Wat is homoplasie? (Met voorbeelden)

3155
Basil Manning

De homoplasie (uit het Grieks "homo", wat gelijk betekent, en "plasis ", wat vorm betekent; gelijke vormen) is een kenmerk dat door twee of meer soorten wordt gedeeld, 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 de eigenschap gedeeld door de groep soorten werd geërfd van een gemeenschappelijke voorouder.

Convergente evolutie: op de foto zien we een ichthyosaurus, die sterk lijkt - zowel ecologisch als morfologisch - op een dolfijn. Bron: Maker: Dmitry Bogdanov [CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)]

Artikel index

  • 1 Wat is homoplasie?
  • 2 Oorsprong van de term
  • 3 soorten homoplasie
  • 4 Homoplasieën: uitdagingen vóór de reconstructie van evolutionaire geschiedenissen
  • 5 Waarom bestaan ​​homoplasieën??
  • 6 Herstructureringsconcepten: diepe homologieën
  • 7 Zoogdieren en buideldieren: een straling van convergenties
  • 8 referenties

Wat is homoplasie?

Op het gebied van vergelijkende anatomie kunnen de overeenkomsten tussen de delen van organismen worden geëvalueerd in termen van afkomst, functie en uiterlijk..

Volgens Kardong (2006), wanneer twee karakters een gemeenschappelijke oorsprong hebben, worden ze 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 evolutionaire theorieën, kregen de termen een nieuwe nuance en werd de gelijkenis geïnterpreteerd in het licht van 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 geclassificeerd 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 zij geven 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 zwemlichaam ontwikkeld dat doet denken aan de aquatische potentiële voorouder waaruit ze miljoenen jaren geleden zijn voortgekomen..

Omkeringen op morfologisch niveau zijn vaak 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 gemodificeerde vinvormige ledematen, zullen we concluderen dat vissen en walvissen meer verwant zijn aan elkaar dan beide groepen aan het zoogdier..

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

Wanneer we echter groepen evalueren waarvan de relaties niet duidelijk zijn, veroorzaken homoplasieën ongemakken die niet zo gemakkelijk op te helderen zijn..

Waarom bestaan ​​homoplasieën??

Tot dusverre 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. Met andere woorden, beide geslachten zijn onderhevig aan vergelijkbare selectiedruk, waardoor het "probleem" op dezelfde manier wordt opgelost..

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 lichamen met vinnen 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 daarop 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 aantreffen. 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 straling van convergenties

Voorbeelden van homoplasieën zijn er in overvloed in de natuur. Een van de meest interessante is de convergentie tussen Amerikaanse placenta-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 nis die een zoogdier in Amerika inneemt, in Australië wordt het bezet door een soortgelijk buideldier.

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

Referenties

  1. Doolittle, R. F. (1994). Convergente evolutie: de noodzaak om expliciet te zijn. Trends in biochemische wetenschappen19(1), 15-18.
  2. Greenberg, G., en Haraway, M. M. (1998). Vergelijkende psychologie: een handboek. Routledge.
  3. Kardong, K. V. (2006). Gewervelde dieren: vergelijkende anatomie, functie, evolutie. McGraw-Hill.
  4. Kliman, R. M. (2016). Encyclopedia of Evolutionary Biology. Academische pers.
  5. Losos, J. B. (2013). De Princeton-gids voor evolutie. Princeton University Press.
  6. McGhee, G. R. (2011). Convergente evolutie: beperkte vormen mooiste. MIT Druk op.
  7. Rijst, S. A. (2009). Encyclopedie van evolutie. Infobase Publishing.
  8. Sanderson, M. J., & 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 C. T. (2015). Wat betekent convergente evolutie? De interpretatie van convergentie en de implicaties ervan bij het zoeken naar grenzen aan evolutie. Interface focus5(6), 20150039.
  11. Tobin, A. J., en Dusheck, J. (2005). Vragen over het leven. Cengage leren.
  12. Wake, D. B., Wake, M. H., & Specht, C. D. (2011). Homoplasie: van patroon detecteren tot proces en evolutiemechanisme bepalen. wetenschap331(6020), 1032-1035.
  13. Zimmer, C., Emlen, D. J., & Perkins, A. E. (2013). Evolutie: het leven begrijpen. CO: Roberts.

Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.