ŠTO JE HOMOPLAZIJA? (S PRIMJERIMA) - BIOLOGIJA - 2025

Homoplasy (od grčkog „homo”, što znači isti, i „plasis” znači način, iste forme) je zajednički temelj dvije ili više vrsta, ali ova značajka nije prisutan u zajedničkog pretka. Osnova za definiranje homoplazije je evolucijska neovisnost.

Homoplazija između struktura rezultat je konvergentne evolucije, paralelizma ili evolucijskih preokreta. Koncept je u suprotnosti s konceptom homologije, gdje je karakteristika ili osobina koju skupina dijeli naslijedila od zajedničkog pretka.

Konvergentna evolucija: na fotografiji vidimo ihtiozaura, vrlo sličnog - i ekološkog i mfološkog - dupinu. Izvor: Kreator: Dmitrij Bogdanov

Što je homoplazija?

U grani komparativne anatomije, sličnosti između dijelova organizma mogu se procijeniti u smislu predaka, funkcije i izgleda.

Prema Kardongu (2006), kada dva lika imaju zajedničko podrijetlo, oni se označavaju kao homologni. Ako je sličnost u pogledu funkcije, za dva procesa se kaže da su analogni. Konačno, ako je izgled struktura sličan, to je homoplazija.

Međutim, drugi autori daju širi smisao koncepta (koji se preklapa s analogijom), obuhvaćajući bilo kakvu sličnost dviju ili više vrsta koje nemaju zajedničko podrijetlo. U ovom konceptu ističe se evolucijska neovisnost događaja.

Podrijetlo pojma

Povijesno su se ta tri izraza koristila još od pred-darvinskih vremena bez ikakvog evolucijskog značenja. Nakon Darwinovog dolaska i eksponencijalnog razvoja evolucijskih teorija, pojmovi su poprimili novu nijansu i sličnost je protumačena u svjetlu evolucije.

Homoplazija je izraz koji je Lankester skovao 1870. godine i odnosio se na neovisno sticanje sličnih karakteristika u različitim linijama.

George Gaylord Simpson, sa svoje strane, predložio je razlikovanje sličnosti u analogiji, mimikriji i slučajnim sličnostima, iako se danas smatraju primjerom konvergencije.

Vrste homoplazije

Tradicionalno, homoplazija je klasificirana u konvergentnu evoluciju, evolucijske paralele i evolucijske preokrete.

Recenzija Patterson (1988) ima za cilj pojasniti uporabu izraza konvergencija i paralele, jer često mogu biti zbunjujuće ili pogrešno protumačene. Za neke autore razlika je samo proizvoljna i oni radije koriste opći izraz homoplazija.

Drugi pak sugeriraju da, iako razlika između pojmova nije vrlo jasna, razlikuju se uglavnom u odnosu između uključenih vrsta. Prema ovom mišljenju, kada su linije koje imaju slične karakteristike daleke, to je konvergencija. Suprotno tome, ako su rodovi usko povezani, to je paralela.

Treći tip su preokreti u kojima se karakteristika razvija, a zatim se s vremenom vraća u prvobitno ili pradavno stanje. Primjerice, dupini i drugi kitovi razvili su se u optimalno tijelo za plivanje koje podsjeća na potencijalnog vodenog pretka iz kojeg su evoluirali milijunima godina.

Preokreti na razini morfologije obično su rijetki i teško ih je prepoznati. Međutim, molekularni evolucijski preokreti - to jest na razini gena - su vrlo česti.

Homoplazije: izazovi prije obnove evolucijskih povijesti

Prilikom rekonstrukcije evolucijskih povijesti različitih rodova, bitno je znati koje su karakteristike homološke, a koje jednostavne homoplazije.

Ako procijenimo odnose među skupinama, prepuštajući se vodenjima homoplazija, doći ćemo do pogrešnih rezultata.

Na primjer, ako procijenimo bilo kojeg sisavca, kitova i riba s obzirom na njihove modificirane udove u obliku peraja, doći ćemo do zaključka da su ribe i kitovi više povezani jedno s drugim nego što su obje skupine sisavca.

Kao što znamo povijest ovih skupina a priori - znamo da su kitovi sisavci - lako možemo zaključiti da je ova hipotetička filogenija (blizak odnos riba i kitova) pogreška.

Međutim, kad ocjenjujemo grupe čiji odnosi nisu jasni, homoplazije stvaraju neugodnosti koje nije tako lako objasniti.

Zašto homoplazije postoje?

Do sada smo razumjeli da u prirodi "nastupi mogu biti zavaravajući". Nisu svi organizmi koji su pomalo povezani - na isti način na koji dvije osobe mogu biti fizički vrlo slične, ali nisu povezane. Začudo, ovaj fenomen je u prirodi vrlo čest.

Ali zašto je predstavljen? U većini slučajeva homoplazija nastaje kao prilagodba sličnom okruženju. Odnosno, obje linije podliježu sličnim selektivnim pritiscima, što dovodi do rješavanja "problema" na isti način.

Vratimo se primjeru kitova i riba. Iako su ove loze izrazito odvojene, obje se suočavaju s vodenim životom. Stoga prirodni odabir pogoduje tijestovima ispranih, koji se učinkovito kreću unutar vodenih tijela.

Pojmovi restrukturiranja: duboke homologije

Svaki napredak u razvoju biologije znači nova evolucijska znanja - a molekularna biologija nije iznimka.

S novim tehnikama sekvenciranja identificiran je ogroman broj gena i njihovih povezanih proizvoda. Nadalje, modernizacija ovih koncepata također je pridonijela evolucijskoj razvojnoj biologiji.

1977. godine, Sean Carroll i suradnici razvili su koncept duboke homologije, definiran kao uvjet da rast i razvoj strukture u različitim rodovima imaju isti genetski mehanizam, koji su naslijedili od zajedničkog pretka.

Uzmimo primjer očiju kod beskralježnjaka i kralježnjaka. Oči su složeni fotoreceptori koje nalazimo u različitim skupinama životinja. Međutim, jasno je da zajednički predak ovih životinja nije posjedovao složeno oko. Razmislimo o našim očima i onim glavonožcima: oni se radikalno razlikuju.

Unatoč razlikama, oči imaju duboko porijeklo, budući da su opsini evoluirali iz opsina predaka, a razvoj svih očiju kontrolira isti gen: Pax 6.

Jesu li oči homologne ili konvergentne? Odgovor je oboje, ovisi o razini na kojoj procjenjujete situaciju.

Sisavci i marsupials: zračenje konvergencija

Primjeri homoplazija obiluju prirodom. Jedna od najzanimljivijih je konvergencija američkih placentalnih sisavaca i australijskih marsupials - dvije loze koje su se razilazile prije više od 130 milijuna godina.

U oba okoliša nalazimo vrlo slične oblike. Čini se da svaki sisavac ima svoj "ekvivalent", što se tiče morfologije i ekologije u Australiji. Odnosno, niša koju sisavac zauzima u Americi, u Australiji, zauzima sličan marsupial.

Krtica u Americi odgovara australijskom marsupial mol, mravinjak numbat (Myrmecobius fasciatus), miš marsupial miš (porodica Dasyuridae), lemur cucusu (Phalanger maculatus), vuk Tasmanski vuk, između ostalih.

Reference

1. Doolittle, RF (1994). Konvergentna evolucija: potreba da bude eksplicitna. Trendovi biokemijskih znanosti, 19 (1), 15-18.
2. Greenberg, G., i Haraway, MM (1998). Uporedna psihologija: priručnik. Routledge.
3. Kardong, KV (2006). Kralježnjaci: komparativna anatomija, funkcija, evolucija. McGraw-Hill.
4. Kliman, RM (2016). Enciklopedija evolucijske biologije. Akademska štampa.
5. Losos, JB (2013). Princeton vodič za evoluciju. Princeton University Press.
6. McGhee, GR (2011). Konvergentna evolucija: ograničeni oblici najljepši. MIT Pritisnite.
7. Rice, SA (2009). Enciklopedija evolucije. Izdavaštvo Infobase.
8. Sanderson, MJ, i Hufford, L. (ur.). (devetnaest devedeset šest). Homoplazija: ponavljanje sličnosti u evoluciji. Elsevier.
9. Starr, C., Evers, C., i Starr, L. (2010). Biologija: koncepti i primjene bez fiziologije. Cengage Learning.
10. Stayton CT (2015). Što znači konvergentna evolucija? Tumačenje konvergencije i njezine implikacije u potrazi za ograničenjima evolucije. Sučelje sučelja, 5 (6), 20150039.
11. Tobin, AJ, i Dusheck, J. (2005). Pitajući o životu. Cengage Learning.
12. Wake, DB, Wake, MH, & Specht, CD (2011). Homoplazija: od otkrivanja uzorka do određivanja procesa i mehanizma evolucije. znanost, 331 (6020), 1032-1035.
13. Zimmer, C., Emlen, DJ, & Perkins, AE (2013). Evolucija: Osmišljavanje života. CO: Roberts.