Evolución convergente: en qué consiste y ejemplos
La evolución convergente es el surgimiento de similitudes fenotípicas en dos o más linajes, de manera independiente. Generalmente, este patrón se observa cuando los grupos involucrados están sometidos a ambientes similares, microambientes, o modos de vidas que se traducen en presiones selectivas equivalentes.
Así, los rasgos fisiológicos o morfológicos en cuestión incrementan la adecuación biológica (fitness) y la habilidad competitiva bajo dichas condiciones. Cuando la convergencia ocurre en un ambiente particular, se puede intuir que dicho rasgo es del tipo adaptativo. Sin embargo, se necesitan estudios posteriores que verifiquen la funcionalidad del rasgo, mediante pruebas que apoyen que, efectivamente, aumenta el fitness de la población.
Dentro de los ejemplos más notables de evolución convergente podemos mencionar el vuelo en los vertebrados, el ojo en los vertebrados e invertebrados, las formas fusiformes en peces y mamíferos acuáticos, entre otros.
Índice del artículo
- 1 ¿En qué consiste la evolución convergente?
- 2 Convergencia evolutiva versus paralelismo
- 3 Convergencia versus divergencia
- 4 ¿A qué nivel ocurre la convergencia?
- 5 Ejemplos
- 6 Referencias
Imaginemos que conocemos a dos personas que, físicamente, se parecen bastante. Ambas tienen la misma estatura, color de ojos y de cabello similar. Sus rasgos también son parecidos. Probablemente asumiremos que las dos personas son hermanos, primos o quizás, parientes lejanos.
A pesar de esto, no sería una sorpresa enterarnos de que no existe ninguna relación de parentesco cercana entre las personas de nuestro ejemplo. Lo mismo ocurre, a gran escala, en la evolución: algunas veces las formas parecidas no comparten un ancestro en común más reciente.
Es decir, a lo largo de la evolución, los rasgos que son similares en dos o más grupos pueden ser adquiridos de manera independiente.
Los biólogos usan dos definiciones generales para la convergencia evolutiva o convergencia. Ambas definiciones requieren que dos o más linajes evolucionen caracteres similares entre sí. La definición suele integrar el término “independencia evolutiva”, aunque esté implícito.
Sin embargo, las definiciones difieren en el proceso evolutivo específico o mecanismo requerido para la obtención del patrón.
Algunas definiciones de convergencia que carecen de mecanismo son las siguientes: “evolución independiente de características similares a partir de un rasgo ancestral”, o “evolución de características similares en linajes evolutivos independientes”.
En contraste, otros autores prefieren integrar en el concepto de coevolución un mecanismo, con el fin de para explicar el patrón.
Por ejemplo, “la evolución independiente de rasgos similares en organismos relacionados distantemente debido al surgimiento de adaptaciones a ambientes o formas de vida similares”.
Ambas definiciones son ampliamente usadas en artículos científicos y en la literatura. La idea crucial detrás de la convergencia evolutiva es entender que el ancestro en común de los linajes involucrados poseía un estado inicial diferente.
Siguiendo la definición de convergencia que incluye un mecanismo (mencionada en el apartado anterior), esta explica la semejanza de los fenotipos gracias a la similitud de las presiones selectiva que las taxa están experimentando.
Bajo la luz de la evolución, esto se interpreta en términos de adaptaciones. Es decir, los rasgos que se obtienen gracias a la convergencia son adaptaciones para dicho medio, ya que incrementaría, de alguna manera, su fitness.
No obstante, existen casos donde ocurre convergencia evolutiva y el rasgo no es adaptativo. Es decir, los linajes involucrados no están bajo las mismas presiones selectivas.
En la literatura es usual encontrar una distinción entre convergencia y paralelismo. Algunos autores usan la distancia evolutiva entre los grupos a comparar para lograr separar los dos conceptos.
La evolución repetida de un rasgo en dos o más grupos de organismos se considerada un paralelismo si los fenotipos similares evolucionan en linajes relacionados, mientras que la convergencia involucra la evolución de rasgos similares en linajes separados o relativamente distantes.
Otra definición de convergencia y paralelismo busca separarlas en términos de las vías de desarrollo implicadas en la estructura. En este contexto, la evolución convergente produce características similares por diferentes rutas de desarrollo, mientras que la evolución paralela lo hace por vías similares.
No obstante, la distinción entre evolución paralela y convergente puede ser polémica y se complica aún más cuando descendemos hasta la identificación de las bases moleculares del rasgo en cuestión. A pesar de estas dificultades, las implicaciones evolutivas relacionadas con ambos conceptos son substanciales.
Aunque la selección favorece fenotipos similares en ambientes similares, no es un fenómeno que pueda aplicarse en todos los casos.
Las similitudes, desde el punto de vista de la forma y la morfología, pueden llevar a los organismos a competir entre ellos. Como consecuencia de esto, la selección favorece la divergencia entre las especies que coexisten localmente, creando una tensión entre los grados de convergencia y divergencia que se esperan para un hábitat en particular.
Los individuos que son cercanos y tienen un solapamiento significativo del nicho, son los competidores más potentes – basados en su parecido fenotípico, que les lleva a explotar recursos de manera similar.
En estos casos, la selección divergente puede llevar a un fenómeno conocido como radiación adaptativa, donde un linaje da origen a distintas especies con gran diversidad de papeles ecológicos en corto tiempo. Las condiciones que propician la radiación adaptativa engloban heterogeneidad ambiental, ausencia de depredadores, entre otros.
Las radiaciones adaptativas y la evolución convergente son consideradas como dos lados de la misma “moneda evolutiva”.
Al comprender la diferencia entre la convergencia evolutiva y los paralelismos, surge una pregunta muy interesante: cuando la selección natural favorece la evolución de rasgos similares ¿ocurre bajo los mismos genes, o bien pueden involucrar diferentes genes y mutaciones que se traduzcan en fenotipos similares?
De acuerdo con la evidencia generada hasta el momento, la respuesta a ambas interrogantes pareciera ser sí. Existen estudios que apoyan ambos argumentos.
Aunque hasta ahora no se tienen una respuesta concreta al porqué algunos genes son “reusados” en el devenir evolutivo, se cuenta con evidencia empírica que busca dilucidar el asunto.
Por ejemplo, se ha demostrado que la evolución repetida de los tiempos de la floración en las plantas, la resistencia a los insecticidas en los insectos, y la pigmentación en los vertebrados y en los invertebrados ha ocurrido mediante cambios que involucra los mismos genes.
Sin embargo, para ciertos rasgos, solo un número pequeño de genes puede alterar el rasgo. Tomemos el caso de la vista: los cambios en la visión a color deben ocurrir necesariamente en cambios relacionados con los genes de la opsina.
En contraste, en otras características los genes que las controlan son más numerosos. En los tiempos de floración de las plantas intervienen unos 80 genes, pero solo se han evidenciado cambios a lo largo de la evolución en unos pocos.
En el año 1997, Moore y Willmer se preguntaron qué tan común es el fenómeno de la convergencia.
Para estos autores, esta pregunta permanece sin respuesta. Argumentan que, según los ejemplos descritos hasta el momento, existen niveles de convergencia relativamente altos. Sin embargo, plantean que todavía existe una subestimación significativa de la convergencia evolutiva en los seres orgánicos.
En los libros de evolución encontramos una decena de ejemplos clásicos de convergencia. Si el lector desea ampliar sus conocimientos en el asunto, puede consultar el libro de McGhee (2011), donde encontrará ejemplos numerosos en diferentes grupos del árbol de la vida.
En los seres orgánicos, uno de los ejemplos más asombrosos de convergencia evolutiva es la aparición del vuelo en tres linajes de vertebrados: las aves, los murciélagos y los ya extintos pterodáctilos.
De hecho, la convergencia en los grupos de vertebrados voladores actuales van más allá de tener miembros delanteros modificados en estructuras que permiten el vuelo.
Una serie de adaptaciones fisiológicas y anatómicas son compartidas entre ambos grupos, como la característica de poseer intestinos más cortos que, se presume, disminuyen la masa del individuo durante el vuelo, haciéndolo menos costoso y más afectivo.
Aún más sorprendente, distintos investigadores han encontrado convergencias evolutivas dentro de los grupos de murciélagos y aves a nivel de familia.
Por ejemplo, los murciélagos de la familia Molossidae son similares a los integrantes de la familia Hirundinidae (golondrinas y afines) en las aves. Ambos grupos se caracterizan por un vuelo rápido, a elevadas altitudes, exhibiendo alas similares.
Del mismo modo, los miembros de la familia Nycteridae convergen en varios aspectos con las aves paseriformes (Passeriformes). Ambos vuelan a bajas velocidades, y tienen la capacidad de maniobrar dentro de la vegetación.
Un ejemplo destacado de convergencia evolutiva lo encontramos al analizar dos grupos de mamíferos: el aye-ayer y las ardillas.
Hoy en día, el aye-aye (Daubentonia madagascariensis) se clasifica como un primate lemuriforme endémico de Madagascar. Su dieta poco usual se compone básicamente de insectos.
Así, el aye-aye posee adaptaciones que han sido relacionadas con sus hábitos tróficos, como una audición aguda, un alargamiento en el dedo medio y dentadura con incisivos crecientes.
En términos de la dentadura, se asemeja en varios aspectos a la de un roedor. No solo en la apariencia de los incisivos, también comparten una fórmula dental extraordinariamente similar.
La apariencia entre ambos taxa es tan llamativa, que los primeros taxónomos clasificaron al aye-aye, junto con las demás ardillas, en el género Sciurus.
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