מהי הומופלזיה? (עם דוגמאות) - ביולוגיה - 2025

Homoplasy (מיוונית "הומו" שפירושו אותו, ואת "plasis" דרך כלומר, באותו טפסים) הוא בסיס משותף על ידי שניים או יותר מינים, אך תכונה זו אינה נוכחת הקדמונית המשותפת שלהם. הבסיס להגדרת ההומופלזיה הוא עצמאות אבולוציונית.

הומופלזיה בין מבנים היא תוצאה של אבולוציה מתכנסת, מקבילות או היפוכים אבולוציוניים. המושג מנוגד לזה של ההומולוגיה, שם התכונה או התכונה המשותפת לקבוצת המינים עברו בירושה מאב קדמון משותף.

אבולוציה מתכנסת: בתצלום אנו רואים איכיאוזאור, הדומה מאוד - גם מבחינה אקולוגית וגם מבחינה מיפולוגית - לדולפין. מקור: יוצר: דמיטרי בוגדנוב

מהי הומופלזיה?

בענף האנטומיה ההשוואתית ניתן להעריך את הדמיון בין חלקי האורגניזמים מבחינת אבות, תפקוד ומראה.

על פי קרדונג (2006), כששתי דמויות ממקור משותף, הן מוגדרות כהומולוגיות. אם הדמיון הוא מבחינת פונקציה, אומרים ששני התהליכים הם אנלוגיים. לבסוף, אם מראה מבנים דומה, מדובר בהומופלזיה.

עם זאת, מחברים אחרים נותנים תחושה רחבה יותר למושג (חפיפה באנלוגיה), המקיפים כל דמיון בין שני מינים או יותר שאין להם מקור משותף. במושג זה בולטת העצמאות האבולוציונית של האירוע.

מקור המונח

מבחינה היסטורית, נעשה שימוש בשלושת המונחים הללו מאז התקופה שלפני דרוויניאן ללא כל משמעות אבולוציונית. לאחר בואו של דארווין וההתפתחות המעריכית של תיאוריות אבולוציוניות, המונחים רכשו גוון חדש והדמיון התפרש לאור האבולוציה.

הומופלזיה הייתה מונח שטבע לנקסטר בשנת 1870 כדי להתייחס לרווח העצמאי של מאפיינים דומים בשושלות שונות.

ג'ורג 'גיילורד סימפסון, מצדו, הציע את הבחנת הדמיון באנלוגיה, חיקוי וקווי דמיון אקראיים, אם כי כיום הם נחשבים כדוגמאות להתכנסויות.

סוגי הומופלזיה

באופן מסורתי, הומופלזיה סווגה לאבולוציה מתכנסת, הקבלות אבולוציוניות והיפוכים אבולוציוניים.

סקירה של פטרסון (1988) נועדה להבהיר את השימוש במונחים התכנסות ומקבילות, מכיוון שלעתים קרובות הם עלולים לבלבל או לפרש לא נכון. עבור חלק מחברים ההבחנה היא שרירותית בלבד והם מעדיפים להשתמש במונח הכללי הומופלזיה.

אחרים טוענים שלמרות שההבחנה בין המונחים אינה ברורה במיוחד, הם נבדלים בעיקר ביחסים בין המינים המעורבים. לפי השקפה זו, כאשר השושלות המציגות מאפיינים דומים רחוקות, זו התכנסות. לעומת זאת, אם השושלות קשורות קשר הדוק, זו הקבלה.

סוג שלישי הם היפוכים, בהם מאפיין התפתח ואז, עם הזמן, חוזר למצב הראשוני או לאביה. לדוגמא, דולפינים וקליטנים אחרים התפתחו גוף אופטימלי לשחייה שמזכיר את האב הקדמון המימי הפוטנציאלי ממנו התפתחו לפני מיליוני שנים.

היפוכים ברמת המורפולוגיה הם בדרך כלל נדירים וקשים לזיהוי. עם זאת, היפוכים אבולוציוניים מולקולריים - כלומר ברמת הגנים - הם תכופים מאוד.

הומופלזיות: אתגרים לפני שחזור של היסטוריות אבולוציוניות

כשמשחזרים את ההיסטוריה האבולוציונית של השושלות השונות, חשוב לדעת אילו מאפיינים הם הומולוגיים ואילו הומופלציות פשוטות.

אם נעריך את מערכות היחסים בין קבוצות המאפשרות לעצמנו להיות מונחה על ידי הומופלקסיות, נגיע לתוצאות שגויות.

לדוגמא, אם אנו מעריכים יונקים, לווייתנים ודגים בכל הנוגע לגפיים שלהם בצורת סנפיר, נסיק כי דגים ולווייתנים קשורים זה לזה יותר מכפי ששתי הקבוצות הן ליונק.

כידוע את ההיסטוריה של הקבוצות הללו לפני כן - אנו יודעים שלוויתנים הם יונקים - אנו יכולים בקלות להסיק כי הפילוגניות ההיפותטית הזו (קשר הדוק בין דגים לוויתנים) היא טעות.

עם זאת, כאשר אנו מעריכים קבוצות אשר מערכות היחסים שלהם אינן ברורות, הומופלסיות יוצרים אי נוחות שלא קל להבהיר.

מדוע קיימות הומופלקסיות?

עד עכשיו הבנו שבטבע "הופעות יכולות להונות". לא כל האורגניזמים הדומים זה לזה קשורים זה לזה - באותה דרך ששני אנשים יכולים להיות דומים מאוד פיזית, אך אינם קשורים זה לזה. באופן מפתיע, תופעה זו נפוצה מאוד באופייה.

אבל מדוע הוא מוצג? ברוב המקרים הומופלזיה מתעוררת כהסתגלות לסביבה דומה. כלומר, שתי השושלות נתונות בלחצים סלקטיביים דומים, מה שמוביל לפיתרון "הבעיה" באותה צורה.

נחזור לדוגמא של לווייתנים ודגים. למרות ששושלות אלה נפרדות בצורה ניכרת, שניהם מתמודדים עם חיים מימיים. לפיכך, הברירה הטבעית מעדיפה גופי סינטוס מוגלתיים הנעים ביעילות בתוך גופי מים.

מושגי ארגון מחדש: הומולוגיות עמוקות

כל התקדמות בהתפתחות הביולוגיה מתורגמת לידע חדש להתפתחות - וביולוגיה מולקולרית אינה יוצאת דופן.

בעזרת טכניקות הרצף החדשות, זוהו מספר עצום של גנים ומוצריהם הנלווים. יתר על כן, הביולוגיה ההתפתחותית האבולוציונית תרמה גם למודרניזציה של מושגים אלה.

בשנת 1977 שון קרול ומשתפי הפעולה פיתחו את מושג ההומולוגיה העמוקה, שהוגדר כמצב שבו לגידול ופיתוח של מבנה בשושלות שונות יש אותו מנגנון גנטי, אותו הם ירשו מאב קדמון משותף.

קח את הדוגמא של העיניים בחסדי חוליות וחוליות. העיניים הן קולטני פנים מורכבים שאנו מוצאים בקבוצות בעלי חיים שונים. עם זאת, ברור כי האב הקדמון המשותף של בעלי חיים אלה לא היה בעל עין מורכבת. בואו נחשוב על העיניים שלנו ועל העיניים של צוואר הרחם: הם שונים זה מזה באופן קיצוני.

למרות ההבדלים, העיניים חולקות אבות קדומים עמוקים, מכיוון שאופינים התפתחו מאפסין של אבות והתפתחות כל העיניים נשלטת על ידי אותו גן: Pax 6.

אז האם העיניים הומולוגיות או מתכנסות? התשובה היא שתיהן, זה תלוי ברמה בה אתה מעריך את המצב.

יונקים וביצים: קרינת התכנסויות

דוגמאות להומופלזיות שופעות בטבע. אחד המעניינים ביותר הוא ההתכנסות בין יונקים שליה אמריקאים לביצים אוסטרלים - שתי שושלות שגודלו לפני יותר מ -130 מיליון שנה.

בשתי הסביבות אנו מוצאים צורות דומות מאוד. לכל יונק נראה "המקבילה" שלו, מבחינת מורפולוגיה ואקולוגיה באוסטרליה. כלומר, הנישה אותה יונק תופס באמריקה, באוסטרליה, נכבשת על ידי נקבה דומה.

השומה באמריקה תואמת את החפרפרת האוסטרלית, השד המנוקב (Myrmecobius fasciatus), העכבר לעכבר הזוויתי (משפחת Dasyuridae), הלמור לרירית (Phalanger maculatus), הזאב לזאב הטסמני, בין השאר.

הפניות

1. Doolittle, RF (1994). אבולוציה מתכנסת: הצורך להיות מפורש. מגמות במדעים ביוכימיים, 19 (1), 15-18.
2. גרינברג, ג 'והאראווי, מ.מ. (1998). פסיכולוגיה השוואתית: ספר יד. נתיב.
3. קרדונג, KV (2006). חוליות חוליות: אנטומיה השוואתית, תפקוד, אבולוציה. מקגרו-היל.
4. Kliman, RM (2016). אנציקלופדיה של ביולוגיה אבולוציונית. עיתונות אקדמית.
5. Losos, JB (2013). מדריך פרינסטון לאבולוציה. הוצאת אוניברסיטת פרינסטון.
6. מקגי, GR (2011). אבולוציה מתכנסת: צורות מוגבלות הכי יפות. MIT Press.
7. רייס, ס.א. (2009). אנציקלופדיה של אבולוציה. הוצאת אינפובייס.
8. סנדרסון, MJ, והופורד, ל. (עורכים). (תשע עשרה תשעים ושש). הומופלזיה: הישנות הדמיון באבולוציה. אלזביאר.
9. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). ביולוגיה: מושגים ויישומים ללא פיזיולוגיה. לימוד Cengage.
10. Stayton CT (2015). מה המשמעות של אבולוציה מתכנסת? פרשנות ההתכנסות והשלכותיה בחיפוש אחר גבולות להתפתחות. מיקוד ממשק, 5 (6), 20150039.
11. Tobin, AJ, and Dusheck, J. (2005). שואלים על החיים. לימוד Cengage.
12. Wake, DB, Wake, MH, & Specht, CD (2011). הומופלזיה: מגילוי דפוס לקביעת תהליך ומנגנון האבולוציה. מדע, 331 (6020), 1032-1035.
13. Zimmer, C., Emlen, DJ, & Perkins, AE (2013). אבולוציה: הגיוני מהחיים. CO: רוברטס.