WAT IS HOMOPLASIE? (MET VOORBEELDEN) - BIOLOGIE - 2025

De homoplasie (van het Griekse "homo" wat hetzelfde betekent, en "plasis" betekent manier, dezelfde vormen) is een gedeelde basis van twee of meer soorten, maar dit kenmerk is niet aanwezig in hun gemeenschappelijke voorouder. De basis voor het definiëren van homoplasie is evolutionaire onafhankelijkheid.

Homoplasie tussen structuren is het resultaat van convergente evolutie, parallellismen of evolutionaire omkeringen. Het concept staat in contrast met dat van homologie, waarbij het kenmerk of kenmerk dat door de groep soorten wordt gedeeld, is geërfd van een gemeenschappelijke voorouder.

Convergente evolutie: op de foto zien we een ichthyosaurus, die sterk lijkt - zowel ecologisch als mfologisch - op een dolfijn. Bron: Maker: Dmitry Bogdanov

Wat is homoplasie?

In de tak van vergelijkende anatomie kunnen de overeenkomsten tussen de delen van organismen worden geëvalueerd in termen van afkomst, functie en uiterlijk.

Volgens Kardong (2006) worden twee karakters die een gemeenschappelijke oorsprong hebben, als homoloog aangeduid. Als de overeenkomst qua functie is, wordt gezegd dat de twee processen analoog zijn. Ten slotte, als het uiterlijk van structuren vergelijkbaar is, is het een homoplasie.

Andere auteurs geven echter een bredere betekenis aan het concept (overlappend met analogie) en omvatten elke gelijkenis tussen twee of meer soorten die geen gemeenschappelijke oorsprong hebben. In dit concept valt de evolutionaire onafhankelijkheid van het evenement op.

Oorsprong van de term

Historisch gezien werden deze drie termen gebruikt sinds de pre-Darwiniaanse tijd zonder enige evolutionaire betekenis. Na de komst van Darwin en de exponentiële ontwikkeling van evolutietheorieën kregen de termen een nieuwe tint en werd de gelijkenis geïnterpreteerd in het licht van de evolutie.

Homoplasie was een term die in 1870 door Lankester werd bedacht om te verwijzen naar de onafhankelijke toename van vergelijkbare kenmerken in verschillende geslachten.

George Gaylord Simpson van zijn kant stelde het onderscheid voor van overeenkomsten in analogie, mimiek en willekeurige overeenkomsten, hoewel ze tegenwoordig worden beschouwd als voorbeelden van convergenties.

Soorten homoplasie

Traditioneel wordt homoplasie ingedeeld in convergente evolutie, evolutionaire parallellen en evolutionaire omkeringen.

Een recensie van Patterson (1988) tracht het gebruik van de termen convergentie en parallellen te verduidelijken, aangezien ze vaak verwarrend of verkeerd geïnterpreteerd kunnen zijn. Voor sommige auteurs is het onderscheid slechts willekeurig en geven ze er de voorkeur aan de algemene term homoplasie te gebruiken.

Anderen suggereren dat, hoewel het onderscheid tussen de termen niet erg duidelijk is, ze voornamelijk verschillen in de relatie tussen de betrokken soorten. Volgens deze opvatting is het een convergentie wanneer de geslachten met vergelijkbare kenmerken ver weg zijn. Als de geslachten daarentegen nauw verwant zijn, is het een parallel.

Een derde type zijn omkeringen, waarbij een kenmerk is geëvolueerd en na verloop van tijd terugkeert naar zijn oorspronkelijke of voorouderlijke staat. Dolfijnen en andere walvisachtigen hebben bijvoorbeeld een optimaal lichaam ontwikkeld om te zwemmen dat doet denken aan de potentiële voorouder in het water waaruit ze miljoenen jaren geleden zijn voortgekomen.

Omkeringen op het niveau van de morfologie zijn meestal zeldzaam en moeilijk te identificeren. Moleculaire evolutionaire omkeringen - dat wil zeggen op het niveau van genen - komen echter zeer vaak voor.

Homoplasieën: uitdagingen vóór de reconstructie van evolutionaire geschiedenissen

Bij het reconstrueren van de evolutionaire geschiedenis van de verschillende geslachten, is het essentieel om te weten welke kenmerken homoloog zijn en welke eenvoudige homoplasieën zijn.

Als we de relaties tussen groepen evalueren en ons laten leiden door homoplasieën, zullen we tot foutieve resultaten komen.

Als we bijvoorbeeld een zoogdier, walvissen en vissen beoordelen in termen van hun gemodificeerde vinvormige ledematen, zullen we tot de conclusie komen dat vissen en walvissen meer aan elkaar verwant zijn dan beide groepen aan het zoogdier.

Omdat we de geschiedenis van deze groepen a priori kennen - we weten dat walvissen zoogdieren zijn - kunnen we gemakkelijk concluderen dat deze hypothetische fylogenie (nauwe relatie tussen vissen en walvissen) een vergissing is.

Wanneer we echter groepen evalueren waarvan de relaties niet duidelijk zijn, creëren homoplasieën ongemakken die niet zo gemakkelijk te verklaren zijn.

Waarom bestaan ​​homoplasieën?

Tot nu toe hebben we begrepen dat in de natuur "schijn bedriegt". Niet alle organismen die enigszins op elkaar lijken, zijn verwant - op dezelfde manier dat twee mensen fysiek erg op elkaar kunnen lijken, maar niet verwant zijn. Verrassend genoeg komt dit fenomeen heel vaak voor in de natuur.

Maar waarom wordt het gepresenteerd? In de meeste gevallen ontstaat homoplasie als een aanpassing aan een vergelijkbare omgeving. Dat wil zeggen dat beide geslachten onderhevig zijn aan vergelijkbare selectiedruk, wat leidt tot het oplossen van het "probleem" op dezelfde manier.

Laten we teruggaan naar het voorbeeld van walvissen en vissen. Hoewel deze geslachten duidelijk gescheiden zijn, hebben ze allebei te maken met een onderwaterleven. Natuurlijke selectie begunstigt dus spoelvormige vinlichamen die efficiënt in watermassa's bewegen.

Herstructureringsconcepten: diepe homologieën

Elke vooruitgang in de ontwikkeling van de biologie vertaalt zich in nieuwe kennis voor evolutie - en moleculaire biologie is geen uitzondering.

Met de nieuwe sequentietechnieken is een enorm aantal genen en de bijbehorende producten geïdentificeerd. Bovendien heeft evolutionaire ontwikkelingsbiologie ook bijgedragen aan de modernisering van deze concepten.

In 1977 ontwikkelden Sean Carroll en medewerkers het concept van diepe homologie, gedefinieerd als de aandoening waarbij de groei en ontwikkeling van een structuur in verschillende lijnen hetzelfde genetische mechanisme hebben, dat ze hebben geërfd van een gemeenschappelijke voorouder.

Neem het voorbeeld van de ogen bij ongewervelde dieren en gewervelde dieren. De ogen zijn complexe fotoreceptoren die we in verschillende diergroepen vinden. Het is echter duidelijk dat de gemeenschappelijke voorouder van deze dieren geen complex oog bezat. Laten we eens kijken naar onze ogen en die van een koppotige: ze zijn radicaal anders.

Ondanks de verschillen delen de ogen een diepe afkomst, aangezien opsins is geëvolueerd uit een voorouderlijke opsin en de ontwikkeling van alle ogen wordt gecontroleerd door hetzelfde gen: Pax 6.

Dus zijn de ogen homoloog of convergerend? Het antwoord is beide, het hangt af van het niveau waarop u de situatie beoordeelt.

Zoogdieren en buideldieren: een uitstraling van convergenties

Voorbeelden van homoplasieën zijn er in overvloed in de natuur. Een van de meest interessante is de convergentie tussen Amerikaanse placentale zoogdieren en Australische buideldieren - twee afstammingslijnen die meer dan 130 miljoen jaar geleden uiteenliepen.

In beide omgevingen vinden we zeer vergelijkbare vormen. Elk zoogdier lijkt zijn "equivalent" te hebben, in termen van morfologie en ecologie in Australië. Dat wil zeggen, de niche die een zoogdier in Amerika inneemt, in Australië wordt bezet door een soortgelijk buideldier.

De mol in Amerika komt overeen met de Australische buideldier, de miereneter met de numbat (Myrmecobius fasciatus), de muis met de buidelmuis (familie Dasyuridae), de maki met de cucus (Phalanger maculatus), de wolf met de Tasmaanse wolf, onder anderen.

Referenties

1. Doolittle, RF (1994). Convergente evolutie: de noodzaak om expliciet te zijn. Trends in biochemische wetenschappen, 19 (1), 15-18.
2. Greenberg, G., en Haraway, MM (1998). Vergelijkende psychologie: een handboek. Routledge.
3. Kardong, KV (2006). Gewervelde dieren: vergelijkende anatomie, functie, evolutie. McGraw-Hill.
4. Kliman, RM (2016). Encyclopedia of Evolutionary Biology. Academische pers.
5. Losos, JB (2013). De Princeton-gids voor evolutie. Princeton University Press.
6. McGhee, GR (2011). Convergente evolutie: beperkte vormen mooiste. MIT Druk op.
7. Rijst, SA (2009). Encyclopedie van evolutie. Infobase Publishing.
8. Sanderson, MJ, & Hufford, L. (Eds.). (1996). Homoplasie: de herhaling van gelijkenis in evolutie. Elsevier.
9. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Biologie: concepten en toepassingen zonder fysiologie. Cengage leren.
10. Stayton CT (2015). Wat betekent convergente evolutie? De interpretatie van convergentie en de implicaties ervan bij het zoeken naar grenzen aan evolutie. Interface focus, 5 (6), 20150039.
11. Tobin, AJ en Dusheck, J. (2005). Vragen over het leven. Cengage leren.
12. Wake, DB, Wake, MH, & Specht, CD (2011). Homoplasie: van patroon detecteren tot proces en evolutiemechanisme bepalen. wetenschap, 331 (6020), 1032-1035.
13. Zimmer, C., Emlen, DJ en Perkins, AE (2013). Evolutie: het leven begrijpen. CO: Roberts.