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Sciences · Biologie

La convergence évolutive

La convergence évolutive est l’apparition indépendante de caractères similaires chez des espèces non apparentées, parce qu’elles ont été confrontées à des contraintes semblables.

Mis à jour le 4 min de lecture

Un requin, un dauphin et un ichtyosaure disparu partagent la même silhouette fuselée, une nageoire dorsale et une queue puissante. Pourtant, le premier est un poisson cartilagineux, le deuxième un mammifère et le troisième un reptile marin. Leur ressemblance ne vient pas d’un ancêtre commun nageur : elle résulte de la même contrainte, se déplacer vite dans l’eau. C’est la convergence évolutive, l’un des phénomènes qui montrent le mieux la puissance de la sélection naturelle.

Analogie et homologie

C’est la distinction clé pour comprendre la convergence et construire un arbre phylogénétique.

Caractères homologuesCaractères analogues
OrigineHérités d’un ancêtre communApparus indépendamment
Structure interneMême plan, même positionSouvent différente
FonctionPeut différerSouvent la même
ExempleBras humain, aile de chauve-souris, nageoire de baleine : mêmes os (humérus, radius, cubitus, phalanges)Aile d’oiseau, aile de papillon
Utilité en classificationRévèlent la parentéTrompeurs pour la parenté

Un même organe peut être les deux à la fois selon l’échelle : les ailes de l’oiseau et de la chauve-souris sont homologues en tant que membres antérieurs (hérités d’un ancêtre tétrapode), mais analogues en tant qu’ailes, puisque le vol est apparu séparément dans chaque lignée.

Des exemples frappants

Le vol

Il est apparu au moins quatre fois chez les animaux : chez les insectes, les ptérosaures, les oiseaux et les chauves-souris. Les solutions diffèrent : membrane tendue sur un doigt très allongé chez les ptérosaures, sur plusieurs doigts chez les chauves-souris, plumes chez les oiseaux, expansions de la cuticule chez les insectes.

L’œil

Des yeux formant des images sont apparus à de nombreuses reprises. L’œil de la pieuvre et celui de l’être humain sont étonnamment semblables : cristallin, iris, rétine. Mais chez la pieuvre, les fibres nerveuses passent derrière la rétine, si bien qu’elle n’a pas de tache aveugle, contrairement aux vertébrés. Signe d’une construction indépendante.

Les mammifères placentaires et marsupiaux

L’Australie, isolée pendant des dizaines de millions d’années, a vu des marsupiaux occuper les mêmes rôles que les placentaires ailleurs :

Rôle écologiquePlacentaireMarsupial équivalent
Grand prédateur coureurLoupThylacine (« loup de Tasmanie », disparu en 1936)
Fouisseur souterrainTaupeTaupe marsupiale
Planeur arboricoleÉcureuil volantPhalanger volant
Mangeur de fourmisFourmilierNumbat

Les plantes des déserts

Les cactus d’Amérique et certaines euphorbes d’Afrique se ressemblent au point d’être confondus : tiges charnues, cannelées, épineuses, sans feuilles. Ils appartiennent pourtant à des familles éloignées. La même pression (sécheresse, herbivores) a produit la même forme.

Autres convergences

  • Écholocation : chauves-souris et dauphins, avec même des mutations identiques dans un gène de l’audition, la prestine.
  • Électricité : organes électriques apparus indépendamment chez plusieurs groupes de poissons (raies torpilles, gymnotes, poissons-éléphants).
  • Photosynthèse C4 : apparue plus de 60 fois chez les plantes.
  • Intelligence : les corvidés et les grands singes, de lignées séparées depuis plus de 300 millions d’années, utilisent des outils et résolvent des problèmes complexes (voir intelligence animale).
  • Bioluminescence : apparue indépendamment des dizaines de fois (voir bioluminescence).
  • Carcinisation : la forme de crabe a évolué plusieurs fois indépendamment chez les crustacés décapodes.

Pourquoi la convergence est-elle si fréquente ?

  • Les lois de la physique imposent des solutions : l’hydrodynamique favorise le fuseau, l’aérodynamique une surface portante.
  • Le nombre de solutions efficaces est limité pour un problème donné.
  • Des « boîtes à outils » génétiques communes : des gènes du développement hérités de très loin (comme Pax6 pour les yeux) peuvent être mobilisés de façon indépendante dans des lignées différentes. On parle alors parfois de parallélisme.

Convergence, divergence et parallélisme

ProcessusPoint de départRésultat
DivergenceAncêtre communDescendants de plus en plus différents (membres des vertébrés)
ConvergenceLignées éloignéesCaractères semblables (fuseau requin-dauphin)
ParallélismeLignées proches, base génétique communeMême évolution indépendante (épines pelviennes réduites chez plusieurs populations d’épinoches d’eau douce)

Questions fréquentes

Le dauphin est-il un poisson ?

Non. Malgré sa forme, c’est un mammifère : il respire de l’air par des poumons, allaite ses petits, a un sang chaud et des os de mammifère dans ses nageoires (voir dauphin). Sa ressemblance avec les poissons est une convergence.

En quoi la convergence est-elle une preuve de l’évolution ?

Elle montre que des milieux semblables sélectionnent des solutions semblables, de façon répétée et prévisible, ce qu’explique la sélection naturelle. Elle montre aussi que ces solutions sont construites différemment, selon l’héritage de chaque lignée.

Pourquoi la convergence complique-t-elle la classification ?

Parce qu’elle crée des ressemblances sans parenté. Jusqu’au XIXe siècle, on rangeait les baleines avec les poissons. Les méthodes de la classification du vivant moderne s’appuient sur l’ADN et les caractères homologues pour éviter ces pièges.

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