CE ESTE HOMOPLAZIA? (CU EXEMPLE) - BIOLOGIE - 2025

Homoplasy (din greacă „homo“ , ceea ce înseamnă același lucru, și „plasis“ mod însemnând, aceleași forme) este o bază împărtășită de două sau mai multe specii, dar această caracteristică nu este prezentă în strămoșul lor comun. Baza pentru definirea homoplaziei este independența evolutivă.

Homoplazia dintre structuri este rezultatul unei evoluții convergente, paralelisme sau inversări evolutive. Conceptul este contrastat cu cel al omologiei, unde caracteristica sau trăsătura împărtășită de grupul de specii a fost moștenită de la un strămoș comun.

Evoluție convergentă: în fotografie vedem un ictiosaur, foarte asemănător - atât ecologic, cât și mfologic - cu o delfină. Sursa: Creator: Dmitry Bogdanov

Ce este homoplazia?

În ramura anatomiei comparative, asemănările dintre părțile organismelor pot fi evaluate în termeni de strămoș, funcție și aspect.

Potrivit lui Kardong (2006), când două personaje au o origine comună, acestea sunt desemnate omologe. Dacă asemănarea este în termeni de funcție, se spune că cele două procese sunt analoge. În cele din urmă, dacă aspectul structurilor este similar, este vorba despre o homoplazie.

Cu toate acestea, alți autori dau un sens mai larg conceptului (se suprapun cu analogia), cuprinzând orice asemănare între două sau mai multe specii care nu au o origine comună. În acest concept, se remarcă independența evolutivă a evenimentului.

Originea termenului

Istoric, acești trei termeni au fost folosiți încă din timpurile pre-darwiniene, fără a avea vreun sens evolutiv. După sosirea lui Darwin și dezvoltarea exponențială a teoriilor evolutive, termenii au dobândit o nuanță nouă și similaritatea a fost interpretată în lumina evoluției.

Homoplasia a fost un termen creat de Lankester în 1870 pentru a se referi la câștigul independent de caracteristici similare în diferite linii.

George Gaylord Simpson a propus, pentru partea sa, distincția similarităților în analogie, mimică și asemănări aleatorii, deși astăzi sunt considerate ca exemple de convergențe.

Tipuri de homoplazie

În mod tradițional, homoplazia a fost clasificată în evoluție convergentă, paralele evolutive și inversări evolutive.

O revizuire a lui Patterson (1988) urmărește să clarifice utilizarea termenilor convergență și paralele, deoarece acestea pot fi adesea confuze sau interpretate greșit. Pentru unii autori, distincția este doar arbitrară și preferă să folosească termenul general de homoplazie.

Alții sugerează că, deși distincția dintre termeni nu este foarte clară, ei diferă mai ales în relația dintre speciile implicate. Conform acestei opinii, atunci când liniile care prezintă caracteristici similare sunt îndepărtate, este vorba de o convergență. În schimb, dacă liniile sunt strâns legate, este o paralelă.

Un al treilea tip sunt inversările, în care o caracteristică a evoluat și apoi, în timp, revine la starea inițială sau ancestrală. De exemplu, delfinii și alte cetacee au evoluat un corp optim pentru înot, care amintește de strămoșul acvatic potențial din care au evoluat cu milioane de ani în urmă.

Reversările la nivelul morfologiei sunt de obicei rare și greu de identificat. Cu toate acestea, inversările evolutive moleculare - adică la nivelul genelor - sunt foarte frecvente.

Homoplazie: provocări înainte de reconstrucția istoriilor evolutive

Când se reconstruiește istoriile evolutive ale diferitelor linii, este esențial să se știe ce caracteristici sunt omologe și care sunt simple omoplazii.

Dacă evaluăm relațiile dintre grupuri lăsându-ne ghidați de homoplazii, vom ajunge la rezultate eronate.

De exemplu, dacă evaluăm orice mamifer, balenă și pește în ceea ce privește membrele lor în formă de înotătoare modificate, vom ajunge la concluzia că peștele și balenele sunt mai mult legate între ele decât ambele grupuri sunt cu mamiferul.

După cum știm a priori istoria acestor grupuri - știm că balenele sunt mamifere - putem concluziona cu ușurință că această filogenie ipotetică (relația strânsă dintre pești și balene) este o greșeală.

Cu toate acestea, atunci când evaluăm grupuri ale căror relații nu sunt clare, omoplaziile creează inconveniente care nu sunt atât de ușor de elucidat.

De ce există omoplazii?

Până acum am înțeles că în natură „aparențele pot fi înșelătoare”. Nu toate organismele care sunt oarecum asemănătoare sunt legate - în același mod în care două persoane pot fi foarte similare fizic, dar nu sunt legate. Surprinzător, acest fenomen este foarte frecvent în natură.

Dar de ce este prezentat? În majoritatea cazurilor, omoplazia apare ca adaptare la un mediu similar. Adică, ambele linii sunt supuse unor presiuni selective similare, ceea ce duce la rezolvarea „problemei” în același mod.

Să revenim la exemplul balenelor și peștilor. Deși aceste linii sunt semnificativ separate, ambele se confruntă cu o viață acvatică. Astfel, selecția naturală favorizează corpurile cu aripi fuziforme care se mișcă eficient în corpurile de apă.

Conceptele de restructurare: omologii profunde

Fiecare avans în dezvoltarea biologiei se traduce prin noi cunoștințe pentru evoluție - iar biologia moleculară nu face excepție.

Cu noile tehnici de secvențiere, au fost identificate un număr imens de gene și produsele asociate acestora. Mai mult, biologia evolutivă a dezvoltării a contribuit, de asemenea, la modernizarea acestor concepte.

În 1977, Sean Carroll și colaboratorii au dezvoltat conceptul de omologie profundă, definită drept condiția în care creșterea și dezvoltarea unei structuri în diferite linii au același mecanism genetic, pe care l-au moștenit de la un strămoș comun.

Ia exemplul ochilor în nevertebrate și vertebrate. Ochii sunt fotoreceptori complexi pe care îi găsim în diferite grupuri de animale. Cu toate acestea, este clar că strămoșul comun al acestor animale nu deținea un ochi complex. Să ne gândim la ochii noștri și la cei ai unui cefalopod: ei sunt radical diferiți.

În ciuda diferențelor, ochii au o strămoșire profundă, deoarece opsinele au evoluat dintr-o opsină ancestrală și dezvoltarea tuturor ochilor este controlată de aceeași genă: Pax 6.

Ochii sunt deci omologi sau convergenți? Răspunsul este ambele, depinde de nivelul la care evaluați situația.

Mamifere și marsupiale: o radiație de convergențe

Exemple de omoplazie abundă în natură. Unul dintre cele mai interesante este convergența dintre mamifere placentare americane și marsupiale australiene - două linii care au divergent în urmă cu peste 130 de milioane de ani.

În ambele medii găsim forme foarte similare. Fiecare mamifer pare să aibă „echivalentul” său în ceea ce privește morfologia și ecologia în Australia. Adică nișa pe care un mamifer o ocupă în America, în Australia este ocupată de un marsupial similar.

Alunița din America corespunde cu alunița marsupială australiană, anteaterul pentru numbat (Myrmecobius fasciatus), mouse-ul pentru șoarecele marsupial (familia Dasyuridae), lămâia către cucus (Phalanger maculatus), lupul către lupul tasmanian, printre altele.

Referințe

1. Doolittle, RF (1994). Evoluție convergentă: necesitatea de a fi explicit. Tendințe în științele biochimice, 19 (1), 15-18.
2. Greenberg, G., & Haraway, MM (1998). Psihologie comparativă: un manual. Routledge.
3. Kardong, KV (2006). Vertebrate: anatomie comparativă, funcție, evoluție. McGraw-Hill.
4. Kliman, RM (2016). Enciclopedia biologiei evolutive. Presă academică.
5. Losos, JB (2013). Ghidul Princeton către evoluție. Presa universitară Princeton.
6. McGhee, GR (2011). Evoluție convergentă: forme limitate, cele mai frumoase. Presa MIT.
7. Rice, SA (2009). Enciclopedia evoluției. Editura Infobase.
8. Sanderson, MJ, & Hufford, L. (Eds.). (o mie nouă sute nouăzeci și șase). Homoplazia: reapariția similarității în evoluție. Elsevier.
9. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Biologie: concepte și aplicații fără fiziologie. Cengage Learning.
10. Stayton CT (2015). Ce înseamnă evoluție convergentă? Interpretarea convergenței și implicațiile acesteia în căutarea limitelor la evoluție. Focus focus pe interfață, 5 (6), 20150039.
11. Tobin, AJ, & Dusheck, J. (2005). Întrebați despre viață. Cengage Learning.
12. Wake, DB, Wake, MH, & Specht, CD (2011). Homoplazia: de la detectarea modelului la procesul de determinare și mecanism al evoluției. știință, 331 (6020), 1032-1035.
13. Zimmer, C., Emlen, DJ, & Perkins, AE (2013). Evoluție: sensul vieții. CO: Roberts.