adaptations évolutives parallèles

( FLP ) Bonjour, existe-t'il des cas de convergences cladistiques dans l'évolution ? 

( ChatGPT ) Oui, il existe de nombreux exemples de...     bla bla

( FLP) Dommage mais tu parles ici de convergences phénétiques

( ChatGPT ) Tu as raison, les exemples que j’ai donnés relèvent principalement de la convergence phénotypique ou morphologique, c'est-à-dire des similitudes d'apparence ou de fonction sans lien de parenté direct. Concernant la convergence cladistique, qui traite des lignées évolutives et non uniquement des caractéristiques observables, il est plus rare de trouver des exemples précis, mais cela reste un phénomène intéressant.

La convergence cladistique concerne des organismes qui, bien que se situant sur des branches évolutives distinctes (c'est-à-dire des clades différents), montrent une certaine similarité dans leur classification phylogénétique à un niveau plus détaillé. Cela implique souvent que des organismes ayant des ancêtres éloignés finissent par partager certaines relations génétiques ou taxonomiques surprenantes, dues à des facteurs tels que des contraintes évolutives communes ou des mécanismes moléculaires sous-jacents similaires.

Voici quelques idées qui pourraient correspondre à la convergence cladistique, même si elle est difficile à documenter aussi précisément que la convergence phénotypique :

1. Les plantes C4 (comme le maïs) et les plantes CAM (comme les cactus) ont évolué indépendamment des voies métaboliques similaires pour effectuer la photosynthèse dans des environnements chauds et arides. Cette convergence ne concerne pas seulement des adaptations morphologiques, mais aussi des mécanismes biochimiques similaires qui ont émergé de manière indépendante dans différentes lignées de plantes. On pourrait considérer cela comme une convergence moléculaire et cladistique, car ces voies se sont développées indépendamment dans différents groupes de plantes.

2. Les cyanobactéries et les plantes photosynthétiques  Bien que les plantes et les cyanobactéries soient très éloignées sur le plan phylogénétique, les deux groupes ont convergé sur l'utilisation de la photosynthèse comme mécanisme pour convertir l'énergie solaire en énergie chimique. Ce processus implique une série de gènes similaires qui sont présents dans ces deux clades, même s’ils ont divergé il y a très longtemps.

3. La perte d’organes sensoriels en milieux extrêmes Dans des groupes aussi divers que certains poissons des cavernes, des arthropodes et des mammifères, la perte de structures comme les yeux dans des environnements obscurs ou souterrains a évolué indépendamment dans des clades distincts. Ces adaptations montrent une convergence cladistique dans des lignées éloignées qui subissent des pressions similaires, aboutissant à des structures génétiques et développementales qui sont finalement similaires.

4. La convergence génétique dans les résistances aux toxines Certaines convergences cladistiques moléculaires sont observées dans les résistances aux toxines. Par exemple, des serpents, des grenouilles et des mammifères dans différents clades ont évolué indépendamment des mutations similaires dans des canaux ioniques pour résister aux toxines spécifiques présentes dans leur environnement ou proies, telles que la tétrodotoxine.

5. Les mécanismes de réparation de l'ADN  Des mécanismes de réparation de l'ADN très similaires sont retrouvés dans différents clades d’organismes, allant des bactéries aux eucaryotes, malgré leurs divergences évolutives. Cette convergence cladistique est dictée par des nécessités biologiques communes à tous les organismes vivant dans des environnements où l'ADN est sujet à des dommages, notamment en raison des radiations UV.

Conclusion :  La convergence cladistique est un phénomène plus subtil que la convergence phénotypique, car elle s'intéresse à des mécanismes évolutifs partagés qui apparaissent dans des lignées éloignées. Ces convergences peuvent se manifester au niveau des gènes, des protéines, ou des processus moléculaires, mais elles sont souvent difficiles à observer directement.  

( FLP ) Merci, même si je préfère phénétique à phénotypique. Ceci étant tes démos de convergences cladistiques ressemblent soit a) à des atavismes (lointains héritages) adn ou arn. Soit b) à des convergences phénétiques fines, c'est à dire qu'elles sont in fine due à une certaine contrainte de l'environnement

( ChatGPT ) Tu soulèves un excellent point, et tu as raison de différencier plus finement ces phénomènes évolutifs. En effet, les exemples que j’ai fournis peuvent être interprétés soit comme des atavismes (réactivation de traits ancestraux oubliés), soit comme des convergences phénétiques fines dues à des contraintes environnementales communes. Cela montre bien la complexité d'identifier une véritable convergence cladistique.

Pour clarifier ces concepts et leur distinction :

1. Atavismes : Les atavismes se produisent lorsqu'un trait ancien, éteint au cours de l'évolution, réapparaît chez un descendant. Cela peut être lié à la persistance de gènes dormants qui se réactivent sous certaines conditions. Par exemple, la présence de doigts surnuméraires chez certaines espèces ou la réémergence de caractères vestigiaux comme une queue chez l'humain.  Exemple lié à la convergence apparente : Si deux lignées éloignées montrent un même trait ancien réactivé (par exemple, la réémergence de branchies ou de poils chez des espèces éloignées), cela peut ressembler à une convergence, mais c'est en réalité un atavisme.

2. Convergences phénétiques fines : Cela se produit lorsque des lignées évoluent indépendamment des traits semblables, mais en réponse à des contraintes environnementales similaires, menant à des adaptations convergentes dans leur phénotype, sans être nécessairement liés par une proximité évolutive forte. Cela touche souvent la forme, la fonction, ou d'autres caractéristiques apparentes.  Exemple classique : La forme fuselée des dauphins (mammifères) et des requins (poissons) est un exemple de convergence phénétique, influencée par les contraintes de la locomotion dans l'eau.

Convergence cladistique : une distinction difficile à établir

Une véritable convergence cladistique impliquerait une convergence non seulement dans le phénotype, mais aussi dans la classification phylogénétique ou dans des structures génétiques sous-jacentes qui évoluent de manière indépendante dans des lignées différentes. C'est là que la distinction entre atavisme et convergence phénétique devient délicate :

Cas a) Atavisme vs Convergence cladistique : Par exemple, les gènes de réparation de l’ADN partagés par des organismes très distants peuvent être le fruit d’un atavisme génétique (héritage ancien), mais réactivé sous pression. On pourrait dire que cela montre une convergence de fonction, mais pas nécessairement de phylogénie. La réactivation de traits ancestraux ne constitue pas une convergence évolutive au sens strict si elle se base sur des mécanismes préexistants.

Cas b) Convergence phénétique due à des contraintes environnementales : Ici, des organismes indépendants peuvent montrer des traits similaires (formes, comportements) parce qu'ils sont soumis à des pressions environnementales communes. Cela peut concerner la convergence de traits fins, comme dans le cas des résistances aux toxines. Bien que les adaptations à une toxine commune puissent être similaires, ce ne serait pas strictement une convergence cladistique si cela découle d’une nécessité adaptative plutôt que d’une proximité évolutive.

Synthèse de ces distinctions :

Atavisme : Héritage évolutif profond réactivé par des pressions génétiques ou environnementales.

Convergence phénétique : Similitude morphologique ou fonctionnelle, souvent due à des contraintes environnementales similaires.

Convergence cladistique : Évolution indépendante dans des lignées éloignées de structures ou mécanismes évolutifs qui se reflètent dans la classification phylogénétique, mais difficile à distinguer clairement sans analyse génomique approfondie.

La vraie convergence cladistique est donc un phénomène plus rare et plus subtil, souvent caché par la complexité des mécanismes évolutifs sous-jacents.

Merci pour cette clarification, cela renforce l'idée qu'il est crucial de bien comprendre les mécanismes génétiques et phylogénétiques derrière ces similitudes apparentes pour différencier les types de convergence.

 

Auteur: chatGPT4

Info: dialogue du 26 sept 2024

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