MIKÄ ON HOMOPLASIA? (ESIMERKKEINÄ) - BIOLOGIA - 2026

Homoplasy (kreikan "homo", joka tarkoittaa sama, ja "plasis" tarkoittaa tavalla, sama muotoja) on yhteinen perusta kahden tai useamman lajin, mutta tämä ominaisuus ei ole läsnä niiden yhteisen esi-isä. Homoplasian määrittelyn perusta on evoluutio riippumattomuus.

Rakenteiden välinen homoplasia on tulosta konvergenssista evoluutiosta, rinnakkaisuuksista tai evoluutiovaiheista. Käsite on vastakohtana homologian käsitteelle, jossa lajiryhmän yhteiset piirteet tai piirteet perittiin yhteisestä esi-isästä.

Konvergenssi evoluutio: valokuvassa nähdään ichtyyosaurus, hyvin samanlainen - sekä ekologisesti että mfologisesti - delfiinin kanssa. Lähde: Luoja: Dmitry Bogdanov

Mikä on homoplasia?

Vertailevan anatomian haarassa organismien osien välisiä yhtäläisyyksiä voidaan arvioida esi-isien, toiminnan ja ulkonäön perusteella.

Kardongin (2006) mukaan, kun kahdella merkillä on yhteinen alkuperä, ne nimetään homologisiksi. Jos samankaltainen on toiminnallisesti, näiden kahden prosessin sanotaan olevan samanlaisia. Viimeinkin, jos rakenteiden ulkonäkö on samanlainen, se on homoplasia.

Muut kirjoittajat antavat käsitteelle kuitenkin laajemman käsityksen (päällekkäisyydet analogian kanssa) kattaen minkä tahansa samankaltaisuuden kahden tai useamman lajin välillä, joilla ei ole yhteistä alkuperää. Tässä konseptissa erottuu tapahtuman evoluutio riippumattomuus.

Termin alkuperä

Historiallisesti näitä kolmea termiä käytettiin ennen Darwinian aikakautta ilman evoluutio-merkitystä. Darwinin saapumisen ja evoluutioteorioiden eksponentiaalisen kehityksen jälkeen termit saivat uuden sävyn ja samankaltaisuutta tulkitettiin evoluution valossa.

Homoplasia oli termi, jonka Lankester kehitti vuonna 1870 viittaamaan samanlaisten ominaisuuksien itsenäiseen voittoon eri sukupolvilta.

George Gaylord Simpson puolestaan ​​ehdotti samankaltaisuuksien erottamista analogisista, matkimis- ja satunnaisista yhtäläisyyksistä, vaikka nykyään niitä pidetään esimerkkeinä lähentymisistä.

Homoplasian tyypit

Perinteisesti homoplasia on luokiteltu lähentyvään evoluutioon, evoluutiosuuntauksiin ja evoluution käänteisiin.

Pattersonin (1988) katsauksessa pyritään selventämään termien lähentyminen ja rinnakkaisuudet käyttöä, koska ne voivat usein olla hämmentäviä tai tulkita väärin. Joillekin kirjoittajille ero on vain mielivaltainen, ja he mieluummin käyttävät yleistä termiä homoplasia.

Toiset väittävät, että vaikka termien välinen ero ei ole kovin selvä, ne eroavat pääasiassa kyseessä olevien lajien välisissä suhteissa. Tämän näkemyksen mukaan, kun samankaltaisia ​​ominaisuuksia omaavat linjat ovat etäällä, se on lähentyminen. Sitä vastoin, jos linjat liittyvät läheisesti toisiinsa, se on rinnakkainen.

Kolmas tyyppi on käänteisiä, joissa ominaisuus on kehittynyt ja palaa ajan myötä alkuperäiseen tai esi-isäntään. Esimerkiksi delfiineistä ja muista valaista on kehittynyt optimaalinen uintirakenne, joka muistuttaa potentiaalista vesieliä, josta he ovat kehittyneet miljoonia vuosia sitten.

Morfologian tason käännökset ovat yleensä harvinaisia ​​ja vaikeasti tunnistettavissa. Molekyyliset evoluutiovaihtelut - ts. Geenien tasolla - ovat kuitenkin erittäin yleisiä.

Homoplasiat: haasteet ennen evoluutiohistorian jälleenrakennusta

Eri linjojen evoluutiohistoriaa rekonstruoitaessa on välttämätöntä tietää, mitkä ominaisuudet ovat homologisia ja mitkä ovat yksinkertaisia ​​homoplasioita.

Jos arvioimme ryhmien välisiä suhteita antamalla itsellemme homoplasmien ohjaaman, saamme virheellisiä tuloksia.

Esimerkiksi, jos arvioimme mitä tahansa nisäkästä, valaita ja kaloja niiden muokattujen emämäisten raajojen suhteen, päädymme siihen johtopäätökseen, että kalat ja valaat ovat läheisempiä suhteessa toisiinsa kuin molemmat ryhmät ovat nisäkästä.

Kun tiedämme näiden ryhmien historian etukäteen - tiedämme, että valaat ovat nisäkkäitä -, voimme helposti päätellä, että tämä hypoteettinen fylogeny (läheinen suhde kalojen ja valaiden välillä) on virhe.

Arvioitaessa ryhmiä, joiden suhteet eivät ole selkeitä, homoplasiat luovat haittoja, joita ei ole niin helppo selvittää.

Miksi homoplasioita on olemassa?

Tähän asti olemme ymmärtäneet, että luonnossa "esiintymiset voivat olla petollisia". Kaikki organismit, jotka ovat jonkin verran samanlaisia, eivät ole sukulaisia ​​- samalla tavalla kuin kaksi ihmistä voivat olla fyysisesti hyvin samanlaisia, mutta eivät ole sukulaisia. Yllättäen tämä ilmiö on luonteeltaan hyvin yleinen.

Mutta miksi se esitetään? Useimmissa tapauksissa homoplasia syntyy mukautumisena samanlaiseen ympäristöön. Toisin sanoen molemmille suuntauksille kohdistuu samanlaisia ​​selektiivisiä paineita, jotka johtavat "ongelman" ratkaisemiseen samalla tavalla.

Palataanpa takaisin valaiden ja kalojen esimerkkiin. Vaikka nämä suvut ovat selvästi erillisiä, molemmat kohtaavat vesielämän. Siksi luonnollinen valinta suosii fusiformejä, jotka liikkuvat tehokkaasti vesistöissä.

Uudelleenjärjestelykonseptit: syvät homologiat

Jokainen biologian kehityksen edistysaskel on uusi evoluutiotieto - ja molekyylibiologia ei ole poikkeus.

Uusilla sekvensointitekniikoilla on tunnistettu valtava määrä geenejä ja niihin liittyviä tuotteita. Lisäksi evoluutiokehitysbiologia on myötävaikuttanut myös näiden käsitteiden nykyaikaistamiseen.

Vuonna 1977 Sean Carroll ja yhteistyökumppanit kehittivät syvän homologian käsitteen, joka määritettiin tilaksi, jossa eri sukupolvien rakenteiden kasvulla ja kehityksellä on sama geneettinen mekanismi, jonka he perivät yhteisestä esi-isästään.

Otetaan esimerkki selkärangattomien ja selkärankaisten silmistä. Silmät ovat monimutkaisia ​​valoreseptoreita, joita löydämme eri eläinryhmistä. On kuitenkin selvää, että näiden eläinten yhteisellä esi-isällä ei ollut monimutkaista silmää. Ajatellaan silmämme ja pääjalkaisten silmiä: ne ovat radikaalisti erilaisia.

Eroista huolimatta silmillä on syvä esi-isä, koska opsiinit kehittyivät esi-ikäisestä opsiinista ja kaikkien silmien kehitystä hallitsee sama geeni: Pax 6.

Joten ovatko silmät homologiset vai lähentyvät toisiaan? Vastaus on molemmat, se riippuu tasosta, jolla arvioit tilannetta.

Nisäkkäät ja marsupiaalit: lähentymisten säteily

Esimerkkejä homoplasiasta on runsaasti luonteeltaan. Yksi mielenkiintoisimmista on yhdistyminen amerikkalaisten istuinten nisäkkäiden ja Australian marsupiaalien välillä - kaksi suuntaista, jotka eroavat yli 130 miljoonaa vuotta sitten.

Molemmissa ympäristöissä löydämme hyvin samankaltaisia ​​muotoja. Jokaisella nisäkkäällä näyttää olevan "vastaava" Australian morfologian ja ekologian suhteen. Toisin sanoen niche, jonka nisäkäs miehittää Amerikassa, Australiassa, on samanlainen marsupial.

Amerikan myyrä vastaa Australian marsupiaalista myyrää, numbatin (Myrmecobius fasciatus) anteater, hiiren marsupial hiiriin (perhe Dasyuridae), lemuria kurkkuun (Phalanger maculatus), suden Tasmanian susiin.

Viitteet

1. Doolittle, RF (1994). Lähentyvä kehitys: tarve olla selkeä. Biokemiallisten tieteiden suuntaukset, 19 (1), 15-18.
2. Greenberg, G., & Haraway, MM (1998). Vertaileva psykologia: käsikirja. Routledge.
3. Kardong, KV (2006). Selkärankaiset: vertaileva anatomia, toiminta, evoluutio. McGraw-Hill.
4. Kliman, RM (2016). Encyclopedia of Evolutionary Biology. Academic Press.
5. Losos, JB (2013). Princetonin opas evoluutioon. Princeton University Press.
6. McGhee, GR (2011). Konvergenssi evoluutio: rajalliset muodot kauneimpia. MIT Paina.
7. Rice, SA (2009). Tietosanakirja evoluutiosta. Infobase-julkaisu.
8. Sanderson, MJ, ja Hufford, L. (toim.). (tuhatyhdeksänsataayhdeksänkymmentäkuusi). Homoplasia: samankaltaisuuden toistuminen evoluutiossa. Elsevier.
9. Starr, C., Evers, C., ja Starr, L. (2010). Biologia: käsitteet ja sovellukset ilman fysiologiaa. Cengagen oppiminen.
10. Stayton CT (2015). Mitä konvergenssi evoluutio tarkoittaa? Lähentymisen tulkinta ja sen vaikutukset evoluution rajojen etsimisessä. Interface focus, 5 (6), 20150039.
11. Tobin, AJ, ja Dusheck, J. (2005). Kysy elämästä. Cengagen oppiminen.
12. Wake, DB, Wake, MH ja Specht, CD (2011). Homoplasia: kuvion havaitsemisesta evoluutioprosessin ja mekanismin määrittämiseen. tiede, 331 (6020), 1032-1035.
13. Zimmer, C., Emlen, DJ, ja Perkins, AE (2013). Evolution: Elämän ymmärtäminen. CO: Roberts.