A evolução convergente é um tópico central na biologia comparativa porque muitas vezes é tomada como evidência de adaptação por seleção natural. Atributos semelhantes em grupos não relacionados refletem respostas adaptativas a pressões ambientais semelhantes, mesmo que os estados iniciais dos ancestrais fossem diferentes. A evolução convergente foi documentada em muitos casos, incluindo exemplos clássicos envolvendo semelhanças morfológicas, ecológicas e comportamentais entre 'lobos' placentários e marsupiais, a forma e tamanho de asa semelhantes de morcegos e pássaros, ou a semelhança morfológica entre os cactos das Américas e spurges e serralha da África. Como a predição central da convergência é a estrutura e a função de organismos semelhantes em contextos ambientais semelhantes, é crucial avaliar a semelhança do ambiente com o mesmo cuidado que a semelhança de organismos.
A maioria dos estudos de convergência se concentrou em atributos biológicos em oposição aos ambientais, incluindo morfologia, estrutura da comunidade, fisiologia e diversidade de espécies. Todos esses estudos forneceram informações úteis para entender a convergência, mas, como incluíram apenas descrições qualitativas do ambiente ou medições climáticas grosseiras, não testaram a suposição crucial de pressões ambientais semelhantes. Os dados climáticos recentemente disponíveis permitem examinar o aspecto ambiental das previsões de convergência. A convergência nas condições climáticas pode ser interpretada como sobreposição no espaço ambiental; em contraste, a divergência pode ser interpretada como áreas diferentes no espaço ambiental.
Para testar quantitativamente a hipótese de convergência em requisitos ambientais, um artigo recente na Annals of Botany examina o exemplo clássico de aparente evolução convergente entre as plantas suculentas das regiões áridas americanas, os cactos e seus análogos africanos distantemente relacionados, as asclépias (Apocynaceae), spurges (Euphorbiaceae) e plantas de gelo (Aizoaceae). Este caso ilustrou a evolução convergente em inúmeras publicações por mais de 100 anos. Comparando a similaridade ambiental usando ferramentas de modelagem de nicho, testes de randomização de similaridade de nicho e análises multivariadas para 19 variáveis bioclimáticas, os autores descobriram que, embora os locais selecionados tenham formas de vida "semelhantes", mas não relacionadas, quase todos os resultados destacam mais diferenças climáticas do que semelhanças entre os hotspots. Uma perspectiva mais grosseira mostra que os locais são semelhantes a terras secas com seca relativamente moderada e temperaturas amenas, mas os resultados destacam a natureza potencialmente objetiva de atribuir 'semelhança' em tais estudos.
Convergir ou não convergir no espaço ambiental: testando ambientes semelhantes entre plantas suculentas análogas da América do Norte e da África. Annals of Botany (2013) 111 (6): 1125-1138. doi: 10.1093/aob/mct078
A evolução convergente é invocada para explicar a similaridade entre organismos não relacionados em ambientes semelhantes, mas a maioria das avaliações de convergência analisa a similaridade de atributos do organismo em vez do ambiente. Este estudo enfoca as plantas suculentas globulares das Américas, os cactos e suas contrapartes na África nas famílias de planta de gelo, spurge e serralha. Embora muitas vezes consideradas modelos de evolução morfológica convergente, a similaridade ambiental dessas plantas permaneceu em grande parte não examinada de uma perspectiva quantitativa. Cinco hotspots (centros de alta diversidade de espécies de suculentas globulares) foram selecionados, dois no México e três na África do Sul. Seus ambientes foram comparados usando ferramentas de modelagem de nicho, testes de randomização de similaridade de nicho e análises multivariadas para testar a similaridade ambiental. Embora os locais selecionados tenham formas de vida 'semelhantes', mas não relacionadas, quase todos os nossos resultados destacaram mais diferenças climáticas do que semelhanças entre os hotspots. A interpredição de nichos dentro e entre continentes, um teste de equivalência de nicho e os resultados da MANOVA mostraram diferenças significativas. Em contraste, um teste de similaridade de nicho mostrou que as comparações de Cuatrociénegas–Richtersveld, Huizache–Knersvlakte e Huizache–Richtersveld eram semelhantes. Diferenças nos regimes de chuva e temperatura e o efeito potencial de fatores edáficos podem estar envolvidos nas diferenças entre os hotspots. Além disso, as diferenças na estrutura, morfologia e fisiologia das suculentas globulares podem coincidir com algumas das diferenças climáticas; ou seja, dada a convergência como a evolução de morfologias semelhantes sob condições semelhantes, então pode ser que ambientes diferentes diagnostiquem diferenças morfológicas imperceptíveis. Além disso, embora tenham sido encontradas diferenças de pequena escala entre os locais, uma perspectiva mais grosseira mostra que esses locais são claramente semelhantes a terras áridas com seca relativamente moderada e temperaturas amenas, ilustrando como todos os estudos de convergência devem abordar a questão de quão semelhantes duas entidades devem ser antes são considerados convergentes.
