การเกิดหน้าที่ใหม่ (Neofunctionalization)ซึ่งเป็นหนึ่งในผลลัพธ์ที่เป็นไปได้ของการแยกหน้าที่เกิดขึ้นเมื่อสำเนาของยีนหนึ่งหรือพาราโลก หนึ่ง มีหน้าที่ใหม่ทั้งหมดหลังจาก เหตุการณ์ การเพิ่มจำนวนยีนการเกิดหน้าที่ใหม่เป็นกระบวนการกลายพันธุ์แบบปรับตัว หมายความว่าสำเนาของยีนหนึ่งต้องกลายพันธุ์เพื่อพัฒนาหน้าที่ที่ไม่มีอยู่ในยีนดั้งเดิม^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}กล่าวอีกนัยหนึ่ง สำเนาหนึ่งยังคงรักษาหน้าที่เดิมไว้ ในขณะที่อีกสำเนาหนึ่งสะสมการเปลี่ยนแปลงระดับโมเลกุลจนกระทั่งเมื่อเวลาผ่านไป มันสามารถทำงานที่แตกต่างออกไปได้^{[ 4 ]}

กระบวนการเกิดนีโอฟังก์ชันไนเซชันเริ่มต้นด้วย เหตุการณ์ การจำลองยีนซึ่งเชื่อกันว่าเกิดขึ้นเป็นกลไกป้องกันการสะสมของการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตราย^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}หลังจากการจำลองยีน จะมีสำเนาที่เหมือนกันสองชุดของยีนบรรพบุรุษที่ทำหน้าที่เดียวกันทุกประการ ความซ้ำซ้อนนี้ทำให้สำเนาหนึ่งชุดสามารถรับหน้าที่ใหม่ได้ ในกรณีที่หน้าที่ใหม่นั้นเป็นประโยชน์ การคัดเลือกโดยธรรมชาติจะเลือกหน้าที่นั้นในเชิงบวก และการกลายพันธุ์ใหม่จะคงที่ในประชากร^{[ 3 ] [ 8 ]} การเกิดนีโอฟังก์ชันไนเซชันส่วนใหญ่มักเกิดจากการเปลี่ยนแปลงในบริเวณการเข้ารหัสหรือการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบควบคุมของยีน^{[ 6 ]}การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในหน้าที่ของโปรตีน เช่น โครงสร้างของหน่วยย่อยหรือความสัมพันธ์กับสารตั้งต้นและลิแกนด์ อันเป็นผลมาจากนีโอฟังก์ชันไนเซชันนั้นพบได้ยากกว่ามาก^{[ 6 ]}

การเกิดฟังก์ชันใหม่มักถูกเรียกว่า "การกลายพันธุ์ระหว่างการทำงานที่ไม่สมบูรณ์" หรือ "การกลายพันธุ์ระหว่างความซ้ำซ้อน" ^{[ 9 ]} ไม่ว่าการกลายพันธุ์จะเกิดขึ้นหลังจากยีนไม่ทำงานหรือเนื่องจากสำเนายีนที่ซ้ำซ้อน สิ่งสำคัญคือในทั้งสองกรณี สำเนาหนึ่งของยีนที่ซ้ำซ้อนจะหลุดพ้นจากข้อจำกัดในการคัดเลือกและได้รับฟังก์ชันใหม่โดยบังเอิญ ซึ่งต่อมาได้รับการปรับปรุงโดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติ^{[ 6 ]} กระบวนการนี้เชื่อว่าเกิดขึ้นได้ยากมากในวิวัฒนาการด้วยเหตุผลหลักสองประการ ประการแรกคือ การเปลี่ยนแปลงการทำงานมักต้องมีการเปลี่ยนแปลง กรดอะมิโนจำนวนมากซึ่งมีโอกาสเกิดขึ้นต่ำ ประการที่สอง เนื่องจากการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายเกิดขึ้นบ่อยกว่าการกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์ในวิวัฒนาการ ความน่าจะเป็นที่ฟังก์ชันของยีนจะสูญหายไปตามกาลเวลา (เช่น การกลายเป็นยีนเทียม) จึงมากกว่าความน่าจะเป็นของการเกิดขึ้นของฟังก์ชันยีนใหม่มาก^{[ 6 ] [ 8 ]} วอลช์ค้นพบว่าความน่าจะเป็นสัมพัทธ์ของการเกิดฟังก์ชันใหม่ถูกกำหนดโดยข้อได้เปรียบในการคัดเลือกและอัตราการกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์สัมพัทธ์^{[ 10 ]}สิ่งนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วในการหาอนุพันธ์ของความน่าจะเป็นสัมพัทธ์ของการเกิดฟังก์ชันใหม่ต่อการเกิดยีนเทียม ซึ่งกำหนดโดย: โดยที่ ρ คืออัตราส่วนของอัตราการกลายพันธุ์ ที่เป็นประโยชน์ ต่ออัตราการกลายพันธุ์ที่เป็นศูนย์ และ S คือการคัดเลือกประชากร 4NeS (Ne: ขนาดประชากรที่มีประสิทธิภาพ S: ความเข้มข้นของการคัดเลือก) ^{[ 10 ]}${\displaystyle {\frac {\rho \,\!S-1}{1-e^{s}}}}$

ในปี พ.ศ. 2479 มุลเลอร์ ได้เสนอแนวคิดเรื่องการสร้างหน้าที่ใหม่ (neofunctionalization) ว่าเป็นผลลัพธ์ที่เป็นไปได้ของเหตุการณ์การเพิ่มจำนวนยีน^{[ 11 ]}ในปี พ.ศ. 2513 โอห์โนได้เสนอว่าการสร้างหน้าที่ใหม่เป็นกลไกวิวัฒนาการเพียงอย่างเดียวที่ก่อให้เกิดหน้าที่ของยีนใหม่ในประชากร^{[ 6 ]}เขายังเชื่อว่าการสร้างหน้าที่ใหม่เป็นทางเลือกเดียวแทนการเกิดยีนเทียม (pseudogenization) ^{[ 2 ]}โอห์ตะ (พ.ศ. 2530) เป็นหนึ่งในคนแรกๆ ที่เสนอว่าอาจมีกลไกอื่นๆ สำหรับการรักษายีนที่เพิ่มจำนวนในประชากร^{[ 6 ]}ปัจจุบัน การแบ่งหน้าที่ย่อย (subfunctionalization) เป็นกระบวนการตรึงทางเลือกที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางสำหรับยีนที่เพิ่มจำนวนในประชากร และปัจจุบันเป็นผลลัพธ์ที่เป็นไปได้เพียงอย่างเดียวของการแยกหน้าที่^{[ 2 ]}

การเกิดฟังก์ชันใหม่เกิดขึ้นเมื่อการเกิดฟังก์ชันใหม่เป็นผลมาจากการเกิดฟังก์ชันย่อย กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ เมื่อเกิดเหตุการณ์การจำลองยีนขึ้นทำให้เกิดพาราล็อกซึ่งหลังจากช่วงเวลาวิวัฒนาการจะเกิดฟังก์ชันย่อย สำเนายีนหนึ่งสำเนาจะดำเนินต่อไปในเส้นทางวิวัฒนาการนี้และสะสมการกลายพันธุ์ที่ก่อให้เกิดฟังก์ชันใหม่^{[ 6 ] [ 12 ]}บางคนเชื่อว่าการเกิดฟังก์ชันใหม่เป็นขั้นตอนสุดท้ายสำหรับยีนที่เกิดฟังก์ชันย่อยทั้งหมด ตัวอย่างเช่น ตามที่ Rastogi และ Liberles กล่าวไว้ว่า "การเกิดฟังก์ชันใหม่เป็นชะตากรรมสุดท้ายของสำเนายีนที่ซ้ำกันทั้งหมดที่คงอยู่ในจีโนม และการเกิดฟังก์ชันย่อยเป็นเพียงสถานะชั่วคราวเพื่อรักษาสำเนายีนที่ซ้ำกัน" ^{[ 2 ]} ผลการศึกษาของพวกเขาจะมีความชัดเจนมากขึ้นเมื่อขนาดประชากรเพิ่มขึ้น

วิวัฒนาการของโปรตีนต้านการแข็งตัวในปลาLycodichthys dearborni ในวงศ์ Zoarcidae แห่งแอนตาร์กติกา เป็นตัวอย่างสำคัญของการเกิดฟังก์ชันใหม่หลังจากการเพิ่มจำนวนยีน ในกรณีของปลาในวงศ์ Zoarcidae ชนิดที่ 3 ยีนโปรตีนต้านการแข็งตัวชนิดที่ 3 (AFPIII; P12102 ) แยกตัวออกมาจากสำเนาพาราโลกัสของยีนไซอะลิกแอ ซิด ซินเทส (SAS) ^{[ 13 ]}พบว่ายีน SAS ดั้งเดิมมีทั้งฟังก์ชันไซอะลิกแอซิดซินเทสและฟังก์ชันการจับน้ำแข็งขั้นพื้นฐาน หลังจากการเพิ่มจำนวน พาราโลกัสตัวหนึ่งเริ่มสะสมการกลายพันธุ์ที่นำไปสู่การแทนที่โดเมน SAS ของยีน ทำให้เกิดการพัฒนาและการปรับปรุงฟังก์ชันต้านการแข็งตัวให้ดียิ่งขึ้น^{[ 13 ]}ยีนใหม่นี้สามารถลดจุดเยือกแข็งแบบไม่คอลลิเกทีฟได้ ดังนั้นจึงเกิดฟังก์ชันใหม่ขึ้น^{[ 13 ]}ความเชี่ยวชาญนี้ช่วยให้ปลา Zoarcid ในแอนตาร์กติกาอยู่รอดได้ในอุณหภูมิที่หนาวจัดของทะเลแอนตาร์กติกา

อีกตัวอย่างหนึ่งเกี่ยวข้องกับโปรตีนออปซินที่ไวต่อแสงในดวงตาของสัตว์มีกระดูกสันหลังซึ่งช่วยให้พวกมันมองเห็นความยาวคลื่นแสงที่แตกต่างกัน สัตว์มีกระดูกสันหลังในปัจจุบันมักจะมี ออปซินรูป กรวย สี่ คลาส (LWS, SWS1, SWS2 และ Rh2) รวมถึงออปซินรูปแท่ง หนึ่งคลาส ( โรดอปซิน , Rh1) ซึ่งทั้งหมดนี้ได้รับการสืทอดมาจากบรรพบุรุษของสัตว์มีกระดูกสันหลังในยุคแรก ออปซินการมองเห็นของสัตว์มีกระดูกสันหลังทั้งห้าคลาสนี้เกิดขึ้นจากการจำลองยีนหลายชุด โดยเริ่มจาก LWS และสิ้นสุดที่ Rh1 ^{[ 14 ] [ 15 ]}

ข้อจำกัดของการสร้างฟังก์ชันใหม่ในฐานะแบบจำลองสำหรับการแยกฟังก์ชันนั้นมีอยู่หลายประการ ได้แก่:

1. จำนวนการเปลี่ยนแปลงนิวคลีโอไทด์ที่ก่อให้เกิดฟังก์ชันใหม่จะต้องมีน้อยมาก ทำให้ความน่าจะเป็นของการเกิดยีนเทียมสูงกว่าการเกิดฟังก์ชันใหม่หลังจากเหตุการณ์การจำลองยีน^{[ 6 ]}
2. หลังจากเหตุการณ์การจำลองยีน สำเนาทั้งสองอาจอยู่ภายใต้แรงกดดันการคัดเลือกที่เทียบเท่ากับที่จำกัดยีนดั้งเดิม ซึ่งหมายความว่าสำเนาทั้งสองจะไม่สามารถทำหน้าที่ใหม่ได้^{[ 6 ]}
3. ในหลายกรณี การคัดเลือกแบบดาร์วินเชิงบวกเป็นคำอธิบายที่สมเหตุสมผลกว่าสำหรับการแยกตัวของตระกูลยีนหลายยีน^{[ 6 ]}

• การกลับคืนสู่สภาพเดิม
• การปรับตัว
• การแบ่งหน้าที่ย่อย