Structures analogues

Définition

En biologie évolutive, les structures analogues sont définies comme des structures biologiques ayant une fonction similaire ou correspondante mais pas de la même origine évolutive. En d'autres termes, les espèces utilisent ces structures biologiques dans le même but et pourtant ces espèces sont issues de lignées évolutionnaires non apparentées. Cette forme d'évolution est appelée évolution convergente.

Deux structures analogues mais non homologues :

Les structures des ailes d'un papillon et d'une chauve-souris sont analogues, mais pas homologues. Si la fonction est la même mais que les structures ne sont pas similaires, alors il n'y a probablement pas d'ancêtre commun récent.

Explications

L'évolution convergente est une sorte d'évolution dans laquelle les organismes développent des structures qui ont des structures ou des fonctions similaires (analogues) en dépit du fait que leurs ancêtres évolutionnaires sont très différents ou sans rapport. Ainsi, des structures analogues d'espèces non apparentées auraient une fonction similaire ou correspondante bien qu'elles aient évolué à partir d'origines évolutives différentes.

Exemples de structures analogues

Les ailes d'un oiseau et d'un insecte sont des organes analogues. Ces deux espèces ont des ailes qu'elles utilisent pour le vol et pourtant leurs ailes provenaient d'origines ancestrales différentes. La théorie populaire quant à l'origine évolutive des oiseaux est celle des dinosaures thérapeutes, en particulier des membres de Maniraptora. Quant aux insectes, l'origine évolutive reste obscure. La façon dont le vol d'insectes a évolué n'est pas claire. L'une des théories populaires, l'hypothèse paranotale, suggère que leurs ailes se sont développées à partir des lobes paranotaux du tegme thoracique. Sur la base d'analyses phylogénomiques, les insectes ailés ont peut-être évolué à partir d'un ancêtre terrestre plutôt que d'un ancêtre aquatique.

Compte tenu de l'exemple cité, les structures analogues n'ont pas besoin d'être de la même structure. En général, les ailes des oiseaux sont des membres antérieurs modifiés. Leurs membres antérieurs sont composés des os : humérus, ulna et radius. Ces os, tout comme le reste du squelette de l'oiseau, sont légers. Il s'agit en fait d'une des caractéristiques essentielles des oiseaux capables de voler. Ils contiennent des sacs aériens et la plupart sont des os creux pour réduire le poids.

Une autre adaptation des ailes qui permettent le vol est la présence de plumes de vol à l'extérieur. L'anatomie de la plume fournit à l'oiseau sa première portance, puis son véritable vol propulsé. Quant aux insectes, leur aile est une excroissance de l'exosquelette situé sur le mésothorax et le métathorax. Les ailes appariées provenant du mésothorax sont appelées ailes antérieures tandis que celles du métathorax sont appelées ailes postérieures. Leurs ailes n'ont pas de structure osseuse comme les ailes des oiseaux. Au contraire, les ailes d'insectes sont composées de veines qui s'entrecroisent et dans chacune des veines principales se trouvent un nerf, une trachée et une hémolymphe fluide. Une cuticule entoure les veines pour s'épaissir et fournir un support structurel à l'aile d'insecte. Et au lieu de plumes, l'aile d'insecte a des structures velues de deux types principaux : microtriche (plus fine) et macrotriche (plus grande).

Outre les ailes d'oiseau et les ailes d'insecte décrites ci-dessus, voici d'autres exemples de structures analogues :

• Les yeux complexes des vertébrés, des céphalopodes (calmar et poulpe), des méduses Cubozoaires et des arthropodes (insectes, araignées, crustacés) ont évolué séparément. Néanmoins, leurs yeux sont essentiellement destinés à la fonction de la vision.
• Les coquilles très similaires des brachiopodes et des mollusques bivalves.
• Les hormones végétales telles que la gibbérelline et l'acide abscissique des plantes et des champignons.
• Les organes de l'odorat sont un exemple d'organes analogues. Un organe analogue appartient à un organe qui fonctionne de manière similaire à l'organe d'une autre espèce disparate mais évolutive. Les organes odorants du crabe de noix de coco terrestre sont similaires à la sensille des insectes. Les deux ont développé des organes similaires capables de détecter les odeurs dans l'air et de faire basculer les antennes pour une meilleure réception.

Structures analogues vs. structures homologues

Les structures dérivées d'un ancêtre commun ou d'une même origine évolutive ou développementale sont appelées structures homologues. Les structures homologues ne remplissent pas nécessairement la même fonction. Un exemple de structures homologues est les membres antérieurs des humains et des chauves-souris. Les membres antérieurs des humains et des chauves-souris ont la même structure squelettique fondamentale, dérivée de la même origine embryonnaire, et ont évolué à partir des mêmes structures. Les deux sont d'origine mammifère. Cependant, leurs membres antérieurs sont utilisés différemment. Les chauves-souris utilisent leurs membres antérieurs pour le vol. Semblable à d'autres mammifères, la composante principale de la patte avant de la chauve-souris est le rayon.

Les chiffres, cependant, sont relativement allongés, rayonnant autour du poignet et de la sangle. La membrane, appelée patagium, est la membrane délicate qui s'étend entre le bras et les os des doigts. La membrane est une extension de la peau composée de muscles, de nerfs, de vaisseaux sanguins et de tissus conjonctifs. Contrairement aux structures homologues, les structures analogues sont celles présentant une fonction similaire mais évoluant séparément. Ces structures d'espèces différentes ne partagent pas un ancêtre commun comme les nageoires de poissons et les nageoires de baleines (mammifères) sont des structures analogues d'animaux évolutifs non apparentés qui les utilisent pour la baignade.

Les structures analogues peuvent être différentes en ce qui concerne l'anatomie tandis que les structures homologues peuvent présenter des caractéristiques anatomiques similaires. En termes de schéma de développement, les structures homologues présentent un schéma similaire, contrairement aux structures analogues. Voir aussi les organes homologues.

Afin de déterminer si une structure est analogue à celle d'une autre espèce, on pourrait regarder leur lignée commune. Les structures analogues, comme indiqué précédemment, sont des structures ayant une fonction similaire ou correspondante, mais les deux espèces sous sonde ne devraient pas partager la même origine évolutive.

Le processus évolutif

L'évolution convergente est le processus évolutif dans lequel les organismes évoluent des structures (ou fonctions) analogues malgré le fait que leurs ancêtres sont très différents ou sans rapport. Pour être considérées comme analogues, les structures entre les deux espèces doivent avoir la même fonction mais elles n'ont pas nécessairement les mêmes caractéristiques anatomiques. Parce que les structures analogues diffèrent en anatomie ainsi qu'en origine développementale, elles n'impliquent pas une origine ancestrale commune. Les caractéristiques ou traits communs en eux évoluent indépendamment. Ce qui produit des structures analogues est associé à la façon dont l'espèce s'adapte à un environnement similaire. Par exemple, l'organe odorant du crabe de noix de coco diffère remarquablement des autres crabes mais ressemble plus étroitement à la sensille des insectes.

Les structures analogues sont le résultat de leur mode de vie terrestre similaire. Contrairement aux crabes qui vivent dans un habitat aquatique, le crabe de noix de coco passe plus de temps sur terre, traquant les sources de nourriture (par exemple l'odeur de viande en décomposition) sur de longues distances avec son odorat bien développé. Le même habitat et la même niche écologique pourraient faire évoluer des structures analogues entre des espèces de lignées différentes en présentant aux espèces résidentes (autochtones) les mêmes facteurs et contraintes environnementaux.

Les structures analogues fournissent des preuves d'évolution par l'existence de structures analogues, ce qui implique que les espèces évoluent en réponse à leur environnement et en tant que mesure de leur capacité à s'intégrer ou à survivre. Ils peuvent avoir développé une structure anatomiquement similaire à ceux de la même lignée mais la fonction peut bien servir à un autre but qui convient à leur niche écologique. Les structures analogues sont une indication que les espèces non apparentées évoluent de façon similaire et pourtant indépendamment.

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