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

Den homoplasy (fra gresk "homo" som betyr det samme, og "plasis" som betyr måte, samme former) er en felles basis av to eller flere arter, men dette trekk er ikke tilstede i deres felles stamfar. Grunnlaget for å definere homoplasia er evolusjonær uavhengighet.

Homoplasia mellom strukturer er et resultat av konvergent evolusjon, paralleller eller evolusjonære reverseringer. Konseptet er i kontrast til det fra homologi, der karakteristikken eller egenskapen som deles av gruppen av arter, ble arvet fra en felles stamfar.

Konvergent evolusjon: på bildet ser vi en ichthyosaur, veldig lik - både økologisk og mfologisk - som en delfin. Kilde: Skaper: Dmitry Bogdanov

Hva er homoplasia?

I grenen av komparativ anatomi kan likhetene mellom delene av organismer evalueres med tanke på aner, funksjon og utseende.

I følge Kardong (2006), når to karakterer har et felles opphav, blir de utpekt som homologe. Hvis likheten er i form av funksjon, sies de to prosessene å være analoge. Til slutt, hvis utseendet på strukturer er likt, er det en homoplasi.

Imidlertid gir andre forfattere en bredere forståelse for konseptet (overlapping med analogi), og omfatter enhver likhet mellom to eller flere arter som ikke har en felles opprinnelse. I dette konseptet skiller arrangementets evolusjonære uavhengighet seg ut.

Opprinnelsen til begrepet

Historisk sett ble disse tre begrepene brukt siden før-darwinsk tid uten evolusjonær betydning. Etter Darwins ankomst og eksponentiell utvikling av evolusjonsteorier, fikk begrepene en ny fargetone og likheten ble tolket i lys av evolusjonen.

Homoplasia var et begrep myntet av Lankester i 1870 for å referere til den uavhengige gevinsten av lignende egenskaper i forskjellige linjer.

George Gaylord Simpson foreslo på sin side skillet mellom likheter i analogi, mimikk og tilfeldige likheter, selv om de i dag blir sett på som eksempler på konvergenser.

Typer homoplasia

Tradisjonelt har homoplasia blitt klassifisert i konvergent evolusjon, evolusjonære paralleller og evolusjonære reverseringer.

En anmeldelse av Patterson (1988) tar sikte på å tydeliggjøre bruken av begrepene konvergens og paralleller, siden de ofte kan være forvirrende eller feiltolket. For noen forfattere er skillet bare vilkårlig, og de foretrekker å bruke det generelle begrepet homoplasia.

Andre antyder at selv om skillet mellom begrepene ikke er veldig tydelig, skiller de seg hovedsakelig i forholdet mellom artene som er involvert. I henhold til dette synspunktet, når linjer som har lignende egenskaper er fjerne, er det en konvergens. I motsetning til dette, hvis linjene er nært beslektede, er det en parallell.

En tredje type er reverseringer, der et kjennetegn har utviklet seg og deretter over tid går tilbake til sin opprinnelige eller forfedres tilstand. For eksempel har delfiner og andre hvaler utviklet en optimal kropp for svømming som minner om den potensielle akvatiske aner som de utviklet seg for for mange millioner år siden.

Tilbakeføringer på nivå med morfologi er vanligvis sjeldne og vanskelige å identifisere. Imidlertid er molekylære evolusjonære reverseringer - det vil si på nivået av gener - veldig hyppige.

Homoplasias: utfordringer før gjenoppbygging av evolusjonshistorier

Når man rekonstruerer evolusjonshistoriene til de forskjellige linjene, er det viktig å vite hvilke egenskaper som er homologe og hvilke som er enkle homoplasjoner.

Hvis vi evaluerer forholdene mellom grupper som lar oss bli veiledet av homoplasser, vil vi komme til feilaktige resultater.

For eksempel, hvis vi evaluerer noen pattedyr, hvaler og fisk med tanke på deres modifiserte finformede lemmer, vil vi komme til den konklusjon at fisk og hvaler er mer relatert til hverandre enn begge gruppene er til pattedyret.

Når vi kjenner historien til disse gruppene a priori - vi vet at hvaler er pattedyr - kan vi lett konkludere med at denne hypotetiske fylogenien (nær sammenheng mellom fisk og hval) er en feil.

Men når vi evaluerer grupper som ikke er tydelige med forhold, skaper homoplasier ulemper som det ikke er så lett å belyse.

Hvorfor eksisterer homoplasjoner?

Til nå har vi forstått at "naturen kan være bedragende" i naturen. Ikke alle organismer som er noe like er beslektede - på samme måte som to personer kan være veldig like fysisk, men ikke er relatert. Overraskende er dette fenomenet veldig vanlig i naturen.

Men hvorfor blir den presentert? I de fleste tilfeller oppstår homoplasia som en tilpasning til et lignende miljø. Det vil si at begge linjer er utsatt for lignende selektive trykk, noe som fører til å løse "problemet" på samme måte.

La oss gå tilbake til eksemplet med hvaler og fisk. Selv om disse avstammingene er markert atskilte, står de begge overfor et vannlevende liv. Dermed favoriserer naturlig utvalg fusiform finnede kropper som beveger seg effektivt i vannmasser.

Restruktureringskonsepter: dype homologier

Hvert fremskritt i utviklingen av biologi oversettes til ny kunnskap for evolusjon - og molekylærbiologi er intet unntak.

Med nye sekvenseringsteknikker har et enormt antall gener og deres tilknyttede produkter blitt identifisert. Videre har evolusjonsutviklingsbiologi også bidratt til modernisering av disse konseptene.

I 1977 utviklet Sean Carroll og samarbeidspartnere konseptet med dyp homologi, definert som tilstanden der veksten og utviklingen av en struktur i forskjellige slekter har den samme genetiske mekanismen, som de arvet fra en felles stamfar.

Ta eksempelet på øynene hos virvelløse dyr og virveldyr. Øynene er komplekse fotoreseptorer som vi finner i forskjellige dyregrupper. Imidlertid er det tydelig at den felles stamfaren til disse dyrene ikke hadde et sammensatt øye. La oss tenke på øynene våre og på en blæksprut: de er radikalt forskjellige.

Til tross for forskjellene, deler øynene en dyp aner, siden opsins utviklet seg fra et forfedres opsin og utviklingen av alle øyne er kontrollert av det samme genet: Pax 6.

Så er øynene homologe eller konvergente? Svaret er begge deler, det avhenger av nivået du vurderer situasjonen på.

Pattedyr og pungdyr: en stråling av konvergener

Eksempler på homoplasier florerer i naturen. Noe av det mest interessante er konvergensen mellom amerikanske morkattedyr og australske pungdyr - to avstamninger som skilte seg for mer enn 130 millioner år siden.

I begge miljøer finner vi veldig like former. Hvert pattedyr ser ut til å ha sitt "ekvivalent", når det gjelder morfologi og økologi i Australia. Det vil si nisjen som et pattedyr okkuperer i Amerika, i Australia er okkupert av en lignende pungdyr.

Føflekken i Amerika tilsvarer den australske pungdyr føflekken, anteateret til numbat (Myrmecobius fasciatus), musen til pungdyrmus (Dasyuridae-familien), lemur til cucus (Phalanger maculatus), ulven til den Tasmaniske ulven, blant andre.

referanser

1. Doolittle, RF (1994). Konvergent evolusjon: behovet for å være eksplisitt. Trender i biokjemiske vitenskaper, 19 (1), 15-18.
2. Greenberg, G., & Haraway, MM (1998). Sammenlignende psykologi: En håndbok. Routledge.
3. Kardong, KV (2006). Virveldyr: komparativ anatomi, funksjon, evolusjon. McGraw-Hill.
4. Kliman, RM (2016). Encyclopedia of Evolutionary Biology. Academic Press.
5. Losos, JB (2013). Princeton-guiden til evolusjon. Princeton University Press.
6. McGhee, GR (2011). Konvergent evolusjon: begrensede former vakreste. MIT Trykk.
7. Rice, SA (2009). Evolution leksikon. Infobase Publishing.
8. Sanderson, MJ, & Hufford, L. (Eds.). (nitten nittiseks). Homoplasy: gjentakelsen av likhet i evolusjonen. Elsevier.
9. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Biologi: begreper og anvendelser uten fysiologi. Cengage Learning.
10. Stayton CT (2015). Hva betyr konvergent evolusjon? Tolkningen av konvergens og dens implikasjoner i jakten på grenser for evolusjon. Grensesnittfokus, 5 (6), 20150039.
11. Tobin, AJ, & Dusheck, J. (2005). Spør om livet. Cengage Learning.
12. Wake, DB, Wake, MH, & Specht, CD (2011). Homoplasy: fra å oppdage mønster til å bestemme prosess og evolusjonsmekanisme. vitenskap, 331 (6020), 1032-1035.
13. Zimmer, C., Emlen, DJ, & Perkins, AE (2013). Evolusjon: Å gi mening for livet. CO: Roberts.