อ่าน 6 นาที
โฮโมเพลซี
ในทางชีววิทยาและพันธุศาสตร์เชิงวิวัฒนาการ คำว่า โฮโมพลาซี (Homoplasy)หมายถึงลักษณะที่เกิดขึ้นหรือหายไปอย่างอิสระในสายพันธุ์ที่แยกจากกันตลอดวิวัฒนาการ ซึ่งแตกต่างจาก คำว่า โฮโมโลจี.
โฮโมเพลซี
ในทางชีววิทยาและพันธุศาสตร์เชิงวิวัฒนาการ คำว่า โฮโมพลาซี (Homoplasy)หมายถึงลักษณะที่เกิดขึ้นหรือหายไปอย่างอิสระในสายพันธุ์ที่แยกจากกันตลอดวิวัฒนาการ ซึ่งแตกต่างจาก คำว่า โฮโมโลจี (Homology ) ซึ่งเป็นคำที่ใช้อธิบายความคล้ายคลึงกันของลักษณะที่สามารถอธิบายได้อย่างประหยัดโดยบรรพบุรุษร่วมกัน[ 1 ] โฮโมพลา ซีสามารถเกิดขึ้นได้จากทั้งแรงกดดันการคัดเลือก ที่คล้ายคลึงกัน ที่กระทำต่อสายพันธุ์ที่ปรับตัว และผลกระทบของการลอยตัวทางพันธุกรรม[ 2 ] [ 3 ]

โดยส่วนใหญ่แล้ว โฮโมพลาซีมักถูกมองว่าเป็นความคล้ายคลึงกันในลักษณะทางสัณฐานวิทยา อย่างไรก็ตาม โฮโมพลาซีอาจปรากฏในลักษณะประเภทอื่น ๆ ได้เช่นกัน เช่น ความคล้ายคลึงกันในลำดับทางพันธุกรรม[ 4 ] [ 5 ]ประเภทวงจรชีวิต[ 6 ]หรือแม้แต่ลักษณะทางพฤติกรรม[ 7 ] [ 5 ]
นิรุกติศาสตร์
คำว่า homoplasy ถูกใช้ครั้งแรกโดยRay Lankesterในปี พ.ศ. 2413 [ 8 ]คำคุณศัพท์ที่เกี่ยวข้องคือhomoplasicหรือhomoplasticซึ่งมาจากคำภาษากรีกโบราณ สองคำคือ ὁμός ( homós ) ซึ่งหมายถึง "คล้ายกัน เหมือนกัน" และπλάσσω ( plássō ) ซึ่งหมายถึง "สร้างรูปร่าง ปั้น" [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 4 ]
ความขนานและการบรรจบกัน
วิวัฒนาการแบบขนานและ แบบบรรจบกัน นำไปสู่โฮโมพลาซีเมื่อสปีชีส์ที่แตกต่างกันวิวัฒนาการหรือได้รับลักษณะที่เหมือนกันโดยอิสระ ซึ่งแตกต่างจากลักษณะที่สันนิษฐานว่ามีอยู่ในบรรพบุรุษร่วมกัน เมื่อลักษณะที่คล้ายคลึงกันเกิดจากกลไกการพัฒนาที่เทียบเท่ากัน กระบวนการนี้เรียกว่าวิวัฒนาการแบบขนาน[ 12 ] [ 13 ]กระบวนการนี้เรียกว่าวิวัฒนาการแบบบรรจบกันเมื่อความคล้ายคลึงกันเกิดขึ้นจากกลไกการพัฒนาที่แตกต่างกัน[ 13 ] [ 14 ]โฮโมพลาซีประเภทนี้อาจเกิดขึ้นเมื่อสายพันธุ์ที่แตกต่างกันอาศัยอยู่ในนิเวศวิทยา ที่เทียบเคียงกันได้ ซึ่งต้องการการปรับตัวที่คล้ายคลึงกันเพื่อเพิ่มความเหมาะสม ตัวอย่างที่น่าสนใจคือตุ่นมีถุงหน้าท้อง ( Notoryctidae ) ตุ่นทอง ( Chrysochloridae ) และตุ่นเหนือ ( Talpidae ) สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเหล่านี้มาจากภูมิภาคทางภูมิศาสตร์และสายพันธุ์ที่แตกต่างกัน และทั้งหมดได้วิวัฒนาการลักษณะการขุดที่คล้ายคลึงกันมากโดยอิสระ (เช่น หัวรูปกรวยและกรงเล็บหน้าแบน) เพื่ออาศัยอยู่ในนิเวศวิทยาใต้ดิน[ 15 ]
การย้อนกลับ
ในทางตรงกันข้ามการกลับคืนสู่สภาพเดิม (หรือที่เรียกว่า vestigialization) นำไปสู่ homoplasy ผ่านการหายไปของลักษณะที่เคยได้รับมาก่อน[ 16 ]กระบวนการนี้อาจเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมที่ลักษณะบางอย่างที่เคยได้รับมานั้นไม่เกี่ยวข้องอีกต่อไป หรือแม้กระทั่งกลายเป็นสิ่งที่สิ้นเปลือง[ 17 ] [ 3 ]สามารถสังเกตได้ใน สัตว์ที่อาศัยอยู่ ใต้ดินและในถ้ำจากการสูญเสียการมองเห็น[ 15 ] [ 18 ]ในสัตว์ที่อาศัยอยู่ในถ้ำจากการสูญเสียเม็ดสี[ 18 ]และในงูและกิ้งก่าไร้ขาจากการสูญเสียแขนขา[ 19 ] [ 20 ]
การแยกแยะความเหมือนกันทางโครงสร้าง (homology) ออกจากความเหมือนกันทางลักษณะ (homoplasy)
โฮโมพลาซี โดยเฉพาะอย่างยิ่งประเภทที่เกิดขึ้นในกลุ่มวิวัฒนาการที่ใกล้ชิดกันมากขึ้น อาจทำให้การวิเคราะห์วิวัฒนาการมีความท้าทายมากขึ้น มักเลือก แผนภูมิวิวัฒนาการโดยใช้การวิเคราะห์แบบประหยัด[ 21 ] [ 22 ]การวิเคราะห์เหล่านี้สามารถทำได้โดยใช้ลักษณะทางฟีโนไทป์ เช่นเดียวกับลำดับดีเอ็นเอ[ 23 ]โดยใช้การวิเคราะห์แบบประหยัด สมมติฐานความสัมพันธ์ที่ต้องการการเปลี่ยนแปลงสถานะลักษณะน้อยที่สุด (หรือต้นทุนน้อยที่สุด) จะถูกเลือกมากกว่าสมมติฐานทางเลือกอื่นๆ การประเมินแผนภูมิเหล่านี้อาจกลายเป็นความท้าทายเมื่อถูกบดบังด้วยการเกิดโฮโมพลาซีในลักษณะที่ใช้ในการวิเคราะห์ แนวทางที่สำคัญที่สุดในการเอาชนะความท้าทายเหล่านี้คือการเพิ่มจำนวนลักษณะอิสระ (ไม่ใช่พลีโอโทรปิกไม่ใช่เชื่อมโยงกัน ) ที่ใช้ในการวิเคราะห์วิวัฒนาการ ควบคู่ไปกับการวิเคราะห์แบบประหยัด สามารถทำการวิเคราะห์ความน่าจะเป็นได้โดยเลือกแผนภูมิที่มีโอกาสมากที่สุด โดยพิจารณาจากแบบจำลองวิวัฒนาการเฉพาะ และอนุมานความยาวของกิ่ง
ตามการตีความแบบคลัดิสติกโฮโมพลาซีจะถูกเรียกใช้เมื่อการกระจายของสถานะลักษณะไม่สามารถอธิบายได้อย่างประหยัด (โดยไม่มีการแปลงสถานะลักษณะที่อนุมานเพิ่มเติมระหว่างปลายและโหนดบรรพบุรุษ) บนสมมติฐานทางวิวัฒนาการที่ต้องการ - นั่นคือ คุณลักษณะที่เป็นปัญหาเกิดขึ้น (หรือหายไป) ที่มากกว่าหนึ่งจุดบนต้นไม้[ 16 ]
ในกรณีของลำดับดีเอ็นเอ โฮโมพลาซีพบได้บ่อยมากเนื่องจากความซ้ำซ้อนของรหัสพันธุกรรม โฮโมพลาซีที่สังเกตได้อาจเป็นเพียงผลลัพธ์ของการแทนที่นิวคลีโอไทด์แบบสุ่มที่สะสมมาเรื่อยๆ ตามเวลา และดังนั้นจึงอาจไม่จำเป็นต้องมีคำอธิบายเชิงวิวัฒนาการแบบปรับตัว[ 5 ]
ตัวอย่างและการประยุกต์ใช้ของความคล้ายคลึงกัน
มีตัวอย่างที่บันทึกไว้มากมายของความคล้ายคลึงกันโดยบังเอิญ (homoplasy) ในกลุ่มสิ่งมีชีวิตต่อไปนี้:
- Eusiroidea ( ครัสเตเชียนและแอมฟิโพดา ) [ 24 ]
- Urticaceae [ 25 ]
- แอสเตอราซี[ 26 ]
- Polypodioideae (เฟิร์นเซลลิกูออยด์) [ 27 ]
- มด[ 28 ]
- Merluccius capensis (เคปเฮค) [ 29 ]
- แมงมุมทารันทูล่า สกุล Bonnetina : ลักษณะทางสัณฐานวิทยาเกือบทั้งหมดในสกุลนี้เป็นแบบโฮโมพลาสติก มีเพียงลักษณะทางเพศเท่านั้นที่สังเกตได้ว่าไม่ใช่แบบโฮโมพลาสติก ซึ่งบ่งชี้ว่าการคัดเลือกทางเพศอาจเป็นแรงผลักดันในการแยกสายพันธุ์ของแมงมุมทารันทูล่า[ 30 ]
- จระเข้ปากยาว (Gharials) มีความคล้ายคลึงกันระหว่างTomistomaและจระเข้แท้และระหว่างThoracosaurusและGavialis [ 31 ]
การเกิดโฮโมพลาซีสามารถนำมาใช้ในการทำนายเกี่ยวกับการวิวัฒนาการได้เช่นกัน การศึกษาล่าสุดได้ใช้โฮโมพลาซีเพื่อทำนายความเป็นไปได้และเส้นทางการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตนอกโลก ตัวอย่างเช่น Levin et al. (2017) แนะนำว่าการพัฒนาโครงสร้างคล้ายดวงตาเป็นไปได้สูง เนื่องจากมีการเกิดซ้ำหลายครั้งโดยอิสระบนโลก[ 16 ] [ 32 ]
ความเหมือนกันโดยบังเอิญกับการวิวัฒนาการ
ในหนังสือWonderful Life ของเขา Stephen Jay Gouldอ้างว่าการทำซ้ำกระบวนการวิวัฒนาการตั้งแต่จุดใดจุดหนึ่งเป็นต้นไปจะไม่ก่อให้เกิดผลลัพธ์เดียวกัน[ 33 ]นักชีววิทยาบางคนมองว่าการเกิดโฮโมพลาซีเป็นข้อโต้แย้งต่อทฤษฎีความบังเอิญทางวิวัฒนาการของ Gould Powell & Mariscal (2015) โต้แย้งว่าความไม่ลงรอยกันนี้เกิดจากความกำกวมและทั้งทฤษฎีความบังเอิญและการเกิดโฮโมพลาซีสามารถเป็นจริงได้ในเวลาเดียวกัน[ 34 ]
ดูเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ โฮโมเพลซี
ในทางชีววิทยาและพันธุศาสตร์เชิงวิวัฒนาการ คำว่า โฮโมพลาซี (Homoplasy)หมายถึงลักษณะที่เกิดขึ้นหรือหายไปอย่างอิสระในสายพันธุ์ที่แยกจากกันตลอดวิวัฒนาการ ซึ่งแตกต่างจาก คำว่า โฮโมโลจี.
นิรุกติศาสตร์
คำว่า homoplasy ถูกใช้ครั้งแรกโดย Ray Lankester ในปี พ.ศ. 2413 [ 8 ] คำคุณศัพท์ที่เกี่ยวข้องคือ homoplasic หรือ homoplastic ซึ่งมาจากคำ ภาษากรีกโบราณ สองคำคือ ὁμός ( homós ) ซึ่งหมายถึง "คล้ายกัน เหมือนกัน" และ πλάσσω ( plássō ) ซึ่งหมายถึง "สร้างรูปร่าง...
ความขนานและการบรรจบกัน
วิวัฒนาการ แบบขนาน และ แบบบรรจบกัน นำไปสู่โฮโมพลาซีเมื่อสปีชีส์ที่แตกต่างกันวิวัฒนาการหรือได้รับลักษณะที่เหมือนกันโดยอิสระ ซึ่งแตกต่างจากลักษณะที่สันนิษฐานว่ามีอยู่ในบรรพบุรุษร่วมกัน เมื่อลักษณะที่คล้ายคลึงกันเกิดจากกลไกการพัฒนาที่เทียบเท่ากัน...
การย้อนกลับ
ในทางตรงกันข้าม การกลับคืนสู่สภาพเดิม (หรือที่เรียกว่า vestigialization) นำไปสู่ homoplasy ผ่านการหายไปของลักษณะที่เคยได้รับมาก่อน [ 16 ] กระบวนการนี้อาจเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมที่ลักษณะบางอย่างที่เคยได้รับมานั้นไม่เกี่ยวข้องอีกต่อไป...