L'evoluzione convergente è osservata nell'emergere del colore degli occhi blu nei primati. Wikimedia Commons (CC BY-SA 2.5)/HowStuffWorks

Hai mai notato che le libellule, pipistrelli e condor della California hanno tutti la capacità di volare, ma non sono molto simili in altro modo? Non è molto probabile che nessuno di questi animali abbia avuto un antenato comune negli ultimi 600 milioni di anni circa, e sicuramente non uno che potesse sollevare il suo corpo da terra e sfrecciare in aria. Eppure tutti hanno sviluppato la capacità di volare separatamente. Questo è un meraviglioso esempio di ciò che gli scienziati hanno chiamato evoluzione convergente.

Una buona idea è una buona idea

L'evoluzione non fa le cose di proposito; non è stare seduti a una grande scrivania in un ufficio d'angolo da qualche parte a prendere decisioni casuali su quali animali depongono le uova o si fanno i marsupi sulla pancia. L'evoluzione è il processo degli organismi che cambiano nel corso di molte generazioni per adattarsi alle condizioni in cui vivono. E alcuni tratti, come volare, sono particolarmente utili - può aiutarti a catturare prede o evitare predatori e spostarti facilmente verso nuove fonti di cibo e nicchie ecologiche - quindi si è evoluto separatamente in diversi gruppi di animali più volte. Però, il volo non ha lo stesso aspetto tra i gruppi. Ad esempio, pipistrelli hanno sviluppato una membrana tra il loro addome, braccia e dita per prendere aria, mentre gli uccelli facevano germogliare piume lungo un arto anteriore fuso con le dita, il che significa che i pipistrelli possono manovrare le ali separatamente mentre gli uccelli devono muoversi insieme. Gli insetti volanti hanno appena modellato le ali con i loro esoscheletri.

Così, l'evoluzione convergente può dirci molto su quali tipi di adattamenti funzionano per aiutare le specie a sopravvivere a tutte le prove e le tribolazioni che potrebbero affrontare in un particolare tipo di ambiente, quello che gli ecologi chiamano bioma. Ad esempio, in Nord America il topo canguro vive nel deserto di Sonora dove trascorre le giornate torride al fresco, tana asciutta e le fresche notti del deserto che raccolgono semi, vegetazione e l'insetto occasionale se possono ottenerlo. Tutti nel deserto vogliono mangiarli:coyote, linci rosse, serpenti a sonagli, gufi - ma il ratto canguro è veloce e agile con potenti zampe posteriori e un udito estremamente sensibile, tutto ciò lo aiuta a sopravvivere a un duro scarabeo, stile di vita del bioma del deserto in fondo alla catena alimentare. E sebbene il topo canguro non abbia una vita invidiabile, è efficace:altri due roditori sulla Terra:il topo saltellante australiano nell'entroterra australiano e un piccolo roditore saltellante chiamato jerboa originario dei deserti del Nord Africa, Asia e Medio Oriente – si sono evoluti separatamente, eppure incredibilmente allo stesso modo.

Uccelli incapaci di volare e genomica

Ma come avviene l'evoluzione convergente? Questa è una domanda più complicata, e lo sviluppo di strumenti genetici negli ultimi 20 anni è stato utile per distinguerlo. In uno studio del 2019 pubblicato su Science, un gruppo di ricercatori dell'Università di Harvard ha esaminato lo sviluppo dell'incapacità di volare negli uccelli - un tratto negli uccelli che si è evoluto più volte - e esattamente come l'evoluzione l'ha tirata fuori nei pinguini nello stesso modo in cui ha fatto negli struzzi.

uccelli incapaci di volare, o ratiti, non possono volare per un paio di motivi:da qualche parte lungo il loro lignaggio, hanno perso la chiglia – l'osso che corre perpendicolare allo sterno sugli uccelli in volo a cui si attaccano i muscoli pettorali – e hanno gli arti anteriori ridotti, che vanno da quasi assenti nel kiwi a ancora evidenti ma di dimensioni ridotte nello struzzo.

Però, ci sono molti modi in cui particolari tratti convergenti possono evolvere.

"Prima della genomica, si potrebbero usare strumenti di sviluppo per capire se gli stessi o diversi meccanismi di sviluppo sembravano essere coinvolti in fenotipi convergenti, ma l'idea dei livelli di convergenza – stessa mutazione, stesso gene, o stesso percorso - si è sviluppato in gran parte perché è possibile cercare queste cose nel genoma ora, "dice Tim Sackton, direttore di Bioinformatica ad Harvard. "Nei ratiti, Per esempio, siamo stati in grado di dimostrare che le stesse regioni del genoma che controllano dove e quando vengono espressi determinati geni si evolvono ripetutamente negli uccelli incapaci di volare, ma questo non sembra coinvolgere le stesse mutazioni nucleotidiche".

Evoluzione divergente

E sì, dove alcuni tratti convergono da angoli completamente diversi del mondo vivente, è vero anche il contrario:l'evoluzione divergente è il processo mediante il quale gruppi di una specie o di un organismo iniziano a sviluppare tratti diversi, suddividendosi in specie separate. Questo accade spesso quando le popolazioni di una specie sono separate geograficamente, e nel tempo si adattano alle condizioni del loro nuovo spot, che si tratti di un aumento della pressione predatrice o di fattori abiotici come un cambiamento climatico.

Un famoso esempio di evoluzione divergente fu trovato da Charles Darwin nei suoi viaggi alle Isole Galápagos nel 1836. "I fringuelli di Darwin, "come sono ora conosciuti, erano un gruppo di tanager (non veri fringuelli) che vivevano su diverse isole dell'arcipelago - la differenza principale tra loro era la forma dei loro becchi, che è cambiato nel corso delle generazioni a causa dei particolari alimenti a disposizione degli uccelli sulle diverse isole.

Ora è interessante

I koala non sono gli unici non umani con le impronte digitali:anche i parenti umani stretti come scimpanzé e gorilla le hanno. Ma, la cosa affascinante delle stampe umane e koala è che sono quasi identiche e sembrano essersi evolute indipendentemente.