Convergence évolutive

L’oiseau-mouche (à gauche) et le moro sphinx (Lepidoptera,Sphingidae) (à droite) ont en commun un bec et une trompe de longueur adaptée pour puiser le nectar et une capacité au vol stationnaire.

La convergence évolutive est le mécanisme évolutif expliquant les ressemblances morphologiques, parfois comportementales, entre des espèces soumises aux mêmes contraintes environnementales. Plus généralement, ce terme s’applique aussi à l’évolution d’autres systèmes adaptatifs comme les groupes humains ou les civilisations.

Évolution convergente en biologie

En biologie de l’évolution, la convergence ou homoplasie est la présence chez deux espèces, de caractères analogues, d’une même adaptation, mais qui n’a pas été hérité d’un ancêtre commun. Elle résulte de deux évolutions indépendantes dans un même type d’environnement. Elle ne doit donc pas être confondue avec la symplésiomorphie qui désigne, au contraire, une similarité due à un ancêtre commun.

La convergence évolutive est interprétée comme le résultat d’une évolution vers une même réponse au sein de deux taxons soumis à un même problème adaptatif qu’il s’agisse d’une pression de sélection naturelle ou sexuelle.

Dans certains cas, les différences entre deux espèces convergentes peuvent être assez faibles à première vue, et conduire à des erreurs de classification phylogénétique. Ainsi, ce n’est qu’en 1693, que le naturaliste John Ray établit que les cétacés appartiennent bien à la classe des mammifères malgré une forte ressemblance avec les poissons due à des évolutions convergentes ayant mené, dans les deux cas, à une adaptation au milieu aquatique.

Quelques exemples de caractères convergents liés à l’adaptation

L’une des principales sources d’adaptations convergentes est liée à la place occupée par les espèces dans leur chaîne alimentaire. Au bas de la chaîne, les végétaliens développent un appareil digestif très spécifique leur permettant de digérer les fibres végétales. Le faible apport calorique de leur nourriture les oblige à passer plus de temps à manger et à avoir des intestins plus longs. On retrouve aussi parmi les prédateurs des évolutions convergentes liées aux spécificités de l'écosystème et à la technique de chasse (à l’affût, à la course, etc.) : au sein des oiseaux (rapaces nocturnes), des mammifères aquatiques (cétacés) ou des mammifères volants (chauve-souris) on retrouve ainsi des capacités d'écholocation apparues indépendamment.

Morphologies convergentes

La forme hydrodynamique et les nageoires sont apparues dans de multiples taxons de façon totalement indépendante : bien évidemment chez les poissons et chez les ichtyosaures (des reptiles marins aujourd’hui disparus) mais aussi chez les oiseaux manchots ainsi que dans trois ordres différents parmi les mammifères aquatiques : les carnivores (pinnipèdes dont les otaries) apparentés au chien, les cétacés (comme le grand dauphin) apparentés à l’hippopotame et les siréniens apparentés à l’éléphant. Cette évolution morphologique analogue est liée au fait que la force de trainée exercée par l’eau sur un corps en mouvement est diminuée pour des profils en forme d’ogive. Puisque toutes ces espèces sont soumises à cette même contrainte hydromécanique, elles ont, chacune de leur côté, évolué vers une solution adaptative très similaire au problème des déplacements en milieu aquatique.

Le hareng est un poisson osseux.	Les ichthyosaures étaient des reptiles.	Les manchots à jugulaire sont des oiseaux aquatiques.	Les cétacés (dauphin) sont en fait proches des hippopotames.	Les siréniens (dugong) sont en fait proches des éléphants.

En plus de l’exemple illustré ci-dessus, on peut citer de nombreux autres exemples de convergence évolutive :

• La forme aérodynamique et les ailes sont également apparues dans de multiples taxons de façon totalement indépendante.
• Chez les hippopotames et les crocodiles, les yeux et les narines sont positionnés sur le sommet du crâne ce qui leur permet de voir et de respirer lors leurs déplacements sous la surface de l’eau. Ce trait morphologique n’est pas hérité d’un ancêtre commun mais a évolué de façon indépendante chez ces reptiles et ces mammifères.
• La comparaison des marsupiaux d’Océanie avec les mammifères placentaires du reste du monde révèle des cas d’évolution convergente typiques : on trouve ainsi un « loup marsupial », très semblable aux canidés comme le loup, ou les « souris marsupiales » dont la morphologie évoque fortement celle des souris, etc.

Le loup de Tasmanie ressemble au chien dont il a la morphologie, c’est pourtant un marsupial.	Le chacal doré (Canis aureus) est un vrai canidé de la classe des mammifères placentaires.

• Chez les oiseaux, on peut constater une frappante évolution convergente entre le condor (de la famille des cathartidés) et par exemple le vautour fauve (de la famille des accipitridés). Ces deux familles de charognards occupant une même niche écologique, elles ont développé des caractéristiques physiques semblables : le cou long et la tête nue adaptés au dépeçage des carcasses, ou encore de grandes ailes adaptées au vol plané en quête de nourriture.
• La morphologie similaire des pattes antérieures de la taupe (mammifère) et de la courtilière (insecte) est une adaptation convergente à la vie fouisseuse. La taupe et la courtilière ont des pattes antérieures larges et puissantes pour creuser la terre, mais ces deux espèces ne sont pas du tout de la même famille et même pas de la même classe.
• Chez les insectes, un bel exemple d’évolution convergente est fourni par la ressemblance morphologique entre le mantispe et la mante religieuse.
• Les ostracodes, les lamellibranches, et les brachiopodes, sont des animaux qui vivent à l’intérieur d’une coquille rigide bivalve, alors qu’ils appartiennent à trois embranchements distincts (respectivement, arthropodes, mollusques, et brachiopodes).

Un pourcentage significatif d'euphorbiacées sont succulentes, dont certaines, comme ci-dessus, ressemblent étonnamment à des cactées. Ces deux familles ont adopté les mêmes stratégies face au stress hydrique.

• Les plantes grasses ou plantes succulentes sont adaptées aux climats et aux sols les plus secs. Elles sont issues par convergence de familles très diverses : cactées, aizoacées, euphorbiacées, portulacacées, asclépiadacées, composées, etc.

• Les plantes aquatiques ressemblent par leur morphologie aux algues de différents phyllums par convergence évolutive à la vie aquatique. L'adaptation est apparue de façon indépendante chez certaines Angiospermes terrestres qui sont reparties secondairement à la conquête des eaux douces (potamogétonacées, hydrocharitacées, utriculaires, etc.) ou même des eaux marines (zostéracées, posidoniacées).

Anatomies convergentes

Les deux types d'yeux à cristallin des Vertébrés (à rétine inversée) et des Céphalopodes (à rétine directe) représentent des adaptations convergentes hétérologues à la vision.

Convergences comportementales

Comportement individuel

Comportement collectif

On peut retrouver le phénomène de convergence évolutive à l'échelle des sociétés animales. Les colonies d’insectes sociaux et de rats-taupes nus ont un mode d’organisation analogue appelé eusocialité, qui comprend une reine, des reproducteurs et des ouvriers stériles.

Il y a aussi des ressemblances dans le comportement grégaire des bancs de poissons, des troupeaux de mammifères, des nuées d'insectes et des vols d'oiseaux.

Convergences évolutives dans l'espèce humaine

Convergences évolutives en génétique humaine

Le patrimoine génétique, qui diffère légèrement selon les groupes humains, peut présenter la marque d'homoplasies. Un exemple est donné par la capacité à digérer le lactose. Alors que la majorité de la population mondiale est intolérante au lactose à l'âge adulte, des ethnies pratiquant traditionnellement l'élevage restent tolérantes au lactose. Cette tolérance est essentiellement répandue d'une part dans les populations européennes où l'élevage est pratiqué depuis le néolithique et d'autre part dans les populations pastorales africaines. Cependant, les mutations génétiques rendant tolérantes au lactose les populations européennes sont différentes des mutations génétiques des populations africaines. Ces deux types de mutations sont considérées comme un exemple de convergence dans l'évolution du génome humain^[1],[2].

Évolution convergente des sociétés humaines

Le concept de convergence évolutive s’inscrit dans le paradigme évolutionniste de l’étude des sociétés humaines. Dans les approches darwiniennes voire adaptationnistes en ce domaine, les cas de convergence reflètent les pression de sélection analogues auxquelles sont soumis les groupes humains^[3].

Convergences technologiques dans l'histoire humaine

Certaines technologies ont été inventées indépendamment par plusieurs civilisations sans qu’on ait pu montrer qu’elles avaient été transmises par des civilisations antérieures. C’est le cas de l’écriture apparue indépendamment dans les civilisations sumérienne vers 3000 av. J.-C., chinoise vers 1300 av. J.-C. et précolombienne vers 650 av. J.-C. On peut aussi citer le cas des mathématiques et de l’astronomie qui furent inventées indépendamment par des civilisations eurasiennes et des civilisations précolombiennes.

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes

• Analogie
• Mimétisme

• Portail de l’origine et de l’évolution du vivant