ЩО ТАКЕ ГОМОПЛАЗІЯ? (ІЗ ПРИКЛАДАМИ) - БІОЛОГІЯ - 2025

Homoplasy (від грецького «гомо» , що означає же, і «plasis» означає шлях, одні і ті ж форми) є спільною основою двох або більше видів, але ця функція не присутній в їх загального предка. Основою для визначення гомоплазії є еволюційна незалежність.

Гомоплазія між структурами є результатом конвергентної еволюції, паралелізмів або еволюційних перетворень. Поняття протиставляється поняттю гомології, коли характеристика або риса, яка поділяється групою видів, успадкувала від спільного предка.

Конвергентна еволюція: на фото ми бачимо іхтіозавра, дуже схожого - і в екологічному, і на міфологічному плані - дельфіну. Джерело: Творець: Дмитро Богданов

Що таке гомоплазія?

У галузі порівняльної анатомії подібність між частинами організмів може бути оцінена з точки зору роду, функції та зовнішнього вигляду.

За словами Кардонга (2006), коли два символи мають спільне походження, вони позначаються як гомологічні. Якщо схожість є функціональною, два процеси, як кажуть, є аналогічними. Нарешті, якщо зовнішній вигляд конструкцій схожий, це гомоплазія.

Однак інші автори надають поняттю більш широке значення (перекриття з аналогією), охоплюючи будь-яку схожість між двома або більше видами, які не мають спільного походження. У цій концепції виділяється еволюційна незалежність події.

Походження терміна

Історично ці три терміни використовувались ще з доарвінських часів без еволюційного значення. Після приходу Дарвіна і експоненціального розвитку еволюційних теорій терміни набули нового відтінку і подібність трактувалася у світлі еволюції.

Гомоплазія - термін, придуманий Ланкестером у 1870 р. Для позначення незалежного посилення подібних характеристик на різних родовищах.

Джордж Гейлорд Сімпсон зі свого боку запропонував розрізняти подібності за аналогією, мімікрією та випадковими подібностями, хоча сьогодні вони розглядаються як приклади конвергенцій.

Види гомоплазії

Традиційно гомоплазію класифікують на конвергентну еволюцію, еволюційні паралелі та еволюційні звороти.

Рецензія Паттерсона (1988) має на меті уточнити використання термінів конвергенції та паралелей, оскільки вони часто можуть бути заплутаними або неправильно трактуватися. Для деяких авторів відмінність є лише умовною, і вони вважають за краще використовувати загальний термін гомоплазія.

Інші припускають, що, хоча відмінність між термінами не дуже чітка, вони відрізняються головним чином у співвідношенні між задіяними видами. Згідно з цим поглядом, коли лінії, які мають подібні характеристики, віддалені, це конвергенція. На відміну від цього, якщо лінії є тісно пов'язаними, це паралель.

Третій тип - це перевороти, де характеристика розвивалася і з часом повертається до свого початкового або прабатькового стану. Наприклад, дельфіни та інші китоподібні виробили оптимальне тіло для плавання, яке нагадує потенційного водного предка, з якого вони еволюціонували мільйони років тому.

Звороти на рівні морфології зазвичай рідкісні і їх важко визначити. Однак молекулярні еволюційні звороти - тобто на рівні генів - дуже часті.

Гомоплазії: виклики перед реконструкцією еволюційних історій

Реконструюючи еволюційні історії різних ліній, важливо знати, які характеристики є гомологічними, а які - простими гомоплазіями.

Якщо ми оцінимо відносини між групами, дозволяючи керуватися гомоплазіями, ми дійшли до помилкових результатів.

Наприклад, якщо ми оцінимо будь-якого ссавця, китів та риб за їх зміненими кінцівкоподібними кінцівками, ми прийдемо до висновку, що риби та кити більше пов'язані один з одним, ніж обидві групи ссавця.

Оскільки ми апріорно знаємо історію цих груп - ми знаємо, що кити - це ссавці, - ми можемо легко зробити висновок, що ця гіпотетична філогенія (тісний взаємозв'язок між рибами та китами) є помилкою.

Однак, коли ми оцінюємо групи, стосунки яких не зрозумілі, гомоплазії створюють незручності, які не так просто з’ясувати.

Чому існують гомоплази?

До цих пір ми розуміли, що в природі "зовнішність може обманювати". Не всі організми, які дещо схожі, є спорідненими - так само, як дві людини можуть бути дуже схожими фізично, але не пов'язані між собою. Дивно, але це явище дуже поширене в природі.

Але чому він представлений? У більшості випадків гомоплазія виникає як адаптація до подібного середовища. Тобто обидві лінії поширюються на подібні селективні тиски, що призводять до вирішення "проблеми" однаковим чином.

Повернемося до прикладу китів і риб. Хоча ці лінії суттєво відокремлені, вони обоє стикаються з водним життям. Таким чином, природний відбір сприяє веретеноподібним ребристим тілам, які ефективно рухаються всередині водних об'єктів.

Концепції реструктуризації: глибокі гомології

Кожен прогрес у розвитку біології означає нові еволюційні знання - і молекулярна біологія не є винятком.

За допомогою нових методів секвенування було визначено величезну кількість генів та їх асоційованих продуктів. Крім того, еволюційна біологія розвитку також сприяла модернізації цих концепцій.

У 1977 році Шон Керролл та його співробітники розробили концепцію глибокої гомології, визначену як умову, коли зростання та розвиток структури в різних родовищах мають той самий генетичний механізм, який вони успадкували від спільного предка.

Візьмемо приклад очей у безхребетних та хребетних. Очі - це складні фоторецептори, які ми знаходимо в різних групах тварин. Однак зрозуміло, що загальний предок цих тварин не володів складним оком. Давайте подумаємо про наші очі та очі головоноги: вони кардинально відрізняються.

Незважаючи на відмінності, очі поділяються глибоким походженням, оскільки опсини еволюціонували з предкових опсинів і розвиток всіх очей контролюється одним і тим же геном: Пакс 6.

Тож очі гомологічні чи збіжні? Відповідь і те, і інше, це залежить від рівня, на якому ви оцінюєте ситуацію.

Ссавці та сумчасті: випромінювання конвергенцій

Прикладів гомоплазій багато в природі. Однією з найцікавіших є зближення американських плацентарних ссавців та австралійських сумчастих - двох родовищ, що розходилися понад 130 мільйонів років тому.

В обох середовищах ми знаходимо дуже схожі форми. Кожен ссавець, схоже, має свій "еквівалент", що стосується морфології та екології в Австралії. Тобто ніша, яку ссавець займає в Америці, в Австралії, займає аналогічний сумчастий.

Моль в Америці відповідає австралійському сумчастому молю, антеатру нумбату (Myrmecobius fasciatus), миші сумчастої миші (сімейство Dasyuridae), лемуру кукусу (Phalanger maculatus), вовку Таманійському вовку, серед інших.

Список літератури

1. Doolittle, РФ (1994). Конвергентна еволюція: необхідність бути явною. Тенденції біохімічних наук, 19 (1), 15-18.
2. Грінберг, Г., Харавей, М. М. (1998). Порівняльна психологія: Підручник. Routledge.
3. Кардон, К. В. (2006). Хребетні: порівняльна анатомія, функція, еволюція. McGraw-Hill.
4. Климан, Р. М. (2016). Енциклопедія еволюційної біології. Академічна преса.
5. Лосос, JB (2013). Крінстонський путівник до еволюції. Прінстонський університетський прес.
6. McGhee, GR (2011). Конвергентна еволюція: обмежені форми найкрасивіші. MIT Press.
7. Райс, SA (2009). Енциклопедія еволюції. Видавнича інформація.
8. Sanderson, MJ, & Hufford, L. (ред.). (дев'ятнадцять дев'яносто шість). Гомоплазія: повторення подібності в еволюції. Ельзев'є.
9. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Біологія: поняття та застосування без фізіології. Cengage Learning.
10. Stayton CT (2015). Що означає конвергентна еволюція? Інтерпретація конвергенції та її наслідки у пошуку меж еволюції. Інтерфейсний фокус, 5 (6), 20150039.
11. Tobin, AJ, & Dusheck, J. (2005). Розпитуючи про життя. Cengage Learning.
12. Wake, DB, Wake, MH, & Specht, CD (2011). Гомоплазія: від виявлення закономірності до визначення процесу та механізму еволюції. наук, 331 (6020), 1032-1035.
13. Zimmer, C., Emlen, DJ, & Perkins, AE (2013). Еволюція: осмислення життя. CO: Робертс.