L’évolution parallèle est l’évolution indépendante de traits similaires, à partir d’une condition ancestrale similaire. C’est souvent le cas dans des lignées plus proches, où plusieurs espèces répondent à des défis similaires de la même manière.
L’un des exemples les plus spectaculaires d’évolution parallèle est fourni par les deux branches principales des mammifères, les placentaires et les marsupiaux, qui ont suivi des voies évolutives indépendantes à la suite de l’éclatement de masses terrestres telles que le Gondwanaland il y a environ 100 millions d’années. En Amérique du Sud, les marsupiaux et les placentaires partageaient l’écosystème (avant le Grand Échange américain); en Australie, les marsupiaux prévalaient; et dans l’Ancien Monde, les placentaires l’emportaient. Cependant, dans toutes ces localités, les mammifères étaient petits et ne remplissaient que des endroits limités dans l’écosystème jusqu’à l’extinction massive des dinosaures quarante millions d’années plus tard. À cette époque, les mammifères des trois masses terrestres ont commencé à prendre une plus grande variété de formes et de rôles. Alors que certaines formes étaient uniques à chaque environnement, des animaux étonnamment similaires ont souvent émergé dans deux ou trois des continents séparés. Des exemples de ceux-ci incluent les litopternes et les chevaux, dont les jambes sont difficiles à distinguer; le tigre à dents de sabre européen (Smilodon) et le marsupial sud-américain à dents de sabre (Thylacosmilus); le loup de Tasmanie et le loup européen; de même les taupes marsupiales et placentaires, les écureuils volants et (sans doute) les souris.
Évolution parallèle ou convergente
Évolution à une position d’acide aminé. Dans chaque cas, l’espèce de gauche change d’incorporation de l’alanine (A) à une position spécifique au sein d’une protéine dans un ancêtre commun hypothétique déduit de la comparaison des séquences de plusieurs espèces, et incorpore maintenant la sérine (S) sous sa forme actuelle. L’espèce de droite peut subir une évolution divergente, parallèle ou convergente à cette position d’acide aminé par rapport à celle de la première espèce.
Pour un trait particulier, en procédant dans chacune des deux lignées d’un ancêtre spécifié à un descendant ultérieur, des tendances évolutives parallèles et convergentes peuvent être strictement définies et clairement distinguées les unes des autres. Lorsque les deux descendants sont similaires sur un plan particulier, l’évolution est définie comme parallèle si les ancêtres considérés étaient également similaires, et convergente s’ils ne l’étaient pas.
Lorsque les formes ancestrales ne sont pas précisées ou inconnues, ou que l’éventail des traits considérés n’est pas clairement spécifié, la distinction entre évolution parallèle et évolution convergente devient plus subjective. Par exemple, l’exemple frappant de formes placentaires et marsupiales similaires est décrit par Richard Dawkins dans The Blind Watchmaker comme un cas d’évolution convergente, car les mammifères de chaque continent avaient une longue histoire évolutive avant l’extinction des dinosaures sous laquelle accumuler des différences pertinentes. Stephen Jay Gould décrit plusieurs des mêmes exemples comme une évolution parallèle à partir de l’ancêtre commun de tous les marsupiaux et placentaires. De nombreuses similitudes évoluées peuvent être décrites dans le concept comme une évolution parallèle à partir d’un ancêtre éloigné, à l’exception de celles où des structures très différentes sont cooptées pour une fonction similaire. Par exemple, considérons Mixotricha paradoxa, un microbe qui a assemblé un système de rangées de cils apparents et de corps basaux ressemblant étroitement à ceux des ciliés mais qui sont en fait des microorganismes symbiotes plus petits, ou les queues orientées différemment des poissons et des baleines. Inversement, tout cas dans lequel des lignées n’évoluent pas ensemble en même temps dans le même ecospace pourrait être décrit comme une évolution convergente à un moment donné.
La définition d’un trait est cruciale pour décider si un changement est considéré comme divergent, ou comme parallèle ou convergent. Dans l’image ci-dessus, notez que puisque la sérine et la thréonine possèdent des structures similaires avec une chaîne latérale d’alcool, l’exemple marqué « divergent » serait qualifié de « parallèle » si les acides aminés étaient regroupés par similitude au lieu d’être considérés individuellement. Comme autre exemple, si des gènes de deux espèces se limitent indépendamment à la même région des animaux par régulation par un certain facteur de transcription, cela peut être décrit comme un cas d’évolution parallèle – mais l’examen de la séquence d’ADN réelle ne montrera probablement que des changements divergents dans les positions individuelles des paires de base, car un nouveau site de liaison du facteur de transcription peut être ajouté à un large éventail d’endroits dans le gène avec un effet similaire.
Une situation similaire se produit compte tenu de l’homologie des structures morphologiques. Par exemple, de nombreux insectes possèdent deux paires d’ailes volantes. Chez les coléoptères, la première paire d’ailes est durcie en couvertures d’ailes avec peu de rôle en vol, tandis que chez les mouches, la deuxième paire d’ailes est condensée en petites haltères utilisées pour l’équilibre. Si les deux paires d’ailes sont considérées comme des structures homologues interchangeables, cela peut être décrit comme une réduction parallèle du nombre d’ailes, mais sinon les deux changements sont chacun des changements divergents dans une paire d’ailes.
Semblable à l’évolution convergente, le relais évolutif décrit comment des espèces indépendantes acquièrent des caractéristiques similaires par leur évolution dans des écosystèmes similaires, mais pas en même temps (nageoires dorsales des requins et des ichtyosaures).
Exemples
- Dans le règne végétal, les exemples les plus familiers d’évolution parallèle sont les formes de feuilles, où des motifs très similaires sont apparus encore et encore dans des genres et des familles distincts.
- Chez les papillons, on trouve de nombreuses similitudes étroites dans les motifs de coloration des ailes, à l’intérieur et entre les familles.
- Les porcs-épics de l’Ancien et du Nouveau monde partageaient un ancêtre commun, les deux ont évolué de structures de plumes remarquablement similaires; c’est également un exemple d’évolution convergente car des structures similaires ont évolué chez les Hérissons et les Échidnés.
- Évolution contemporaine des chevaux de broutage éteints et des paléothères éteints qui partageaient tous deux le même espace environnemental.
- Zhang, J. et Kumar, S. 1997. Détection d’évolution convergente et parallèle au niveau de la séquence d’acides aminés. Mol. Biol. Evol. 14, 527-36.
- Dawkins, R. 1986. L’Horloger Aveugle. Société Norton &.
- Mair. 1997. Qu’est-ce que la biologie. Il s’agit de l’un des principaux ouvrages de référence de l’Université Harvard. 2004. Évolution parallèle et héritage de traits quantitatifs. Naturaliste américain 163: 809-822.
- Comparaison photographique des mammifères marsupiaux et placentaires
Voir aussi
- Évolution convergente
- Relais évolutif
- Homologie (biologie)
- Mimétisme
Modèles d’évolution : Évolution convergente * Relais évolutif * Évolution parallèle
Couleur et forme : Aposématisme • Mimétisme * Crypsis
Interactions entre espèces: Mutualisme * Coopération * Prédation * Parasitisme