Circa 60 milioni di anni fa l’Australia venne completamente separata dagli altri continenti dal movimento delle placche tettoniche. Di conseguenza, le forme di vita in Australia hanno seguito i propri modelli evolutivi mescolandosi poco o nulla con le specie esterne per molti milioni di anni. Al momento della separazione, in Australia vivevano le stesse specie che vivevano in altre parti del mondo, ma nel corso di molte generazioni le popolazioni separate si sono evolute in modo diverso. Vivevano in luoghi diversi, con climi diversi, predatori diversi e molte altre circostanze diverse.
Poiché queste specie si sono evolute in direzioni diverse, sono emerse alcune variazioni interessanti tra le specie australiane isolate e le specie che si sono evolute nel resto del mondo. I canguri, ad esempio, appaiono e funzionano in modo diverso da qualsiasi cosa tu possa trovare al di fuori dell'Australia. Ma ancora più sorprendente per i biologi è che alcune specie che erano così distanti sull'albero evolutivo della vita da poter essere considerate solo lontanamente imparentate sembravano sembrare quasi esattamente identiche.
Ad esempio, un roditore primitivo viveva sia dentro che fuori dall'Australia al momento della separazione. In Australia, un ramo dei discendenti di questo roditore si è evoluto in creature che vivono sugli alberi con lembi di pelle che si estendono tra le zampe anteriori e posteriori, consentendo loro di scivolare tra gli alberi grazie alle correnti d'aria. Sono conosciuti come falangi volanti. Nel resto del mondo, il roditore primitivo si è evoluto in un gruppo totalmente separato di creature arboree dotate di alette plananti:gli scoiattoli volanti.
Come è potuto accadere? Il potenziale per sviluppare lembi plananti era già presente in quel roditore primitivo, rendendo inevitabile che un simile animale alla fine si evolvesse? Oppure le pressioni di entrambi gli ambienti hanno fatto sì che la selezione naturale spingesse i roditori a scivolare? E che dire delle specie che all'inizio non sono mai state imparentate, ma che tuttavia si sono evolute in forme sorprendentemente simili?
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La situazione descritta con gli scoiattoli volanti è nota come evoluzione parallela . Si verifica quando due specie imparentate si dividono l’una dall’altra, si evolvono in luoghi e circostanze diversi, ma finiscono per sviluppare molti degli stessi tratti. Quando due specie diverse condividono molti tratti, si parla di somiglianza morfologica . Quando due specie completamente indipendenti sviluppano una somiglianza morfologica, si parla di evoluzione convergente . A volte è impossibile decidere di quale tipo si tratti perché non abbiamo una conoscenza completa della documentazione evolutiva. Non abbiamo modo di sapere quanto strettamente fossero imparentate due specie milioni di anni fa.
La semplice ragione per cui avviene l’evoluzione parallela è che ambienti simili e pressioni demografiche simili portano effettivamente specie diverse a sviluppare tratti simili. Una caratteristica di successo in un posto avrà successo in un altro. Ma questo non racconta davvero tutta la storia. Dopotutto, ci sono milioni di specie sulla Terra e molte di loro non si somigliano per niente. Perché solo alcune specie mostrano un'evoluzione parallela o convergente?
Ha a che fare con il modo in cui funziona la selezione naturale. Una specie può cambiare da una generazione all'altra a causa di mutazioni nel suo codice genetico o di ricombinazione delle informazioni genetiche mediante la riproduzione sessuale. Questi cambiamenti genetici si presentano come tratti nuovi o alterati. Ad esempio, una mutazione potrebbe far sì che una specie di orso abbia una colorazione molto più chiara sulla pelliccia. I tratti che danno all'organismo una maggiore possibilità di sopravvivere abbastanza a lungo da riprodursi hanno maggiori probabilità di essere trasmessi alle generazioni future, mentre i tratti meno riusciti non verranno trasmessi con la stessa frequenza. Pertanto, nel tempo, la media dei tratti di una popolazione di organismi cambia:i tratti più benefici si manifestano con una frequenza molto maggiore.
Alla fine, questi tratti benefici accumulati rendono un organismo molto adatto a funzionare in un determinato ambiente. Questa è la nicchia ecologica della specie . Gli animali si sono adattati per vivere con successo all’interno di quella nicchia, ma probabilmente se la caverebbero male al di fuori di essa. La nicchia dell'orso polare è in cima alla catena alimentare nel clima freddo e nevoso dell'Artico. Un orso polare che cercasse di vivere da pascolo nella savana africana non se la passerebbe bene.
Gli organismi che hanno maggiori probabilità di mostrare un'evoluzione parallela o convergente sono quelli che occupano nicchie ecologiche simili. La savana africana e le pianure del Nord America sono ambienti simili:leggermente aridi, pianeggianti e ricoperti di erba. In entrambi i luoghi esiste la stessa nicchia:grandi mammiferi erbivori che vivono in branchi e pascolano sull'erba. Gli gnu e i bovini nordamericani si sono evoluti molto distanti tra loro, ma hanno un'incredibile somiglianza morfologica. Nessuna delle due specie si è evoluta in orsi polari:questo non avrebbe senso. La selezione naturale ha rafforzato i tratti che hanno consentito a quelle specie di avere successo nella loro nicchia. Dato che la nicchia era la stessa, non è una grande sorpresa che le specie siano identiche.
Alcune evoluzioni convergenti non dipendono da nicchie ecologiche perché i tratti sono molto vantaggiosi per un'ampia gamma di organismi. Tutti i carnivori, indipendentemente da dove vivono, hanno sviluppato denti aguzzi. Uccelli, pipistrelli e molti insetti hanno sviluppato la capacità di volare. Volano tutti in modi diversi e per ragioni diverse, ma il volo è così vantaggioso che si vede ovunque.
L'evoluzione parallela è abbastanza comune a livello morfologico, ma che ruolo gioca il processo genetico sottostante? Scopriamolo.
Ci sono due cose da considerare riguardo al ruolo della genetica nell'evoluzione parallela.
Il primo è che il codice genetico di una data specie può contenere il potenziale per molte strutture complesse che in realtà non sono espresse in quell'organismo. Immagina una squadra di costruzione che costruisce una casa. Il progetto può contenere le istruzioni per costruire un'aggiunta sul retro della casa, ma a meno che l'architetto non dica alla squadra di costruire quella parte, costruiranno solo la casa base, senza l'aggiunta. Il nostro equivalente genetico dell'architetto sarebbe un'altra mutazione che attiva la porzione di DNA necessaria per esprimere effettivamente un tratto.
Le meduse e gli anemoni sono animali con una pianta corporea radiale:non hanno né un lato sinistro né un lato destro. Tuttavia, è stato scoperto che il loro codice genetico contiene un marcatore per un piano corporeo bilaterale [fonte:Ars Technica]. Per qualche motivo non è espresso nei membri della famiglia delle meduse.
Perché questo è importante per l’evoluzione parallela? Dimostra che gli organismi molto primitivi possono avere a disposizione gli strumenti genetici per creare una maggiore complessità. Man mano che l'organismo si evolve, specie ampiamente separate possono sviluppare tratti simili perché il potenziale per tali tratti era presente fin dall'inizio.
La seconda cosa da considerare è l’evidenza sperimentale. Recentemente, i biologi sono andati oltre la morfologia nel loro studio dell’evoluzione parallela. Hanno trovato la prova che, almeno in alcuni casi, le somiglianze morfologiche erano accompagnate da somiglianze genetiche. Anche le interazioni chimiche di proteine e amminoacidi che causano i cambiamenti morfologici erano le stesse in due specie isolate l'una dall'altra per milioni di anni [fonte:ScienceDaily].
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Più convergenzeIl tilacino, noto anche come lupo della Tasmania, è spesso usato come un ottimo esempio di evoluzione convergente. Ora estinto, il tilacino occupava la stessa nicchia ecologica dei predatori canini in altre parti del mondo. Nonostante non abbiano quasi alcuna relazione evolutiva, i tilacini e i lupi grigi hanno una morfologia molto simile, hanno più o meno le stesse dimensioni e condividono molte caratteristiche.
Probabilmente puoi vedere un esempio di evoluzione convergente proprio fuori dalla tua finestra. Esistono decine di migliaia di specie di piante, molte delle quali non correlate tra loro. Eppure le specie vegetali in tutto il mondo hanno evoluto le foglie. Sebbene le foglie siano disponibili in molte forme e dimensioni, tutti riconosciamo una foglia quando ne vediamo una, perché sono tutte molto simili. Esistono certamente casi di evoluzione fogliare divergente (ad esempio gli aghi di pino), il che rende ancora più affascinante il fatto che così tante specie abbiano evoluto foglie che sembrano identiche.
