Convergenza evolutiva, radiazione adattativa

Uguali e diversi

Convergenza evolutiva, che parolone difficile! Cosa sarà mai? Avrà a che fare con la storia degli pneumatici? Proviamo a spiegarlo con un’altra domana: che cosa accomuna, in modo evidente, gli animali che vedete rappresentati nelle immagini qui sopra? Le ali, risponderebbe, molto probabilmente, la maggior parte degli intervistati. Infatti, è vero. Pipistrelli, farfalle, rapaci e pterosauri sono animali dotati di ali, pur appartenendo a gruppi molto diversi. Rispettivamente: mammiferi, insetti, uccelli e rettili (gli pterosauri si sono estinti 65 milioni di anni fa).

Siamo qui di fronte ad un classico esempio di convergenza evolutiva, un fenomeno per cui specie diverse, che vivono e si sono adattati ad ambienti simili, evolvono caratteristiche di forma e funzione analoghe, pur non avendo parentela in comune. Ciò accade poiché organismi anche molto differenti, se occupano ambienti con le medesime caratteristiche (in questo caso l’aria che utilizzano per spostarsi, così come fanno i pesci nell’acqua), sono sottoposti alla stessa pressione selettiva.

Esistono moltissimi esempi di convergenza evolutiva. Così tanti che non basterebbe un trattato di anatomia comparata per citarli tutti. Ma vediamone alcuni.

Strutture anatomiche

I mammiferi che si nutrono di foglie, hanno sviluppato molari larghi e piatti, con corona dotata di numerose pieghe di smalto (gli elefanti sono il classico esempio che può venire in mente), come adattamento alla necessità di masticare e triturare un cibo fibroso. Analoghe strutture avevano evoluto certi dinosauri, come i ceratopsidi o gli adrosauri, pur avendo un tipo di masticazione completamente differente, che a tutt’oggi non ha più alcun riscontro fra le specie esistenti. Questo è un tipico esempio i convergenza evolutiva distanziato da milioni di anni. Anche la natura si rinventa!

Morfologia

Foche, lamantini, balene, pinguini, squali e pesci, hanno forma del corpo simile, caratterizzata da una struttura adatta al movimento nell’ambiente acquatico, pur appartenendo a gruppi molto distanti fra loro (foche, lamantini e balene sono mammiferi che fanno parte di ordini diversi, il pinguino è un uccello, mentre pesci e squali sono vertebrati marini altrettanto lontani fra loro dal punto di vista evolutivo). Non scordiamo poi i serpenti acquatici, che hanno sfruttato la loro forma sinuosa ed un movimento adeguato per nuotare in acqua anche senza bisogno delle pinne.

Forme affusolate ed idrodinamiche: tutti esempi molto evidenti di convergenza evolutiva.

Restiamo ora nell’acqua e pensiamo alle pinne: diverse specie hanno sviluppato questi efficienti organi di movimento e stabilizzazione nel mezzo liquido; fra questi, animali presenti tuttora, come tartarughe, cetacei, pesci e squali, ma anche antichi rettili estinti come mosasauri, plesiosauri e ittiosauri. Ecco ancora un altro esempio di convergenza evolutiva.

In molti insetti, gli elementi anatomici che fanno parte dell’apparato boccale, sono simili quando gli animali occupano nicchie ecologiche affini, come nel caso di api, farfalle e scarabei che si nutrono di polline, oppure di animali che si alimentano di sangue, come pulci e zanzare.

Naturalmente non sono solo gli organismi animali a presentare questo fenomeno, ma esistono molti esempi anche nel mondo dei vegetali.

Osservate le piante che vivono in ambienti aridi: spesso hanno fusto ingrossato, foglie ridotte a spine anche quando appartengono a famiglie diverse, come Cactacee ed Euforbiacee.

Adattarsi irradiandosi

Un grande contributo alla formulazione della teoria dell’evoluzione di Charles Darwin fu la sua considerazione in merito ai becchi dei fringuelli. Anche questi osservati alle isole Galapagos. Scrive il grande naturalista nel suo taccuino: “ Viaggio di un naturalista intorno al mondo” (1839):

“Gli altri uccelli terricoli sono rappresentati da un singolarissimo gruppo di fringuelli; affini fra loro nella struttura del becco, nella brevità della coda, nella forma del corpo e nel piumaggio; ve ne sono tredici specie, che il signor Gould ha diviso in quattro sottogruppi ; osservando questa gradazione e diversità di struttura in un gruppo piccolo e molto affine di uccelli; si può realmente immaginare che da uno scarso numero originario di uccelli di quest’arcipelago; ogni singola specie di questo gruppo sia stata modificata per scopi differenti”.

La parte finale di questa citazione descrive ciò che s’intende, in biologia evoluzionistica, per radiazione adattativa; un processo per il quale gli organismi, nel corso del tempo; si differenziano da un comune progenitore in una molteplicità di forme, per utilizzare nuove risorse disponibili nell’ambiente.

E’ possibile citare numerosissimi esempi di radiazione adattativa, che toccano tutti i gruppi di organismi presenti sulla terra: animali, piante, microorganismi.

Alcune geografie, come per esempio le isole, grazie al naturale isolamento, favoriscono l’intensificarsi di questo fenomeno, che è una delle cause dell’origine di nuove specie.

Un caso interessante

Nell’ arcipelago vulcanico delle Hawaii si possono trovare diversi esempi di radiazione adattativa; un interessante caso si si riferisce ad alcuni Drepanidini, una tribù di uccelli  della famiglia Fringillidae (sottofamiglia Carduelinae), endemici in queste isole. Questi uccelli hanno iniziato il loro percorso di speciazione molto probabilmente con la nascita dell’arcipelago e, a oggi, sono presenti nelle isole più di 17 specie (erano 50 prima della colonizzazione da parte dei polinesiani), tutte con becchi diversi, che riflettono regimi alimentari diversi, specializzatisi per nicchie ecologiche differenti, onde evitare di andare in competizione in un ambiente dalle risorse evidentemente limitate.

Non solo negli uccelli

I Dactyloidae, lucertole presenti con più di 400 specie, distribuite dagli Stati Uniti sudorientali al Sud America, sono uno di più interessanti casi di radiazione adattativa nel gruppo dei rettili, e anche uno dei più studiati; nel Madagascar, l’infraordine dei Lemuri, fra i mammiferi, la famiglia Vangidae, fra gli uccelli e Dendrobatidae, fra gli anfibi sono altri emblematici casi di questo fenomeno, così come i pesci Ciclidi dei Grandi Laghi africani.

Potremmo continuare all’infinito, citando i milioni di specie che si sono succedute su questo pianeta per altrettanti miliardi di anni di storia evolutiva, ma se vieni a trovarci nel mondo dell’Arca di Noè, farai la conoscenza con molte specie che si possono considerare esempi di questi fenomeni, come per esempio i “draghi volanti”, un gruppo di lucertole che possono “volare”, planando dagli alberi con gli ampi patagi membranosi di cui sono dotate, riproponendo così l’origine del volo che probabilmente ha dato gli albori agli Pterosauri, 230 milioni di anni fa.

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