Homoplasie Definition
Eine Homoplasie ist ein gemeinsames Merkmal zwischen zwei oder mehreren Tieren, das nicht aus einem gemeinsamen Vorfahren entstanden ist. Eine Homoplasie ist das Gegenteil einer Homologie, bei der ein gemeinsamer Vorfahre die Gene lieferte, die das Merkmal bei zwei oder mehr Tieren hervorbrachten. Oft tritt eine Homoplasie auf, wenn sich zwei sehr unterschiedliche Gruppen von Tieren so entwickeln, dass sie das Gleiche tun. Dies wird als konvergente Evolution oder Konvergenz bezeichnet. Manchmal wird ein Homoplasie-Merkmal auch als analoges Merkmal bezeichnet. Der beste Weg, um zu verstehen, was eine Homoplasie ist und was nicht, ist, einige Beispiele durchzugehen.
Homoplasie Beispiele
Homoplasie in Flügeln
Die am einfachsten zu verstehende Homoplasie ist das Merkmal der Flügel. Im gesamten Tierreich haben sich Flügel in einer Reihe verschiedener Formen und Materialien entwickelt, aber ihre grundlegende Funktion ist die gleiche: der Flug. Vögel, Fledermäuse und viele Insekten haben sich mit Flügeln fortentwickelt. In jedem Fall hat sich das Merkmal unabhängig von den anderen Gruppen entwickelt. Der engste gemeinsame Vorfahre von Vögeln, Fledermäusen und Insekten hatte mit Sicherheit keine Flügel. Nachdem sich die Linien auseinanderentwickelt haben oder in ihre eigene Richtung gegangen sind, hat ein ähnlicher Druck, dass das Fliegen vorteilhaft ist, alle Linien dazu veranlasst, das Fliegen zu entwickeln.
In jedem Fall haben sie auch ihren eigenen Weg gefunden, Flügel zu entwickeln. Vogelflügel sind speziell angepasste Vorderbeine, die mit Federn bedeckt sind. Die Tarsalen und Metatarsalen (Hand- und Handgelenksknochen) sind bei Vögeln so geformt, dass sie effektiv keine Finger haben, sondern ein längliches Glied, das eine starke Vorderkante für den Flügel bildet. Die Federn dienen dazu, dem Flügel Struktur zu geben und auf diese Weise wird Auftrieb erzeugt, ähnlich wie bei den Flügeln eines Flugzeugs.
Fledermäuse haben wie Vögel ebenfalls modifizierte Hand- und Fingerknochen. Im Gegensatz zu Vögeln haben Fledermäuse keine Federn, da sich dieses Merkmal bei Fledermäusen nie entwickelt hat. Aus diesem Grund stützen Fledermäuse ihre Flügel mit sehr langen Fingerknochen, den Tarsalen. Auf diese Weise erzeugen Fledermäuse, ähnlich wie Vögel, mit ihren Flügeln Auftrieb und können fliegen. Insekten sind eine weitere Gruppe von Tieren mit der Fähigkeit zu fliegen, und ihre Flügel sind noch komplexer.
Aufgrund der Komplexität der Insektenwelt ist es nicht sicher, ob Insektenflügel eine Homoplasie oder eine Homologie sind. Stellen Sie sich Schmetterlingsflügel vor. Wenn Sie genau hinschauen würden, würden Sie sehen, dass diese riesigen Flügel (im Vergleich zum Insekt) mit kleinen Schuppen bedeckt sind, die schöne Farben ergeben. Der Schmetterling schlägt sie langsam und scheint mit Leichtigkeit durch die Luft zu gleiten. Vergleichen Sie diese enormen, schönen Flügel mit denen eines Käfers. Der Käfer muss, um seine Flügel ausfahren zu können, seine harte äußere Hülle öffnen und seine viel zerbrechlicheren Flügel entfalten oder ausbreiten. Sie sind dünn, durchscheinend (man kann durch sie hindurchsehen) und sie scheinen nicht stark genug zu sein, um den Käfer tragen zu können. Dann schlägt der Käfer mit ihnen in einer enormen Geschwindigkeit und wird durch den Auftrieb, den sie erzeugen, schnell weggetragen.
Um zu bestimmen, ob Käfer- und Schmetterlingsflügel eine Homoplasie oder eine Homologie sind, müssen Wissenschaftler die genetische Abstammung von Käfern und Schmetterlingen untersuchen und feststellen, ob ihr gemeinsamer Vorfahre der Grund dafür ist, dass sie Flügel haben. Obwohl man früher dachte, dass Flügel bei Insekten ein komplett homologes Merkmal sind, zeigen immer mehr genetische Beweise, dass sich Flügel bei Insekten mehrfach entwickelt haben.
Homoplasie in Schnäbeln
Während es sich nicht um eine oft zitierte Homoplasie handelt, teilen sich ein Tintenfisch und ein Falke ein Merkmal. An der Öffnung ihres Mauls befindet sich ein großer Schnabel, oft scharf und dazu gedacht, ihre Beute zu zerreißen. Aus ihren Formen, Lebensorten und engsten genetischen Verwandten ist jedoch sofort ersichtlich, dass der Tintenfisch und der Falke ihre Schnäbel nicht von einem gemeinsamen Vorfahren erhalten haben. Die Schnäbel entwickelten sich durch Konvergenz, oder mit anderen Worten, durch ein ähnliches Bedürfnis, kehlkopfgroße Stücke aus einem Beutetier zu reißen. Auch wenn es nicht schön ist, neigt die Evolution dazu, unter ähnlichen Umständen ähnliche Ergebnisse hervorzubringen.
Keine Homoplasie
Nun, da Sie ein gutes Verständnis davon haben, was eine Homoplasie ist, lassen Sie uns darüber sprechen, was sie nicht ist. Jedes Mal, wenn das Merkmal von den Eltern an die Nachkommen weitergegeben wird, ist das Merkmal keine Homoplasie. Wenn ein Elternteil das Merkmal an seine Nachkommen weitergibt, ist das Merkmal eine Homologie. Wenn das Merkmal über eine lange Linie von Vorfahren weitergegeben wird, können die Nachkommen anfangen, sich in vielerlei Hinsicht voneinander zu unterscheiden. Wenn jedoch beide das Merkmal besitzen, handelt es sich immer noch um ein homologes Merkmal und nicht um eine Homoplasie.
Zum Beispiel sind wir alle mit Säugetieren vertraut. Wissenschaftler haben durch jahrelanges Studium ihrer definierenden Merkmale und in jüngerer Zeit durch die Bestätigung von Gentests gezeigt, dass Säugetiere eine definierbare Gruppe von Tieren sind. Diese Tiere haben per Definition Milchdrüsen, die sie zur Ernährung ihrer Jungen verwenden. Obwohl die Brustdrüsen von Walen und Kühen unterschiedlich aussehen und auf unterschiedliche Weise funktionieren, haben sie sich aus einem gemeinsamen Vorfahren entwickelt, der eine primitive Form von Brustdrüsen hatte. Daher sind die Brustdrüsen bei Walen und Kühen homolog, nicht homoplastisch.
- Homologie – Das Gegenteil einer Homoplasie, eine Homologie ist, wenn ein gemeinsames Merkmal auf einen gemeinsamen Vorfahren zurückzuführen ist, der das Merkmal an zwei oder mehr Linien weitergegeben hat.
- Gemeinsamer Vorfahre – In der Evolution ist beim Vergleich zweier oder mehrerer Organismen der gemeinsame Vorfahre der Organismus, durch den die verglichenen Organismen miteinander verwandt sind.
- Abstammung – Eine Linie von Organismen, die frühere Vorfahren mit lebenden Organismen verbindet.
- Selektion – Kräfte, die es einigen Organismen ermöglichen, sich mehr zu vermehren als andere.
Quiz
1. Welche der folgenden ist KEINE Homoplasie?
A. Brustdrüsen bei Nilpferden und Hirschen.
B. Flossen bei Fischen und Delfinen.
C. Flügel bei Käfern und Fledermäusen.
2. Kraken und Menschen haben beide sehr fortschrittliche Augen, die in der Lage sind, Farben zu sehen und bewegte Objekte zu verfolgen. Der jüngste gemeinsame Vorfahre von Tintenfischen und Menschen hatte keine Augen (hypothetisch). Sind die Augen bei Menschen und Tintenfischen eine Homologie oder eine Homoplasie?
A. Homologie
B. Homoplasie
C. Weder noch, das ist eine Trickfrage.
3. Zwei neue Froscharten werden im Regenwald entdeckt. Wir beschließen, sie Froggy1 und Froggy2 zu nennen. Beide Arten haben leuchtend orangefarbene Flecken auf ihrem Rücken, die Raubtiere davon abhalten, sie zu fressen. Es wird angenommen, dass die Frösche ein homologes Merkmal, die Flecken, teilen und dass sie verwandt sind. Genetische Tests an den Fröschen zeigen, dass die Frösche nicht verwandt sind und es auch nicht waren, bevor Frösche wie Frösche aussahen. Was sagt uns das über die Flecken?
A. Die Flecken können nicht von einem rezenten gemeinsamen Vorfahren stammen, daher sind sie eine Homoplasie, die durch Konvergenz entstanden ist, oder Bedingungen, die beide Frösche dazu brachten, Flecken zu entwickeln.
B. Sie sind beide Frösche, richtig? Muss ein homologes Merkmal sein.
C. Wovon redet ihr?