Il y a environ 60 millions d’années, l’Australie a été complètement séparée des autres continents par le mouvement des plaques tectoniques. En conséquence, les formes de vie en Australie ont suivi leurs propres schémas d’évolution avec peu ou pas de mélange avec des espèces extérieures pendant plusieurs millions d’années. Au moment de la séparation, les mêmes espèces vivaient en Australie et dans d'autres parties du monde, mais au fil de nombreuses générations, les [populations séparées] ont évolué différemment. Ils vivaient dans des endroits différents, avec des climats différents, des prédateurs différents et bien d'autres circonstances différentes.
Au fur et à mesure que ces espèces évoluaient dans des directions différentes, des variations intéressantes sont apparues entre les espèces australiennes isolées et les espèces ayant évolué dans le reste du monde. Les kangourous, par exemple, ont une apparence et un fonctionnement différents de presque tout ce que l’on peut trouver en dehors de l’Australie. Mais ce qui est encore plus surprenant pour les biologistes, c'est que certaines espèces qui étaient si éloignées les unes des autres dans l'arbre de la vie évolutive qu'elles pouvaient être considérées comme étant seulement lointainement apparentées semblaient se ressembler presque exactement.
Par exemple, un rongeur primitif vivait à la fois en Australie et ailleurs au moment de la séparation. En Australie, une branche des descendants de ce rongeur a évolué pour devenir des créatures arboricoles avec des lambeaux de peau s'étendant entre leurs pattes avant et arrière, leur permettant de glisser entre les arbres au gré des courants d'air. On les appelle des phalangers volants. Dans le reste du monde, le rongeur primitif a évolué vers un groupe totalement distinct de créatures arboricoles dotées de rabats glissants :les écureuils volants.
Comment cela pourrait-il arriver? Le potentiel de développement de volets glissants était-il déjà présent chez ce rongeur primitif, rendant inévitable l’évolution d’un tel animal ? Ou est-ce que les pressions des deux environnements ont poussé la sélection naturelle à pousser les rongeurs vers une forme planante ? Et qu'en est-il des espèces qui n'ont jamais été apparentées au départ, mais qui ont quand même évolué vers des formes étonnamment similaires ?
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La situation décrite avec les écureuils volants est connue sous le nom d'évolution parallèle. . Cela se produit lorsque deux espèces apparentées se séparent, évoluent dans des lieux et des circonstances différents, mais finissent par développer bon nombre des mêmes traits. Lorsque deux espèces différentes partagent de nombreux traits, on parle de similarité morphologique. . Lorsque deux espèces totalement indépendantes développent une similitude morphologique, on parle d'évolution convergente. . Il est parfois impossible de déterminer de quel type il s'agit parce que nous n'avons pas une connaissance complète de l'évolution de l'espèce. Nous n'avons aucun moyen de savoir à quel point deux espèces étaient liées il y a des millions d'années.
La simple raison pour laquelle une évolution parallèle se produit est que des environnements similaires et des pressions démographiques similaires conduisent effectivement différentes espèces à développer des traits similaires. Un trait réussi à un endroit réussira à un autre. Mais cela ne raconte pas vraiment toute l’histoire. Après tout, il existe des millions d’espèces sur Terre, et beaucoup d’entre elles ne se ressemblent en rien. Pourquoi seules certaines espèces présentent-elles une évolution parallèle ou convergente ?
Cela a à voir avec le fonctionnement de la sélection naturelle. Une espèce peut changer d'une génération à l'autre en raison de mutations dans son code génétique ou de recombinaison d'informations génétiques par reproduction sexuée. Ces changements génétiques se manifestent sous la forme de traits nouveaux ou modifiés. Une mutation pourrait par exemple donner à une espèce d’ours une couleur beaucoup plus claire sur sa fourrure. Les traits qui donnent à l'organisme une plus grande chance de survivre suffisamment longtemps pour se reproduire sont plus susceptibles d'être transmis aux générations futures, tandis que les traits moins efficaces ne seront pas transmis aussi fréquemment. Ainsi, au fil du temps, la moyenne des traits d'une population d'organismes change :les traits les plus bénéfiques apparaissent beaucoup plus fréquemment.
Finalement, ces traits bénéfiques accumulés rendent un organisme très bien adapté pour fonctionner dans un certain environnement. Il s'agit de la niche écologique de l'espèce. . Les animaux se sont adaptés pour vivre avec succès dans cette niche, mais s’en sortiraient probablement mal en dehors. La niche de l'ours polaire se situe au sommet de la chaîne alimentaire dans le climat froid et enneigé de l'Arctique. Un ours polaire qui tenterait de vivre comme un brouteur dans la savane africaine ne s'en sortirait pas bien.
Les organismes les plus susceptibles de présenter une évolution parallèle ou convergente sont ceux qui occupent des niches écologiques similaires. La savane d'Afrique et les plaines d'Amérique du Nord sont des environnements similaires :légèrement arides, plats et couverts d'herbes. La même niche existe aux deux endroits :de grands mammifères herbivores qui vivent en troupeaux et broutent l'herbe. Les gnous et les bovins nord-américains ont évolué loin les uns des autres, mais ils présentent une incroyable similitude morphologique. Aucune des deux espèces n’a évolué pour devenir des ours polaires – cela n’aurait aucun sens. La sélection naturelle a renforcé les caractéristiques qui ont permis à ces espèces de réussir dans leur niche. Puisque la niche était la même, il n'est vraiment pas surprenant que les espèces se ressemblent.
Certaines évolutions convergentes ne dépendent pas de niches écologiques car les traits sont très avantageux pour un large éventail d'organismes. Tous les carnivores, quel que soit l’endroit où ils vivent, ont développé des dents pointues. Les oiseaux, les chauves-souris et de nombreux insectes ont développé la capacité de voler. Ils volent tous de différentes manières et pour différentes raisons, mais le vol est si bénéfique qu'il apparaît partout.
L’évolution parallèle est assez courante au niveau morphologique, mais quel rôle joue le processus génétique sous-jacent ? Découvrons-le.
Il y a deux choses à considérer concernant le rôle de la génétique dans l'évolution parallèle.
La première est que le code génétique d’une espèce donnée peut contenir le potentiel de nombreuses structures complexes qui ne sont pas réellement exprimées dans cet organisme. Imaginez une équipe de construction construisant une maison. Le plan peut contenir les instructions pour construire un ajout à l'arrière de la maison, mais à moins que l'architecte ne demande à l'équipe de construire cette partie, ils ne construiront que la maison de base, sans l'ajout. Notre équivalent génétique de l'architecte serait une autre mutation qui active la partie de l'ADN nécessaire pour réellement exprimer un trait.
Les méduses et les anémones sont des animaux avec un plan corporel radial :ils n'ont ni côté gauche ni côté droit. Cependant, il a été découvert que leur code génétique contient un marqueur d'un plan corporel bilatéral [source :Ars Technica]. Pour une raison quelconque, cela ne s'exprime pas chez les membres de la famille des méduses.
Pourquoi est-ce important pour l’évolution parallèle ? Cela montre que des organismes très primitifs peuvent disposer des outils génétiques nécessaires pour créer une plus grande complexité. Au fur et à mesure que l'organisme évolue, des espèces largement séparées peuvent développer des traits similaires, car le potentiel de ces traits était là dès le début.
La deuxième chose à considérer concerne les preuves expérimentales. Récemment, les biologistes sont allés au-delà de la morphologie dans leur examen de l'évolution parallèle. Ils ont trouvé la preuve que dans au moins certains cas, les similitudes morphologiques correspondaient à des similitudes génétiques. Les interactions chimiques des protéines et des acides aminés qui provoquent les changements morphologiques étaient également les mêmes chez deux espèces isolées l'une de l'autre depuis des millions d'années [source :ScienceDaily].
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Plus de convergencesLe thylacine, également connu sous le nom de loup de Tasmanie, est souvent utilisé comme exemple d’évolution convergente. Aujourd’hui éteint, le thylacine occupait la même niche écologique que les prédateurs canins d’autres régions du monde. Bien qu'ils n'aient pratiquement aucune relation évolutive, les thylacines et les loups gris ont une morphologie très similaire, ont à peu près la même taille et partagent de nombreuses caractéristiques.
Vous pouvez probablement voir un exemple d’évolution convergente juste devant votre fenêtre. Il existe des dizaines de milliers d’espèces de plantes, dont beaucoup n’ont aucun rapport les unes avec les autres. Pourtant, les espèces végétales du monde entier ont développé des feuilles. Bien que les feuilles se présentent sous de nombreuses formes et tailles, nous reconnaissons tous une feuille lorsque nous en voyons une, car elles sont toutes très similaires. Il existe certainement des cas d'évolution de feuilles divergentes (aiguilles de pin, par exemple), ce qui rend d'autant plus fascinant que tant d'espèces ont développé des feuilles qui se ressemblent.
