La vida, en todas sus formas es la mayor y más fascinante muestra del poder creativo impulsado por la selección natural, y cada una de esas formas de vida es única y diferente. Pero, a veces, por caprichos de la naturaleza, algunas especies terminan desarrollando soluciones muy parecidas.
La evolución convergente es el proceso mediante el cual dos organismos filogenéticamente diferentes desarrollan de forma independiente estructuras similares. Esta similitud no es producto de la casualidad, sino el resultado de que ambos linajes han estado expuesto a presiones selectivas similares, lo que ha conducido a soluciones evolutivas parecidas. Por ejemplo, el dinosaurio Ankylosaurus magniventris y el Doedicurus clavicaudatus, un mamífero, desarrollaron cuerpos robustos protegidos por una coraza ósea y una maza en la cola como mecanismo defensivo. Existen muchos ejemplos de convergencia evolutiva y algunos de ellos son muy interesantes.
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| A la izquierda Ankylosaurus magniventris dinosaurio del Cretácico Superior y a la derecha Doedicurus clavicaudatus, un armadillo gigante perteneciente a la megafauna del Pleistoceno. Créditos de la imagen, en el mismo orden: Jack Wood y Aaron Marsh. |
Cuando dos especies comparten un carácter común, es posible que ese carácter estaba presente en el ancestro común de las dos especies y éstas lo compartan simplemente porque lo han heredado (homólogo), o el carácter no se encontraba en el antepasado común, sino que se ha adquirido de manera independiente, por evolución convergente (análogo).
Distinguir bien ambos conceptos es bastante importante en biología evolutiva a la hora de reconstruir la filogenia de un determinado grupo. Un buen ejemplo de homología es el caso de las siete vértebras cervicales de los mamíferos, tanto un ratón como una jirafa o una ballena presentan exactamente siete, a pesar de las grandes diferencias en tamaño y función de sus cuellos. Por tanto, podemos inferir que el ancestro común de todos los mamíferos tenía una configuración de siete vértebras cervicales.
Además, no siempre se conocen las formas ancestrales, o bien el rango de rasgo considerados no está claramente definido. Por ello, en estos casos, distinguir entre evolución paralela y evolución convergente es bastante complicado.
Distinguir bien ambos conceptos es bastante importante en biología evolutiva a la hora de reconstruir la filogenia de un determinado grupo. Un buen ejemplo de homología es el caso de las siete vértebras cervicales de los mamíferos, tanto un ratón como una jirafa o una ballena presentan exactamente siete, a pesar de las grandes diferencias en tamaño y función de sus cuellos. Por tanto, podemos inferir que el ancestro común de todos los mamíferos tenía una configuración de siete vértebras cervicales.
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| Vista lateral del esqueleto del cuello de una jirafa, donde se indica la ubicación de las vértebras cervicales (C1 a C7). Modelo 3D extraído de aquí. Imagen editada por Ciencia Verde. |
A veces, para poder determinar si se trata de un caso de convergencia evolutiva, es necesario examinar los caracteres con detalle. A simple vista, dos organismos pueden parecer muy similares, como ocurre con las alas de pterosaurios y los murciélagos. Ambas estructuras son superficialmente parecidas, e incluso su estructura interna presentan ciertas similitudes debido a que ambos pertenecen al grupo de vertebrados amniotas. Pero, las alas están sostenidas por huesos diferentes en cada uno.
En los pterosaurios, la membrana alar estaba sostenida por una única falange muy alargada del cuarto dedo, mientras que en los murciélagos, las alas se formaron a partir de una membrana que se extiende entre los dedos segundo al quinto, también alargados. Esta diferencia estructural es la que indica que se trata de un caso de convergencia evolutiva.
Hay que tener en cuenta que este tipo de evolución complica aún más la determinación de las relaciones filogenéticas entre especies. Es común confundir casos de evolución convergente con evolución paralela, ya que un carácter que a priori parece análogo en especies no emparentadas puede ser, en realidad, un rasgo presente en dos especies que simplemente han evolucionado de forma paralela. Este podría ser el caso de similitud entre los placentarios y los marsupiales. Tradicionalmente se ha considerado como un caso de convergencia evolutiva, dado que ambos grupos siguieron trayectorias evolutivas independientes desde antes de la extinción de los dinosaurios. Pero, también podría interpretarse como un posible caso de evolución paralela, ya que ambos derivan del ancestro común de todos los mamíferos.
En los pterosaurios, la membrana alar estaba sostenida por una única falange muy alargada del cuarto dedo, mientras que en los murciélagos, las alas se formaron a partir de una membrana que se extiende entre los dedos segundo al quinto, también alargados. Esta diferencia estructural es la que indica que se trata de un caso de convergencia evolutiva.
Hay que tener en cuenta que este tipo de evolución complica aún más la determinación de las relaciones filogenéticas entre especies. Es común confundir casos de evolución convergente con evolución paralela, ya que un carácter que a priori parece análogo en especies no emparentadas puede ser, en realidad, un rasgo presente en dos especies que simplemente han evolucionado de forma paralela. Este podría ser el caso de similitud entre los placentarios y los marsupiales. Tradicionalmente se ha considerado como un caso de convergencia evolutiva, dado que ambos grupos siguieron trayectorias evolutivas independientes desde antes de la extinción de los dinosaurios. Pero, también podría interpretarse como un posible caso de evolución paralela, ya que ambos derivan del ancestro común de todos los mamíferos.
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| Evolución convergente entre mamíferos placentarios (izquierda) y marsupiales (derecha). Créditos de la imagen: Begon M, Harper JL y Townsend CR. |
Además, no siempre se conocen las formas ancestrales, o bien el rango de rasgo considerados no está claramente definido. Por ello, en estos casos, distinguir entre evolución paralela y evolución convergente es bastante complicado.
Ahora bien, desde un punto de vista genético ¿El paralelismo evolutivo y la convergencia evolutiva significa que ambos organismos han tenido que desarrollar los mismos genes para expresar una misma característica? Pues, la respuesta a esta pregunta es bastante compleja. No necesariamente todas las especies utilizan los mismos genes ni las mismas variantes genéticas para producir un rasgo en específico, aunque es posible (Feil y Berger, 2007). En el caso de que las especies emparentadas, es más probable que compartan los mismos mecanismos genéticos o similares.
Si nos ponemos muy exigentes y partimos de la idea de que los organismos tienen que ser 100 por 100 idénticos entre sí para que exista convergencia evolutiva, entonces este concepto no existiría. Dado a que es imposible que una especie pueda llegar a replicar exactamente el mismo material genético que otra y desarrollar un fenotipo exactamente igual, ya que cada linaje evoluciona de manera independiente. Por eso, la evolución convergente debe de entenderse como la aparición de rasgos similares, pero no idénticos, en organismos no emparentados que enfrentan presiones selectivas similares.
Bibliografía
- Feil, Robert & Berger, Frederic. (2007). Convergent Evolution of Genomic Imprinting in Plants and Mammals.
https://www.researchgate.net/publication/6489064_Convergent_Evolution_of_Genomic_Imprinting_in_Plants_and_Mammals
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