Definizione di evoluzione divergente
L’evoluzione divergente è il processo per cui gruppi provenienti dallo stesso antenato comune si evolvono e accumulano differenze, dando luogo alla formazione di nuove specie.
L’evoluzione divergente può avvenire come risposta a cambiamenti di fattori abiotici, come un cambiamento delle condizioni ambientali, o quando una nuova nicchia diventa disponibile. In alternativa, l’evoluzione divergente può avvenire in risposta a cambiamenti nei fattori biotici, come l’aumento o la diminuzione della pressione della competizione o della predazione.
Come le pressioni selettive vengono esercitate sugli organismi, essi devono sviluppare tratti adattivi per sopravvivere e mantenere la loro fitness riproduttiva. Le differenze possono essere minori, come il cambiamento di forma, dimensione o funzione di una sola struttura, o possono essere più pronunciate e numerose, risultando in una struttura corporea o in un fenotipo completamente diverso.
L’evoluzione divergente porta alla speciazione e funziona sulla base della variazione all’interno del pool genico di una popolazione. Se una barriera riproduttiva separa due gruppi all’interno di una popolazione, i diversi geni che controllano vari aspetti della capacità di un organismo di sopravvivere e riprodursi aumentano o diminuiscono di frequenza quando il flusso genico è limitato. La speciazione allopatrica e la speciazione peripatrica si verificano quando la barriera riproduttiva è causata da una barriera fisica o geografica, come un fiume o una catena montuosa. In alternativa, la speciazione simpatrica e la speciazione parapatrica avvengono all’interno della stessa area geografica.
Attraverso l’evoluzione divergente, gli organismi possono sviluppare strutture omologhe. Si tratta di strutture anatomicamente simili, che sono presenti nell’antenato comune e persistono negli organismi divergenti, anche se hanno evoluto funzioni dissimili.
L’immagine mostra un esempio di ossa omologhe trovate nell’arto anteriore di quattro diversi tipi di mammiferi.
Si ipotizza generalmente che un maggior numero di differenze tra specie affini indichi un tempo maggiore da quando hanno subito la divergenza. Tuttavia, ci sono casi in cui organismi non correlati evolvono indipendentemente strutture analoghe con aspetto o funzione simili. Questo è noto come evoluzione convergente.
Esempi di evoluzione divergente
I fringuelli di Darwin
Uno dei più famosi esempi di evoluzione divergente fu osservato da Charles Darwin, e documentato nel suo libro L’origine delle specie. Tuttavia, le popolazioni di uccelli di ogni isola differivano da quelle delle isole vicine per la forma e la dimensione dei loro becchi.
Darwin suggerì che ognuna delle specie di uccelli era originariamente appartenuta ad una singola specie antenata comune, che aveva subito modifiche delle sue caratteristiche in base al tipo di fonte di cibo disponibile su ogni isola. Per esempio, gli uccelli che si nutrivano di semi e noci hanno sviluppato grandi becchi schiaccianti, mentre i mangiatori di cactus hanno sviluppato becchi più lunghi, e becchi più sottili si sono evoluti negli uccelli che si nutrivano raccogliendo insetti dagli alberi.
Quando la forma ancestrale dei fringuelli colonizzò inizialmente ogni isola, ogni gruppo conteneva individui che erano in grado di adattarsi meglio alle condizioni e alle fonti di cibo disponibili. Questi individui sono sopravvissuti e si sono riprodotti nel loro nuovo habitat. Così facendo, i geni che controllavano alcuni aspetti favorevoli (ad esempio, becchi più lunghi adatti ad accedere al nettare in profondità nei fiori) si sono diffusi in tutto il pool genetico, mentre gli individui senza caratteristiche favorite si sono estinti. Questo è il processo di selezione naturale.
Il caso dei “Fringuelli di Darwin” (gli uccelli appartengono in realtà alla famiglia delle tanager e non sono veri fringuelli) è un esempio di radiazione adattativa, che è una forma di evoluzione divergente.
La radiazione adattativa è una caratteristica comune in arcipelaghi come le Galapagos e le Hawaii, così come in “habitat insulari” metaforici come le catene montuose. Questo perché il flusso genico tra le isole è limitato quando la migrazione non è costante; tuttavia, la scala dell’effetto dipende dalla capacità di dispersione dell’organismo.
L’evoluzione dei primati
Tutti i primati sulla Terra si sono evoluti da un unico antenato comune, molto probabilmente un mammifero insettivoro simile a un primate, vissuto circa 65 milioni di anni fa nell’Era Mesozoica. A quel tempo, i continenti del mondo erano per lo più collegati. Le prove fossili suggeriscono che questi animali primitivi vivevano una vita arboricola, con una buona vista e mani e piedi adattati ad arrampicarsi sugli alberi.
Circa 55 milioni di anni fa, si sono evoluti i primi veri primati, che si sono differenziati in proscimmie e scimmie.
Le proscimmie ancestrali assomigliano per lo più alle proscimmie moderne, che includono i lemuri (endemici del Madagascar), i lori, i tarsi e i bush babies. Questi hanno un cervello piccolo e un corpo relativamente piccolo, con un naso bagnato simile a quello di un cane. Sono spesso notturni, con caratteristiche del corpo che sono considerate “primitive”, rispetto ad altri primati.
La successiva grande divergenza si è verificata circa 35 milioni di anni fa nell’altro ramo filogenetico dei primati, le scimmie. Questo evento ha portato alla divergenza dell’antenato comune di tutte le scimmie del Nuovo Mondo e delle scimmie del Vecchio Mondo.
Si ipotizza che i due gruppi abbiano subito un’evoluzione divergente come conseguenza della speciazione allopatrica. Poiché i continenti dell’America e dell’Eurasia si erano ormai separati, la scissione potrebbe essere stata causata da una migrazione casuale attraverso l’Oceano Atlantico.
Le scimmie del Nuovo Mondo o Platyrrhines, sono native dell’America centrale e meridionale, così come del Messico. Hanno sviluppato nasi piatti e code prensili, che agiscono come un quinto arto e hanno la capacità di aggrapparsi agli alberi e ai rami. Questi includono famiglie familiari come i cappuccini e le scimmie ragno (famiglia: Cebidae), le uistitì (Callitrichidae) e le scimmie urlatrici (Atelidae).
L’antenato comune delle scimmie del Vecchio Mondo e delle scimmie si divise circa 25 milioni di anni fa. Le scimmie del Vecchio Mondo, o Catarrhini, sono native dell’Africa e dell’Asia, e mostrano una gamma di adattamenti diversi a molti tipi di habitat, dalle foreste pluviali alla savana, alle montagne e agli arbusti. Ci sono sia Catarrhini terrestri che arboricoli, molti dei quali sono familiari, come i macachi (genere: Macaca), babbuini (Papio) e languri (Semnopithecus).
È importante ricordare che i moderni primati che vediamo oggi non si sono evoluti l’uno dall’altro nonostante le loro somiglianze (per esempio, le grandi scimmie non si sono evolute da quelle minori), ma che discendono da un unico antenato comune che ha formato due specie diverse attraverso l’evoluzione divergente.
Il Kit Fox e la Fox
Due specie che sono molto vicine e hanno subito un’evoluzione divergente sono il kit fox (Vulpes macrotis) e la volpe artica (Vulpes lagopus).
La volpe kit è originaria del Nord America occidentale, ed è adattata agli ambienti desertici; ha una colorazione sabbiosa, e grandi orecchie, che la aiutano a rimuovere il calore corporeo in eccesso.
La volpe artica è originaria delle regioni artiche e vive nel bioma della tundra artica dell’emisfero nord. Meglio adattata ai climi freddi, ha una pelliccia spessa, bianca d’inverno e marrone d’estate, e una forma del corpo piccola e rotonda che minimizza la perdita di calore.
Derivando da un antenato comune recente, entrambe queste specie hanno dovuto adattarsi ai loro habitat estremamente diversi. Si sono evolute in due specie che sono chiaramente molto distinte in termini di orecchie e mantelli, anche se conservano ancora la maggior parte delle loro caratteristiche ancestrali.
- Evoluzione convergente – Il processo per cui specie che non sono strettamente correlate, evolvono indipendentemente strutture simili dal punto di vista funzionale o visivo.
- Evoluzione parallela – Il processo in cui specie affini, ma distinte, evolvono indipendentemente strutture simili.
- Speciazione – Il processo in cui si formano specie nuove e distinte.
- Selezione naturale – Il processo in cui le specie meglio adattate al loro ambiente sopravvivono e si riproducono, mentre quelle disadattate no.
Quiz
1. Le strutture presenti nell’antenato comune di due specie e che persistono nella loro discendenza evoluta, anche se con una forma o funzione diversa, sono note come:
A. Strutture analoghe
B. Strutture omologhe
C. Strutture divergenti
D. Strutture Vestigiali
2. La radiazione adattativa vista nel caso dei fringuelli delle Galapagos è il risultato di:
A. L’alta incidenza della migrazione tra le isole
B. Lo sviluppo di strutture analoghe
C. Le popolazioni di uccelli che si adattano a riempire le nicchie disponibili
D. Tutto quanto sopra
3. Quale delle seguenti affermazioni è vera? Gli esseri umani sono più evoluti degli scimpanzé
B. Le scimmie del Nuovo Mondo si sono evolute dalle scimmie del Vecchio Mondo
C. I gorilla e i lemuri hanno un antenato comune
D. Le scimmie si sono evolute dalle proscimmie