HVAD ER HOMOPLASIA? (MED EKSEMPLER) - BIOLOGI - 2025

Den homoplasy (fra det græske "homo", hvilket betyder den samme, og "plasis", hvilket betyder måde, samme former) er et fælles grundlag af to eller flere arter, men denne funktion er ikke til stede i deres fælles forfader. Grundlaget for at definere homoplasia er evolutionær uafhængighed.

Homoplasia mellem strukturer er resultatet af konvergent evolution, parallelismer eller evolutionære reverseringer. Konceptet er i kontrast til homologiens, hvor karakteristikken eller træk, der deles af gruppen af ​​arter, blev arvet fra en fælles stamfar.

Konvergent evolution: på billedet ser vi en ichthyosaur, der ligner - både økologisk og mphologisk - en delfin. Kilde: Skaber: Dmitry Bogdanov

Hvad er homoplasia?

I grenen af ​​komparativ anatomi kan lighederne mellem dele af organismer evalueres med hensyn til aner, funktion og udseende.

Ifølge Kardong (2006), når to karakterer har en fælles oprindelse, betegnes de som homologe. Hvis ligheden er med hensyn til funktion, siges de to processer at være analoge. Endelig, hvis strukturenes udseende er ens, er det en homoplasi.

Imidlertid giver andre forfattere en bredere forstand til konceptet (overlapning med analogi), der omfatter enhver lighed mellem to eller flere arter, der ikke har en fælles oprindelse. I dette koncept skiller begivenhedens evolutionære uafhængighed sig ud.

Begrebet oprindelse

Historisk set blev disse tre udtryk brugt siden før-darwinisk tid uden nogen evolutionær betydning. Efter Darwins ankomst og den eksponentielle udvikling af evolutionære teorier opnåede udtrykkene en ny farvetone, og ligheden blev fortolket i lyset af evolutionen.

Homoplasia var et udtryk myntet af Lankester i 1870 for at henvise til den uafhængige forstærkning af lignende egenskaber i forskellige linjer.

George Gaylord Simpson foreslog på sin side sondringen af ​​ligheder i analogi, efterligning og tilfældige ligheder, skønt de i dag betragtes som eksempler på konvergenser.

Typer af homoplasia

Traditionelt er homoplasia blevet klassificeret i konvergent evolution, evolutionære paralleller og evolutionære reverseringer.

En gennemgang af Patterson (1988) forsøger at tydeliggøre brugen af ​​udtrykkene konvergens og paralleller, da de ofte kan være forvirrende eller fejlagtigt fortolket. For nogle forfattere er sondringen kun vilkårlig, og de foretrækker at bruge det generelle udtryk homoplasia.

Andre antyder, at selv om forskellen mellem udtrykkene ikke er særlig klar, adskiller de sig hovedsageligt i forholdet mellem de involverede arter. I henhold til dette synspunkt, når linier, der præsenterer lignende egenskaber, er fjerne, er det en konvergens. I modsætning hertil, hvis linierne er tæt beslægtede, er det en parallel.

En tredje type er tilbageførsler, hvor en egenskab er udviklet og derefter over tid vender tilbage til dens oprindelige eller forfædres tilstand. For eksempel har delfiner og andre hvaler udviklet sig en optimal krop til svømning, der minder om den potentielle akvatiske stamfar, som de udviklede sig for millioner af år siden.

Tilbageførsler på niveau med morfologi er normalt sjældne og vanskelige at identificere. Imidlertid er molekylære evolutionære reverseringer - det vil sige på niveauet af gener - meget hyppige.

Homoplasier: udfordringer inden genopbygningen af ​​evolutionære historier

Når man rekonstruerer de forskellige linies evolutionshistorie, er det vigtigt at vide, hvilke egenskaber der er homologe, og hvilke der er enkle homoplasser.

Hvis vi evaluerer forholdet mellem grupper, der lader os lede af homoplasier, vil vi nå frem til fejlagtige resultater.

Hvis vi for eksempel vurderer pattedyr, hvaler og fisk med hensyn til deres modificerede finformede lemmer, vil vi konkludere, at fisk og hvaler er mere relaterede til hinanden, end begge grupper er til pattedyret.

Da vi kender historien til disse grupper a priori - vi ved, at hvaler er pattedyr - kan vi let konkludere, at denne hypotetiske fylogeni (tæt forhold mellem fisk og hvaler) er en fejl.

Når vi vurderer grupper, hvis forhold ikke er entydige, skaber homoplasier ulemper, som ikke er så lette at belyse.

Hvorfor findes der homoplasser?

Indtil nu har vi forstået, at "tilsyneladende kan bedrage" i naturen. Ikke alle organismer, der er noget ens, er beslægtede - på samme måde som to mennesker kan se meget ens fysisk ud, men ikke er beslægtede. Overraskende er dette fænomen meget almindeligt.

Men hvorfor præsenteres det? I de fleste tilfælde opstår homoplasia som en tilpasning til et lignende miljø. Det vil sige, begge linjer udsættes for lignende selektive pres, hvilket fører til løsning af "problemet" på samme måde.

Lad os vende tilbage til eksemplet med hvaler og fisk. Selvom disse afstamninger er markant adskilte, står de begge over for et vandlevende liv. Naturligt udvalg favoriserer således fusiforme finnede kroppe, der bevæger sig effektivt inden i vandmasser.

Omstruktureringskoncepter: dybe homologier

Hvert fremskridt i udviklingen af ​​biologi oversættes til ny viden til evolution - og molekylærbiologi er ingen undtagelse.

Med de nye sekventeringsteknikker er et enormt antal gener og deres tilknyttede produkter blevet identificeret. Desuden har evolutionær udviklingsbiologi også bidraget til moderniseringen af ​​disse begreber.

I 1977 udviklede Sean Carroll og samarbejdspartnere konceptet med dyb homologi, defineret som betingelsen, hvor væksten og udviklingen af ​​en struktur i forskellige afstamninger har den samme genetiske mekanisme, som de arvet fra en fælles forfader.

Tag eksemplet med øjnene på hvirvelløse dyr og hvirveldyr. Øjnene er komplekse fotoreseptorer, som vi finder i forskellige dyregrupper. Det er imidlertid klart, at den fælles stamfar til disse dyr ikke havde et komplekst øje. Lad os tænke på vores øjne og en blæksprut: de er radikalt forskellige.

På trods af forskellene deler øjnene en dyb forfader, da opsins udviklede sig fra et forfædres opsin, og udviklingen af ​​alle øjne styres af det samme gen: Pax 6.

Så er øjnene homologe eller konvergente? Svaret er begge, det afhænger af det niveau, på hvilket du vurderer situationen.

Pattedyr og pungdyr: en stråling af konvergenser

Eksempler på homoplasier bugner i naturen. En af de mest interessante er konvergensen mellem amerikanske placentale pattedyr og australske pungdyr - to linjer, der divergerede for mere end 130 millioner år siden.

I begge miljøer finder vi meget ens former. Hvert pattedyr ser ud til at have sit "ækvivalent" med hensyn til morfologi og økologi i Australien. Det vil sige den niche, som et pattedyr besætter i Amerika, i Australien, besættes af en lignende pungdyr.

Føflekken i Amerika svarer til den australske pungdyr-føfleje, anteateret til numbat (Myrmecobius fasciatus), musen til pungdyrmus (familie Dasyuridae), lemur til cucus (Phalanger maculatus), ulven til den Tasmaniske ulv, blandt andre.

Referencer

1. Doolittle, RF (1994). Konvergent evolution: behovet for at være eksplicit. Tendenser inden for biokemiske videnskaber, 19 (1), 15-18.
2. Greenberg, G., & Haraway, MM (1998). Sammenlignende psykologi: En håndbog. Routledge.
3. Kardong, KV (2006). Virveldyr: komparativ anatomi, funktion, evolution. McGraw-Hill.
4. Kliman, RM (2016). Encyclopedia of Evolutionary Biology. Academic Press.
5. Losos, JB (2013). Princeton guide til evolution. Princeton University Press.
6. McGhee, GR (2011). Konvergent evolution: begrænsede former smukkeste. MIT Tryk på.
7. Rice, SA (2009). Evolutionens encyklopædi. Infobase Publishing.
8. Sanderson, MJ, & Hufford, L. (red.). (nitten og seksoghalvfjerds). Homoplasy: gentagelsen af ​​lighed i evolutionen. Elsevier.
9. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Biologi: begreber og anvendelser uden fysiologi. Cengage Learning.
10. Stayton CT (2015). Hvad betyder konvergent evolution? Fortolkningen af ​​konvergens og dens implikationer i søgen efter grænser for evolution. Grænsefladefokus, 5 (6), 20150039.
11. Tobin, AJ, & Dusheck, J. (2005). Spørger om livet. Cengage Learning.
12. Wake, DB, Wake, MH, & Specht, CD (2011). Homoplasy: fra detektering af mønster til bestemmelse af processen og mekanismen for evolution. videnskab, 331 (6020), 1032-1035.
13. Zimmer, C., Emlen, DJ, & Perkins, AE (2013). Evolution: At give mening for livet. CO: Roberts.