MI A HOMOPLAZIJA? (PÉLDÁKKAL) - BIOLÓGIA - 2025

A homoplazia (a görög "homo" -tól, amely ugyanazt jelenti, és a "plasis" jelentése azonos, ugyanaz a forma) két vagy több faj megosztott alapja, de ez a tulajdonság nem létezik közös őseikben. A homoplazia meghatározásának alapja az evolúciós függetlenség.

A struktúrák közötti homoplazia a konvergens evolúció, a párhuzamosság vagy az evolúciós megfordítás eredménye. A koncepció ellentétben áll a homológia fogalmával, ahol a fajcsoport közös tulajdonságait vagy tulajdonságait egy közös ősök örökölte.

Konvergens evolúció: a képen egy ichtiozaurust látunk, amely ökológiai és mfológiai szempontból nagyon hasonló egy delfinekhez. Forrás: Alkotó: Dmitrij Bogdanov

Mi a homoplazija?

Az összehasonlító anatómia ágában az organizmusok részei közötti hasonlóságok az ősök, a funkció és a megjelenés szempontjából értékelhetők.

Kardong (2006) szerint, ha két karakternek közös eredete van, akkor homológnak nevezik őket. Ha a hasonlóság funkcionális, a két folyamatot hasonlónak mondják. Végül, ha a struktúrák megjelenése hasonló, akkor ez egy homoplazia.

Más szerzők azonban tágabb értelemben vették ezt a fogalmat (átfedésben az analógiával), felölelve bármilyen hasonlóságot két vagy több faj között, amelyeknek nincs közös eredete. Ebben a koncepcióban kiemelkedik az esemény evolúciós függetlensége.

A kifejezés eredete

Történelmileg ezt a három kifejezést a darwini korszak óta használták, evolúciós értelmezés nélkül. Darwin érkezése és az evolúciós elméletek exponenciális fejlődése után a kifejezések új árnyalatot szereztek, és a hasonlóságot az evolúció fényében értelmezték.

A homoplazia kifejezés Lankester által 1870-ben alakult, hogy hasonló tulajdonságok független nyereségére utaljon a különböző törzsekben.

George Gaylord Simpson a maga részéről javasolta a hasonlóságok megkülönböztetését az analógiában, a mimikériában és a véletlenszerű hasonlóságokban, bár manapság ezeket tekintik a konvergenciák példáinak.

A homoplazia típusai

Hagyományosan, a homoplaziatát konvergens evolúció, evolúciós párhuzamok és evolúciós megfordítások kategóriájába sorolják.

Patterson (1988) áttekintése célja a konvergencia és a párhuzamok kifejezések használatának tisztázása, mivel ezek gyakran zavaróak vagy félreértelmezhetők. Egyes szerzők számára a megkülönböztetés csak önkényes, és inkább az általános homoplazia kifejezést használják.

Mások azt sugallják, hogy noha a fogalmak megkülönböztetése nem egyértelmű, főként az érintett fajok közötti viszonyban különböznek egymástól. E nézet szerint, ha a hasonló jellemzőkkel bíró vonalok távol vannak, ez egy konvergencia. Ezzel szemben, ha a vonalak szorosan rokonok, ez párhuzamos.

A harmadik típus a fordítás, ahol egy tulajdonság kialakult, majd az idő múlásával visszatér kezdeti vagy ősi állapotába. Például a delfinek és más cetfélék kifejlesztettek egy optimális úszótestet, amely emlékeztet arra a potenciális vízi ősre, ahonnan millióikkal ezelőtt fejlődtek ki.

A morfológia szintjén történő fordítások általában ritkák és nehezen azonosíthatók. A molekuláris evolúciós megfordítások - azaz a gének szintjén - azonban nagyon gyakoriak.

Homoplaziasok: kihívások az evolúciós történetek rekonstrukciója előtt

A különféle törzsek evolúciós történeteinek rekonstruálásánál alapvető fontosságú tudni, hogy mely tulajdonságok homológok és melyek egyszerű homoplazziák.

Ha úgy értékeljük a csoportok közötti kapcsolatokat, hogy hagyjuk, hogy homoplazziák vezéreljék magunkat, akkor rossz eredményeket fogunk elérni.

Például, ha az emlősöket, a bálnákat és a halakat módosított ujj alakú végtagjainkkal értékeljük, arra a következtetésre jutunk, hogy a halak és a bálnák rokonabbak egymással, mint mindkét csoport az emlősökhöz.

Mivel priori tudjuk ezen csoportok történetét - tudjuk, hogy a bálnák emlősök -, könnyen megállapíthatjuk, hogy ez a hipotetikus filogenezis (a halak és a bálnák szoros kapcsolata) hiba.

Amikor azonban olyan csoportokat értékelünk, amelyek viszonyai nem egyértelműek, a homoplazikák olyan kényelmetlenségeket okoznak, amelyeket nem könnyű kideríteni.

Miért léteznek homoplaziak?

Mostanáig megértettük, hogy a természetben a "látszat megtévesztő lehet". Nem minden organizmus, amelyek kissé hasonlóak, rokonok - ugyanúgy, mint két ember fizikailag nagyon hasonló lehet, de nem rokonok. Meglepő módon ez a jelenség a természetben nagyon gyakori.

De miért mutatják be? A legtöbb esetben a homoplazia hasonló környezethez való alkalmazkodásként jelentkezik. Vagyis mindkét vonal hasonló szelektív nyomásnak van kitéve, ami a "probléma" azonos módon történő megoldásához vezet.

Térjünk vissza a bálnák és a halak példájához. Noha ezek a törzsek jelentősen különböznek egymástól, mindkettő vízi élővilággal néz szembe. Így a természetes szelekció kedvezi a bélésű szárú testeket, amelyek hatékonyan mozognak a víztestekben.

A szerkezetátalakítás fogalmai: mély homológiák

A biológia fejlődésének minden előrehaladása az evolúció új tudásává vált - és a molekuláris biológia sem kivétel.

Az új szekvenálási technikákkal óriási számú gént és hozzájuk kapcsolódó terméket azonosítottak. Ezen túlmenően az evolúciós fejlődési biológia szintén hozzájárult ezen fogalmak korszerűsítéséhez.

1977-ben Sean Carroll és munkatársai kifejlesztették a mélyhomológia fogalmát, amelyet úgy határoztak meg, hogy az a körülmény, amikor a különböző vonalú struktúrák növekedése és fejlődése ugyanazzal a genetikai mechanizmussal rendelkezik, amelyet egy ősektől örököltek.

Vegyük például a gerinctelenek és a gerincesek szemét. A szem komplex fotoreceptor, amelyet különböző állatcsoportokban találunk. Világos azonban, hogy ezen állatok közös õse nem rendelkezett bonyolult szemmel. Gondoljunk a szemünkre és a lábasfejűek szemére: gyökeresen különböznek egymástól.

A különbségek ellenére a szemnek mély őse van, mivel az opsinek egy ősi opsinból fejlődtek ki, és az összes szem fejlődését ugyanaz a gén szabályozza: Pax 6.

Tehát a szem homológ vagy konvergál? A válasz mindkettő, attól függ, hogy milyen szinten értékeli a helyzetet.

Emlősök és emlősök: konvergencia sugárzása

A természetben sokféle homoplazia mutatkozik. Az egyik legérdekesebb az amerikai placenta emlősök és az ausztrál emlősök közötti konvergencia - két olyan törzs, amely több mint 130 millió évvel ezelőtt különbözött egymástól.

Mindkét környezetben nagyon hasonló alakzatokat találunk. Úgy tűnik, hogy minden emlősnek "egyenértékű" a morfológiája és az ökológia szempontjából Ausztráliában. Vagyis azt a rést, amelyet egy emlős elfoglal Amerikában, Ausztráliában, hasonló marsupialis fog elfoglalni.

A vakond Amerikában az ausztrál erszényes anyajegynek felel meg, a numbat hangyászának (Myrmecobius fasciatus), az egereknek a erszényes egereknek (Dasyuridae család), a maki a cucusnak (Phalanger maculatus), a farkasnak a tasmán farkasnak.

Irodalom

1. Doolittle, RF (1994). Konvergens evolúció: az egyértelműség szükségességének. A biokémiai tudomány alakulása, 19. (1), 15-18.
2. Greenberg, G. és Haraway, MM (1998). Összehasonlító pszichológia: Kézikönyv. Routledge.
3. Kardong, KV (2006). Gerinces: összehasonlító anatómia, funkció, evolúció. McGraw-Hill.
4. Kliman, RM (2016). Az evolúciós biológia enciklopédia. Academic Press.
5. Losos, JB (2013). A Princeton útmutatása az evolúcióhoz. Princeton University Press.
6. McGhee, GR (2011). Konvergens evolúció: a korlátozott formák a legszebbek. MIT Nyomja meg.
7. Rice, SA (2009). Az evolúció enciklopédia. Infobase Publishing.
8. Sanderson, MJ, és Hufford, L. (szerk.). (tizenkilenc kilencvenhat) Homoplazia: a hasonlóság megismétlődése az evolúcióban. Elsevier.
9. Starr, C., Evers, C., és Starr, L. (2010). Biológia: fogalmak és alkalmazások élettan nélkül. Cengage tanulás.
10. Stayton CT (2015). Mit jelent a konvergens evolúció? A konvergencia értelmezése és következményei az evolúció korlátainak keresésében. Interfész fókusz, 5 (6), 20150039.
11. Tobin, AJ és Dusheck, J. (2005). Az élet kérdése. Cengage tanulás.
12. Wake, DB, Wake, MH és Specht, CD (2011). Homoplazia: a minta felismerésétől az evolúció folyamatának és mechanizmusának meghatározásáig. science, 331 (6020), 1032-1035.
13. Zimmer, C., Emlen, DJ és Perkins, AE (2013). Evolution: Az élet értelme. CO: Roberts.