L'evoluzione convergente è quando diversi organismi evolvono indipendentemente tratti simili.
Ad esempio, squali e delfini sembrano relativamente simili nonostante siano completamente indipendenti. Gli squali sono pesci che depongono le uova con la mortale capacità di fiutare il sangue nell'acqua, mentre i delfini sono curiosi mammiferi che navigano facendo suoni schioccanti e ascoltando i loro echi. Queste differenze non sono troppo sorprendenti, considerando che l'ultimo antenato del duo ha nuotato nei mari circa 290 milioni di anni fa.
Da quell'antico antenato comune, un lignaggio si estendeva sulla terra e si evolveva in mammiferi, tra cui il lupo Pakicetus, che sarebbe poi tornato in acqua e si sarebbe evoluto in balene e delfini. Un altro lignaggio rimase messo nell'oceano, subendo modifiche per diventare lo squalo moderno. Eppure, nonostante i loro percorsi tortuosi, entrambi gli animali finirono in nicchie evolutive simili: nuotatori aerodinamici con pelle liscia e pinne affettate all'acqua ideali per inseguire le prede.
Ciascuno degli habitat terrestri presenta le proprie sfide. A volte, diverse specie sviluppano la stessa soluzione allo stesso problema. I biologi chiamano questo processo - quando due organismi condividono caratteristiche che non hanno ereditato congiuntamente da un antenato comune - evoluzione convergente.
Evoluzione convergente e divergente
Gli esempi classici di evoluzione, come i fringuelli di Darwin, dimostrano il processo opposto: evoluzione divergente. Diventato popolare alla fine del 1800 dal missionario e naturalista americano J. T. Gulick, il termine descrive una singola specie diventando molte per adattarsi a ruoli diversi in un determinato contesto. Tra i fringuelli delle Galápagos, ad esempio, la forma del becco è cambiata (o divergente) per adattarsi meglio ai diversi tipi di cibo disponibili su varie isole.
Al contrario, l'evoluzione convergente si verifica quando le specie iniziano a distinguersi e poi diventano più simili. Ad esempio, immagina di scaricare un assortimento di pappagalli e tucani sulla stessa isola. Gli individui con becchi che erano inefficaci per afferrare i bug potrebbero morire di fame e morire senza trasmettere i loro geni dal becco cattivo alla prole. Ma i pappagalli e i tucani hanno la fortuna di avere becchi che hanno avuto più successo nell'afferrare gli insetti, sopravviverebbero e trasmetterebbero i geni per quei becchi che catturano gli insetti. Generazioni più tardi, i discendenti di entrambe le specie potrebbero convergere sulla stessa forma del becco, poiché è il disegno di maggior successo per sopravvivere in quell'habitat.
I concetti alla base dell'evoluzione convergente possono essere fatti risalire a Richard Owen, un biologo britannico che, nonostante dubitasse della teoria dell'evoluzione di Darwin, a metà del 1800 ha sottolineato la differenza tra animali con parti del corpo costruite in modo simile (omologhi) e parti del corpo che hanno scopi simili (analoghi). La pinna di un delfino e una mano umana, ad esempio, sono omologhe perché hanno la stessa struttura ossea, nonostante le loro funzioni divergano dal nostro ultimo antenato comune. D'altra parte, la pinna del delfino è un analogo della pinna dello squalo: hanno lo stesso scopo ma forme diverse perché si sono evolute in modo indipendente (e convergente).
Esempi di evoluzione convergente
Gli esempi di evoluzione convergente abbondano, ma sono più facili da vedere in specie animali familiari. Ad esempio, i panda giganti hanno parti del corpo che ricordano i pollici, che gli animali usano per afferrare il bambù, come ha descritto il biologo Stephen Jay Gould nella rivista Incorporating Nature negli anni '70. Sia gli esseri umani che i polpi hanno occhi simili a quelli di una telecamera con un'iride, una lente e una retina, tutte parti essenziali di un dispositivo di imaging. E sia i pipistrelli che gli uccelli hanno le ali.
Per quanto simili possano apparire questi tratti, uno sguardo più attento rivela le loro origini indipendenti. Una zampa di panda, con le sue cinque cifre e un osso tozzo, tozzo, sporgente dal suo palmo, non assomiglia affatto a una mano umana. Ciò ha senso, dato che i primati hanno evoluto i pollici opponibili circa 50 milioni di anni fa, mentre i panda lo hanno fatto meno di 20 milioni di anni fa (e il nostro ultimo antenato comune visse da 65 a 90 milioni di anni fa). Allo stesso modo, il cablaggio unico degli occhi di polpo significa che mancano di punti ciechi. E mentre le ali di un uccello sono più simili alle "braccia", le ali di pipistrello sembrano più "mani" con dita sottili. Per usare le categorie di Owen, queste sono parti del corpo analoghe, non omologhe.
Il motore dell'evoluzione convergente è la disponibilità di ruoli specifici offerti dall'ambiente. Gli oceani lanciano predatori che nuotano rapidamente, siano essi squali o delfini. I cieli hanno bisogno di volantini e le creature che vivono o si occupano ampiamente degli alberi devono essere in grado di afferrare i rami con una coda, mani o artigli.
Uno degli esempi più drammatici dei nostri giorni sono due interi gruppi convergenti di animali: i mammiferi marsupiali australiani, che trascorrono i loro primi giorni in marsupi, e i mammiferi nati da placenta, che abitano il resto del mondo. Poiché l'Australia si è separata dagli altri continenti decine di milioni di anni fa, le sue specie animali si sono evolute in qualche modo indipendentemente. Tuttavia, molte nicchie sono state riempite da animali che sembrano molto simili alle loro controparti in Africa, nelle Americhe e in Eurasia.
Per scavare sottoterra, ci sono talpe e talpe marsupiali. Per avventurarsi lungo il terreno, i topi incontrano la loro partita nelle mulgaras australiane. E per cacciare altri piccoli mammiferi, la tilacina ormai estinta sembrava e camminava esattamente come un cane o un lupo, tranne che anche lei portava i suoi piccoli in un marsupio come fa un canguro. Poiché ruoli simili - come lo scavatore, lo scamperer e il cacciatore - esistevano su entrambi i lati dell'oceano, l'evoluzione convergeva su progetti simili in entrambi i luoghi.
L'evoluzione convergente è inevitabile?
Il reperto fossile rivela che gli stessi schemi si sono svolti attraverso eoni e molteplici eventi di estinzione, con pinne, gambe, conchiglie corazzate e artigli che appaiono come pacchetti familiari in ambienti simili. Il fenomeno ha portato i biologi evoluzionisti a chiedersi in che misura l'evoluzione è un processo casuale e in che misura il suo esito è fissato dall'ambiente. Come si chiedeva Gould, se potessimo riprodurre la storia della Terra dall'inizio, l'albero della vita avrebbe preso la stessa forma?
Delineare chiaramente casi di evoluzione convergente, tuttavia, non è in bianco e nero. È strettamente correlato all'evoluzione parallela, in cui una specie si trova in due ambienti diversi e sviluppa lo stesso adattamento a ciascuno. A partire dallo stesso piano corporeo, l'evoluzione si muove a scatti, non esattamente "convergendo" su un adattamento nuovo e simile. Alcuni scienziati considerano l'evoluzione marsupiale parallela a quella dei mammiferi della placenta, mentre altri discutono se l'evoluzione parallela sia solo una forma meno estrema di evoluzione convergente.
Sia l'evoluzione convergente che parallela servono a ricordare che la selezione naturale non ha un percorso privilegiato, nessun arco intrinseco da base ad avanzato. Le specie possono divergere, convergere e divergere di nuovo. L'evoluzione insiste solo sul fatto che le specie adottano strategie di sopravvivenza che funzionano in un determinato ambiente, indipendentemente da dove provengano tali strategie.
