível molecular, a evolução independente de proteínas e toxinas também tem ocorrido em muitas phyla separadas; por exemplo, anémonas do mar (Cnidaria), cobras (Vertebrados), escorpiões (Artrópodes) e caracóis cones (Moluscos) todos produzem neurotoxinas que actuam de forma semelhante sobre os receptores neurotransmissores das suas presas.
A evolução convergente também pode surgir através de complexos mímicos, nos quais os organismos evoluem para replicar a morfologia de outras espécies. Esta adaptação beneficia a mímica, quer através de protecção ao imitar o fenótipo de um organismo tóxico ou perigoso (mímica batesiana), quer permitindo que a mímica explore um recurso ou interacção ao ser confundida com o modelo (mímica mística de Müllerian).
O processo de evolução convergente está em contraste com a evolução divergente, em que espécies intimamente relacionadas evoluem características diferentes, e evolução paralela, em que características semelhantes se desenvolvem em espécies relacionadas, embora distintas, de um antepassado comum mas de clades diferentes.
Exemplos de evolução convergente
Evolução convergente das asas
Um exemplo generalizado de evolução convergente é a evolução das asas e do voo motorizado em aves, morcegos e pterossauros (agora extintos), cada um dos quais pertence a uma classe diferente de organismo e, portanto, têm antepassados comuns muito distantes.
Fóssil evidência determinou que o voo evoluiu em pterossauros (répteis voadores do final do período Triássico) cerca de 225mya e em aves cerca de 150mya, enquanto os morcegos mamíferos evoluíram asas cerca de 50-60mya. A evolução do voo motorizado só aconteceu uma vez em cada uma destas linhagens, embora existam certos organismos, por exemplo, avestruzes, que subsequentemente voltaram a não voar, mantendo as suas estruturas de asas.
As diferentes estruturas de asas das aves, morcegos e pterossauros são cada uma suportada por um membro modificado de cinco dedos. Cada membro é constituído por um úmero um raio e um cúbito, um polegar e ossos do dedo, e é uma estrutura homóloga, contendo os mesmos ossos que compõem os membros de muitos animais incluindo humanos, baleias e crocodilos; no entanto, a forma de cada osso difere muito entre cada forma.
Um quarto dedo alongado forma a asa do pterossauro, sendo os outros dígitos utilizados como garras. Nas aves, um raio alongado e o cúbito, bem como os ossos do dedo fundidos para resistência, suportam a asa. Finalmente, as asas de um morcego diferem na medida em que são formadas por uma membrana que é esticada sobre quatro dedos alongados. A razão pela qual cada uma destas diferentes formações ósseas resulta na mesma eventual forma de asa deve-se à física básica do voo: as asas que foram moldadas de forma muito diferente não permitiriam a um animal voar.
Embora as aves e os pterossauros partilhem um antepassado comum muito distante, e as aves também partilhem um antepassado comum com os morcegos, nenhum destes antepassados tinha asas ou era capaz de voar. Em cada uma destas linhagens, a asa é portanto uma estrutura análoga porque os ossos foram dispostos de forma diferente, a fim de se conseguir uma estrutura funcionalmente semelhante.
Convergente Evolução entre Mamíferos Placentários e Marsupiais
Mamíferos placentários, que têm descendentes que passam por uma gestação dentro do útero e nascem bastante avançados, e marsupiais cujos descendentes nascem muito imaturos e continuam a desenvolver-se dentro de uma bolsa sobre o corpo da mãe, divergindo de um antepassado comum há cerca de 100 milhões de anos.
Separados pela divisão dos continentes, os mamíferos evoluíram para ocupar nichos na Europa, África e América, enquanto que os marsupiais ocupavam nichos semelhantes na Austrália e ilhas circundantes; esta história produziu muitos exemplos de evolução convergente.
Animais de cada grupo desenvolveram estruturas análogas semelhantes dependendo de factores como o seu habitat, hábitos alimentares e requisitos de locomoção.
Os animais em crescimento evoluíram para a toupeira e a toupeira marsupial, que têm formas corporais semelhantes, garras para escavar e não têm uma visão eficiente.
A quilacina (agora extinta) preencheu o mesmo nicho que o lobo: um predador de ápice com dentes afiados, maxilares poderosos e velocidade para uma caça bem sucedida.
Esquilos voadores placentários, e os planadores de açúcar marsupiais evoluíram ambos do mesmo antepassado comum, sem voo, que se separou há cerca de 65 milhões de anos. Estes dois animais são extremamente semelhantes em aparência e comportamento; têm aproximadamente o mesmo tamanho, têm grandes olhos para procurar alimentos no escuro, são revestidos de peles macias, e têm subcabeças claras.
Através da evolução convergente, ambos têm também estruturas evoluídas que lhes permitem deslizar entre as copas das árvores onde vivem. As estruturas em forma de asa são feitas de pele, que é esticada entre o membro anterior e o posterior, e não permitem o voo motorizado. No entanto, é teorizado que estas podem ser estruturas análogas que aparecem como precursoras do voo.
As imagens mostram a pele esticada entre os membros de um planador e de um esquilo voador, evoluída para permitir o movimento de planar.
alguns outros exemplos de evolução convergente
- A evolução de olhos complexos em vertebrados, cefalópodes (lulas e polvos) e artrópodes (crustáceos, insectos e aranhas).
- A forma corporal aerodinâmica de golfinhos, tubarões e ictiossauros (extintos).
- A evolução da ecolocalização em baleias e morcegos.
- A forma de concha emparelhada de moluscos bivalves e brachiopods.
- A capacidade de produção de seda de aranhas, vermes da seda, traças da seda e formigas tecelãs.
- As estruturas longas (línguas e bicos) evoluíram para a recolha de néctar em colibris, abelhas, traças e borboletas.
- A evolução dos focinhos nas asas das borboletas e nas caudas dos peixes.
- Espinhos nos corpos de equidnas (monotremes), ouriços (mamíferos) e porcos-espinhos (roedores).
- Filtro de alimentação em muitas baleias (tais como corcundas e barbas), tubarões (tais como tubarões-baleia e tubarões-frade) e raias manta.
- A evolução do caule lenhoso em plantas de semente, rabo de cavalo e árvores.
- As capacidades de construção do recife de muitos organismos marinhos como corais, esponjas, cnidários e bactérias.
- Evolução divergente – A evolução e acumulação de diferentes características entre grupos, o que resulta na formação de novas espécies.
- Estruturas Vestigiais – Uma estrutura ou atributo, que está presente dentro de um organismo mas perdeu a sua função ancestral.
- Estruturas Analógicas – Um órgão ou estrutura, que é visualmente semelhante ou desempenha a mesma função em duas espécies diferentes, embora, não esteja presente no seu antepassado comum.
- Estruturas Homólogas – Um órgão ou estrutura no corpo, que é herdado de um antepassado comum entre espécies.
Quiz
1. Estruturas análogas são:
A. Estruturas que permanecem inalteradas ao longo da evolução
B. Estruturas que são partilhadas com os antepassados comuns de outras espécies
C. Estruturas que são semelhantes em função ou aparência em duas espécies que não estão presentes nos seus antepassados comuns
D. Estruturas que estão presentes nos antepassados comuns de duas espécies e que não estão ainda presentes
2. Qual das seguintes NÃO é um exemplo de evolução convergente?
A. As capacidades de camuflagem de mudança de cor dos polvos e camaleões
B. A presença de estruturas pulmonares em humanos e gatos
C. As formas aerodinâmicas do corpo em cobras e lagartos sem pernas
D. A forma semelhante da asa das traças e dos morcegos
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