Paralelní evoluce je nezávislá evoluce podobných znaků, počínaje podobným stavem předků. Často je to situace v těsněji příbuzných rodokmenech, kde několik druhů reaguje na podobné výzvy podobným způsobem.
Jeden z nejvýraznějších příkladů paralelní evoluce poskytují dvě hlavní větve savců, placentály a vačnatci, kteří po rozpadu pevninských mas, jako byl Gondwanaland zhruba před 100 miliony let, sledovali nezávislé evoluční cesty. V Jižní Americe sdíleli ekosystém vačnatci a placentály (před Velkou americkou výměnou), v Austrálii vačnatci převládali a ve Starém světě placentály zvítězily. Ve všech těchto lokalitách však byli savci malí a zaplňovali jen omezená místa v ekosystému až do masového vyhynutí dinosaurů o čtyřicet milionů let později. V té době začali savci na všech třech pevninách získávat mnohem širší škálu forem a rolí. Zatímco některé formy byly pro každé prostředí jedinečné, na dvou nebo třech oddělených kontinentech se často objevila překvapivě podobná zvířata. Příkladem jsou litopterni a koně, jejichž nohy je obtížné rozlišit; tygr šavlozubý (Smilodon) a jihoamerický vačnatec šavlozubý (Thylacosmilus); vlk tasmánský a vlk evropský; podobně vačnatci a placentární krtci, létající veverky a (pravděpodobně) myši.
Paralelní vs. konvergentní vývoj
Evoluce na pozici aminokyseliny. V každém případě se levostranný druh mění ze začlenění alaninu (A) na specifické pozici v rámci proteinu v hypotetickém společném předkovi odvozeném ze srovnání sekvencí několika druhů a nyní zahrnuje serin (S) ve své dnešní podobě. Pravostranný druh může na této pozici aminokyseliny oproti prvnímu druhu projít rozdílnou, paralelní nebo konvergentní evolucí.
Pro určitý rys, který vychází v každé ze dvou linií od určitého předka k pozdějšímu potomkovi, mohou být paralelní a konvergentní evoluční trendy striktně definovány a jasně od sebe odlišeny. Když jsou si oba potomci v určitém ohledu podobní, je evoluce definována jako paralelní, pokud uvažovaní předkové byli také podobní, a konvergentní, pokud nebyli.
Když jsou formy předků nespecifikované nebo neznámé nebo není jasně specifikován rozsah uvažovaných znaků, stává se rozlišení mezi paralelní a konvergentní evolucí více subjektivní. Například nápadný příklad podobných placentárních a vačnatých forem popisuje Richard Dawkins v The Blind Watchmaker jako případ konvergentní evoluce, protože savci na každém kontinentu měli dlouhou evoluční historii před vyhynutím dinosaurů, pod kterou se nahromadily relevantní rozdíly. Stephen Jay Gould popisuje mnoho stejných příkladů jako paralelní evoluci počínaje společným předkem všech vačnatců a placentárií. Mnoho vyvinutých podobností může být konceptuálně popsáno jako paralelní evoluce od vzdáleného předka, s výjimkou těch, kde jsou zcela odlišné struktury kooptovány na podobnou funkci. Vezměme si například Mixotricha paradoxa, mikrob, který sestavil systém řad zdánlivých řasinek a bazálních těles velmi podobných řasinkám, ale které jsou ve skutečnosti menšími symbiontními mikroorganismy, nebo odlišně orientovaných ocasů ryb a velryb. Naopak jakýkoli případ, kdy se rodokmeny nevyvíjejí společně ve stejnou dobu ve stejném ekoprostoru, by mohl být popsán jako konvergentní evoluce v určitém časovém okamžiku.
Definice znaku je rozhodující při rozhodování, zda je změna vnímána jako divergentní, nebo jako paralelní nebo konvergentní. V obrázku výše si povšimněte, že jelikož serin a threonin mají podobné struktury s alkoholovým postranním řetězcem, příklad označený jako „divergentní“ by byl označen jako „paralelní“, pokud by aminokyseliny byly seskupeny podle podobnosti místo toho, aby byly posuzovány jednotlivě. Jako další příklad lze uvést, že pokud se geny u dvou druhů nezávisle omezí na stejnou oblast zvířat prostřednictvím regulace určitým transkripčním faktorem, lze to popsat jako případ paralelní evoluce – ale zkoumání skutečné sekvence DNA pravděpodobně ukáže pouze divergentní změny v pozicích jednotlivých basepair, protože nové vazebné místo transkripčního faktoru může být přidáno na širokém spektru míst uvnitř genu s podobným účinkem.
Podobná situace nastává s ohledem na homologii morfologických struktur. Například mnoho hmyzu vlastní dva páry létajících křídel. U brouků je první pár křídel vytvrzen do krytů křídel s malou úlohou v letu, zatímco u much je druhý pár křídel zhuštěn do malých halterů používaných pro rovnováhu. Pokud jsou oba páry křídel považovány za zaměnitelné, homologické struktury, lze to popsat jako paralelní snížení počtu křídel, ale jinak jsou obě změny každá rozdílnou změnou v jednom páru křídel.
Podobně jako konvergentní evoluce, evoluční relé popisuje, jak nezávislé druhy získávají podobné vlastnosti díky své evoluci v podobných ekosystémech, ale ne současně (hřbetní ploutve žraloků a ichtyosaurů).