L'évolution convergente est un sujet central en biologie comparée car elle est souvent considérée comme une preuve d'adaptation par la sélection naturelle. Des attributs similaires dans des groupes non apparentés reflètent des réponses adaptatives à des pressions environnementales similaires, même si les états initiaux des ancêtres étaient différents. L'évolution convergente a été documentée dans de nombreux cas, y compris des exemples classiques impliquant des similitudes morphologiques, écologiques et comportementales entre les «loups» placentaires et marsupiaux, la forme et la taille des ailes similaires des chauves-souris et des oiseaux, ou la similitude morphologique entre les cactus des Amériques et les euphorbes. et les asclépiades d'Afrique. Étant donné que la prédiction centrale de la convergence est une structure et une fonction d'organisme similaires dans des contextes environnementaux similaires, il est crucial d'évaluer la similitude de l'environnement avec autant de soin que la similitude d'organisme.
La plupart des études de convergence se sont concentrées sur les attributs biologiques par opposition aux attributs environnementaux, y compris la morphologie, la structure communautaire, la physiologie et la diversité des espèces. Toutes ces études ont fourni des informations utiles pour comprendre la convergence, mais parce qu'elles ne comprenaient que des descriptions qualitatives de l'environnement ou des mesures climatiques grossières, elles n'ont pas vérifié l'hypothèse cruciale de pressions environnementales similaires. Les données climatiques nouvellement disponibles permettent d'examiner l'aspect environnemental des prévisions de convergence. La convergence des conditions climatiques peut être interprétée comme un chevauchement dans l'espace environnemental ; en revanche, la divergence peut être interprétée comme des zones différentes dans l'espace environnemental.
Pour tester quantitativement l'hypothèse de la convergence des exigences environnementales, un article récent dans Annals of Botany examine l'exemple classique de l'évolution apparemment convergente entre les plantes succulentes des régions arides américaines, les cactus, et leurs analogues africains éloignés, les asclépiades (Apocynaceae), les euphorbes (Euphorbiaceae) et les plantes à glace (Aizoaceae). Ce cas a illustré l'évolution convergente dans d'innombrables publications depuis plus de 100 ans. En comparant la similarité environnementale à l'aide d'outils de modélisation de niche, de tests de randomisation de similarité de niche et d'analyses multivariées pour 19 variables bioclimatiques, les auteurs constatent que bien que les sites sélectionnés aient des formes de vie "similaires" mais non apparentées, presque tous les résultats mettent en évidence plus de différences climatiques que de similitudes entre les points chauds. Une perspective plus grossière montre que les sites sont similaires à des zones arides avec une sécheresse relativement modérée et des températures douces, mais les résultats mettent en évidence la nature potentiellement objective de l'attribution d'une « similarité » dans de telles études.
Converger ou ne pas converger dans l'espace environnemental : test d'environnements similaires entre plantes succulentes analogues d'Amérique du Nord et d'Afrique. Annals of Botany (2013) 111 (6) : 1125-1138. doi : 10.1093/aob/mct078
L'évolution convergente est invoquée pour expliquer la similitude entre des organismes non apparentés dans des environnements similaires, mais la plupart des évaluations de la convergence analysent la similitude des attributs de l'organisme plutôt que de l'environnement. Cette étude porte sur les plantes succulentes globulaires des Amériques, les cactées, et leurs homologues en Afrique dans les familles des glaciaires, des euphorbes et des asclépiades. Bien que souvent présentées comme des modèles d'évolution morphologique convergente, la similitude environnementale de ces plantes est restée largement inexplorée d'un point de vue quantitatif. Cinq hotspots (centres de grande diversité d'espèces de succulentes globulaires) ont été sélectionnés, deux au Mexique et trois en Afrique du Sud. Leurs environnements ont été comparés à l'aide d'outils de modélisation de niche, de tests de randomisation de similarité de niche et d'analyses multivariées pour tester la similarité environnementale. Bien que les sites sélectionnés aient des formes de vie « similaires » mais non apparentées, presque tous nos résultats ont mis en évidence plus de différences climatiques que de similitudes entre les points chauds. L'interprétation des niches au sein et entre les continents, un test d'équivalence de niche et les résultats de MANOVA ont montré des différences significatives. En revanche, un test de similarité de niche a montré que les comparaisons de Cuatrociénegas – Richtersveld, Huizache – Knersvlakte et Huizache – Richtersveld étaient similaires. Les différences dans les régimes de précipitations et de température et l'effet potentiel des facteurs édaphiques peuvent être impliqués dans les différences entre les points chauds. De plus, les différences de structure, de morphologie et de physiologie des succulentes globulaires peuvent coïncider avec certaines des dissemblances climatiques; c'est-à-dire que la convergence étant donnée comme l'évolution de morphologies similaires dans des conditions similaires, il se peut que des environnements différents diagnostiquent des différences morphologiques discrètes. De plus, bien que des différences à petite échelle entre les sites aient été trouvées, une perspective plus grossière montre que ces sites sont clairement similaires en tant que zones arides avec une sécheresse relativement modérée et des températures douces, illustrant comment toutes les études de convergence doivent aborder la question de savoir à quel point deux entités doivent être similaires avant ils sont considérés comme convergents.
