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ホモプラシー

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ホモプラシーの定義

ホモプラシーとは、共通の祖先から生じたのではない2つ以上の動物の間で共有される特徴のことである。 ホモプラシーは、共通の祖先が2つ以上の動物の形質を生み出す遺伝子を提供した場合のホモロジーとは逆である。 多くの場合、ホモプラシーは、2つの全く異なるグループの動物が同じことをするように進化したときに起こります。 これは収斂進化(コンバージェンス)と呼ばれています。 また、ホモプラシーの形質を類縁形質と呼ぶこともあります。

ホモプラシーの例

翼のホモプラシー

最も理解しやすいホモプラシーは、翼という形質です。 動物界全体で、翼はさまざまな形や素材で進化してきましたが、その基本的な機能は同じです、つまり飛ぶことです。 鳥やコウモリ、そして多くの昆虫が翼を進化させてきました。 いずれの場合も、他のグループとは独立した形で進化している。 鳥類、コウモリ、昆虫の最も近い共通の祖先は、間違いなく翼を持っていませんでした。

それぞれのケースで、翼を発達させる独自の方法も見つけました。 鳥の翼は、羽毛で覆われた特別に適応した前肢です。 鳥類の足根骨と中足骨(手と手首の骨)は、事実上、指がないように形成されていますが、その代わりに、翼の強力なリーディングエッジを形成する細長い手足を持っています。

コウモリも鳥類と同様、手首と指の骨が変化しています。

コウモリも鳥類と同様に、手首や指の骨が変化していますが、鳥類と異なり、コウモリには羽がありません。 そのため、コウモリは非常に長い指の骨(足根骨)で翼を支えています。 このように、コウモリは鳥類と同じように翼で揚力を生み出し、空を飛ぶことができるのである。

昆虫の世界は複雑なので、昆虫の翼がホモプラシーなのかホモロジーなのかは定かではありません。 蝶の羽を想像してみてください。 近くで見ると、(昆虫に比べて)巨大な羽が小さな鱗粉で覆われていて、美しい色を作っているのがわかると思います。 蝶はそれをゆっくりと羽ばたかせ、空気中を軽やかに滑っているように見えます。 この巨大で美しい羽をカブトムシの羽と比べてみてください。 カブトムシは、翼を出すために、硬い外皮を開いて、もっともろい翼を広げなければなりません。 薄くて半透明(透けて見える)で、カブトムシを運ぶほどの力はないように見えます。

カブトムシとチョウの羽がホモプラシーなのかホモロジーなのかを判断するためには、科学者はカブトムシとチョウの遺伝子系統を調べ、共通の祖先が羽を持つ理由であるかどうかを判断しなければなりません。

くちばしのホモプラシー

ホモプラシーとしてはあまり引き合いに出されませんが、イカとハヤブサには共通の特徴があります。 口の開口部には大きなくちばしがあり、獲物を引き裂くために鋭くなっています。 しかし、タコとハヤブサが共通の祖先からクチバシを得たのではないことは、その形態や生息場所、最も近い遺伝子を持つ親戚を見ればすぐに分かります。 タコとハヤブサは共通の祖先からくちばしを得たのではなく、くちばしは収斂(しゅうれん)、つまり獲物から喉の大きさの塊を引き裂く必要性が似ていることから進化したのだ。

ホモプラシーではない

ホモプラシーとは何かをきちんと理解していただいた上で、ホモプラシーではないことを説明しましょう。 形質が親から子へと受け継がれる場合、その形質はホモプラシーではありません。 親がその形質を子に伝える場合、その形質はホモロジーである。 形質が長い祖先から受け継がれると、子孫は様々な点で互いに異なるようになります。

例えば、私たちの身近なところでは、哺乳類があります。 科学者は、哺乳類の特徴を長年にわたって研究し、最近では遺伝子検査によって確認した結果、哺乳類は定義可能な動物のグループであることを明らかにしました。 これらの動物は、定義上、乳腺を持っており、それを使って子供を養っています。 クジラとウシの乳腺は、見た目も機能も違いますが、原始的な乳腺を持っていた共通の祖先から進化したものです。 したがって、クジラとウシの乳腺は相同性があり、同種のものではありません。

マッコウクジラの母親と子クジラ
  • ホモロジー(相同性) – ホモプラシーの反対語です。 相同性とは、共通の祖先がその形質を2つ以上の系統に伝えたことにより、共有された形質を持つことです。
  • 共通の祖先 – 進化において、2つ以上の生物を比較する場合、共通の祖先とは、比較される生物が関係している生物のことを指します。
  • 系統 – 過去の祖先と生物をつなぐ生物の系統
  • 選択 – ある生物が他の生物よりも多く繁殖できるようにする力

クイズ

1. 次のうち、ホモプラシーではないものはどれですか?
A. カバやシカの乳腺。
B.
B. 魚やイルカのヒレ。
C. カブトムシやコウモリの翼。

質問1への回答
Aが正解です。 カバもシカも乳腺を持っているのは、同じ哺乳類だからです。 すべての哺乳類は乳腺を持つ共通の祖先を持っていることがわかっているので、乳腺は同種の形質であって、同種の形質ではありません。 イルカは陸上の手足をヒレに戻して適応させたので、ヒレを持っていた魚類とは共通の祖先を持たない。 したがって、イルカや魚のヒレはホモプラシーです。 カブトムシやコウモリの翼も同様です。

2.タコとヒトは、色を見たり動くものを追いかけることができる非常に高度な目を持っています。

3.タコとヒトの最新の共通祖先は目を持っていなかった(と仮定して)。 人間とタコの目はホモロジーなのか、ホモプラシーなのか?
A. ホモロジー
B. ホモプラシー
C. どちらでもない、これはひっかけ問題です。

質問2への回答
Bが正しいです。 直近の共通祖先には目がなかったので、目はそれぞれの系統で別々に発達しなければならなかったはずです。 そのため、目的は同じですが、遺伝的には共通していません。

3.熱帯雨林で2つの新種のカエルが発見されました。 どちらの種も背中に鮮やかなオレンジ色の斑点があり、捕食者に食べられないようにしています。 このカエルたちは、斑点という相同形質を共有しており、親戚関係にあるのではないかと考えられています。 カエルの遺伝子検査を行ったところ、この2つのカエルには血縁関係がなく、カエルがカエルらしく見える前から血縁関係はなかったことがわかりました。 このことから、斑点についてどのようなことがわかるのでしょうか?
A. このようにして得られた知見をもとにして、今後の展開を考えていきます。
B.は、両方ともカエルですよね?
B.

質問3への回答
Aが正しいです。 カエルが全く異なる系統から来ていて、共通の祖先が斑点を持っていなかった(あるいはカエルのように見えなかった)場合、その形質が複数の系統で進化した可能性が高いです。 自然界では、ある機能を満たすために、関係のない生物が必要とされることがよくあります。 Cと答えた方は、どうぞ最初からお読みください。また、他の記事も参考にしてください!

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