Войти
Гомоплазия в биологии и филогенетике - это когда признак приобретается или теряется независимо в отдельных линиях в ходе эволюции. Это отличается от гомологии, когда сходство черт можно экономно объяснить общим происхождением. Гомоплазия может возникать как в результате схожего давления отбора, действующего на адаптирующиеся виды, так и в результате генетического дрейфа.
Гомоплазия - это сходство черт, которое нельзя экономно объяснить происхождением от общего предка. Чаще всего гомоплазию рассматривают как сходство по морфологическим признакам. Однако гомоплазия может проявляться и в других типах признаков, таких как сходство генетической последовательности, типы жизненного цикла или даже поведенческие черты.
Термин гомоплазия был впервые использован Рэем Ланкестером в 1870 году. Соответствующее прилагательное - гомоплазический или гомопластический. Оно образовано от двух древнегреческих слов ὁμός ( homós), означающих «подобный, подобный, одинаковый», и πλάσσω ( plássō), что означает «формировать, формировать».
Параллельная и конвергентная эволюция приводит к гомоплазии, когда разные виды независимо развиваются или приобретают сравнимый признак, который отличается от признака, предположительно присутствующего у их общего предка. Когда подобные черты вызваны эквивалентным механизмом развития, этот процесс называется параллельной эволюцией. Этот процесс называется конвергентной эволюцией, когда сходство возникает из-за разных механизмов развития. Эти типы гомоплазии могут возникать, когда разные клоны живут в сопоставимых экологических нишах, которые требуют одинаковых адаптаций для повышения приспособленности. Интересный пример - сумчатые кроты ( Notoryctidae ), золотые кроты ( Chrysochloridae ) и северные кроты ( Talpidae ). Это млекопитающие из разных географических регионов и родословных, и все они независимо друг от друга развили очень похожие характеристики рытья нор (например, конусообразные головы и плоские передние когти), чтобы жить в подземной экологической нише.
Напротив, обращение (также известное как рудезиализация) приводит к гомоплазии через исчезновение ранее приобретенных черт. Этот процесс может быть результатом изменений в среде, в которой определенные приобретенные черты больше не актуальны или даже стали дорогостоящими. Это можно наблюдать у подземных и пещерных животных по потере зрения, у пещерных животных из-за потери пигментации, а также у змей и безногих ящериц из-за потери конечностей.
Гомоплазия, особенно тот тип, который встречается в более близких филогенетических группах, может затруднить филогенетический анализ. Филогенетические деревья часто создаются с помощью анализа экономичности. Эти анализы могут быть выполнены как по фенотипическим, так и по генетическим признакам (последовательностям ДНК). Используя экономичный анализ, гипотеза отношений, требующая наименьшего количества эволюционных изменений, предпочтительнее альтернативных гипотез. Построение этих деревьев может стать проблемой, если оно омрачено появлением гомоплазии в признаках, используемых для анализа. Наиболее важный подход к преодолению этих проблем состоит в увеличении числа независимых (не- Плейотропных, не- связанных ) характеристик, используемых в филогенетическом анализе. Наряду с экономным анализом можно провести анализ вероятности, при котором выбирается наиболее вероятное дерево с учетом конкретной модели эволюции и измеряются длины ветвей.
Согласно кладистической интерпретации, гомоплазия может быть идентифицирована, когда распространение признака не может быть объяснено происхождением от общего предка согласно предпочтительной филогенетической гипотезе, то есть рассматриваемая особенность возникает (или исчезает) более чем в одной точке на дереве..
В случае последовательностей ДНК гомоплазия очень распространена из-за избыточности генетического кода. Наблюдаемая гомоплазия может быть просто результатом случайных нуклеотидных замен, накапливающихся с течением времени, и, следовательно, может не нуждаться в адаптационистском эволюционном объяснении.
Существует множество задокументированных примеров гомоплазии в следующих таксонах:
Возникновение гомоплазии также можно использовать для прогнозов эволюции. Недавние исследования использовали гомоплазию для предсказания возможности и пути внеземной эволюции. Например, Левин и др. (2017) предполагают, что развитие глазоподобных структур весьма вероятно из-за их многочисленных, независимо возникших случаев на Земле.
В своей книге Wonderful Life, Стивен Джей Гоулд утверждает, что повторение эволюционного процесса, из любой точки во время вперед, не будет производить те же результаты. Возникновение гомоплазии рассматривается некоторыми биологами как аргумент против теории эволюционной случайности Гулда. Пауэлл и Марискал (2015) утверждают, что это разногласие вызвано двусмысленностью и что как теория случайности, так и гомопластичность могут быть верны одновременно.
