Homoplasie Definitie
Een homoplasie is een gedeeld kenmerk tussen twee of meer dieren dat niet is ontstaan uit een gemeenschappelijke voorouder. Een homoplasie is het tegenovergestelde van een homologie, waarbij een gemeenschappelijke voorouder de genen leverde die bij twee of meer dieren tot de eigenschap hebben geleid. Vaak doet een homoplasie zich voor wanneer twee zeer verschillende groepen dieren evolueren om hetzelfde te doen. Dit staat bekend als convergente evolutie, of convergentie. Soms wordt een homoplasie eigenschap een analoge eigenschap genoemd. De beste manier om te begrijpen wat een homoplasie is en wat niet, is door een aantal voorbeelden te bekijken.
Homoplasie voorbeelden
Homoplasie bij vleugels
De gemakkelijkste homoplasie om te begrijpen is de eigenschap van vleugels. In het hele dierenrijk zijn vleugels geëvolueerd in een aantal verschillende vormen en materialen, maar hun fundamentele functie is hetzelfde: vliegen. Vogels, vleermuizen en veel insecten hebben vleugels ontwikkeld. In elk geval evolueerde de eigenschap onafhankelijk van de andere groepen. De meest nabije gemeenschappelijke voorouder van vogels, vleermuizen en insecten had zeer zeker geen vleugels. Nadat de lijnen divergeerden, of hun eigen richting uitgingen, zorgde een vergelijkbare druk van het voordeel van vliegen ervoor dat alle lijnen vleugels ontwikkelden.
In elk geval vonden ze ook hun eigen manier om vleugels te ontwikkelen. Vogelvleugels zijn speciaal aangepaste voorpoten, bedekt met veren. De tarsale en metatarsale beenderen (hand- en polsbeenderen) zijn bij vogels zo gevormd dat zij in feite geen vingers hebben, maar in plaats daarvan een langgerekte ledemaat hebben die een sterke voorrand voor de vleugel vormt. De veren dienen om de vleugel structuur te geven en op die manier wordt lift opgewekt, ongeveer zoals bij de vleugels van een vliegtuig.
Vleermuizen hebben, net als vogels, gemodificeerde pols- en vingerbeentjes. In tegenstelling tot vogels hebben vleermuizen geen veren, omdat deze eigenschap bij vleermuizen nooit is geëvolueerd. Daarom ondersteunen vleermuizen hun vleugels met zeer lange vingerkootjes, of tarsalen. Op die manier kunnen vleermuizen, net als vogels, met hun vleugels een lift creëren en vliegen. Insecten zijn een andere groep dieren met het vermogen om te vliegen, en hun vleugels zijn nog complexer.
Omdat de wereld van de insecten zo complex is, is het niet zeker of insectenvleugels een homoplasie of een homologie zijn. Stel je vlindervleugels voor. Als je ze van dichtbij zou bekijken, zou je zien dat deze enorme vleugels (vergeleken met het insect) bedekt zijn met kleine schubben, die prachtige kleuren maken. De vlinder wappert er langzaam mee en lijkt met gemak door de lucht te glijden. Vergelijk deze enorme, prachtige vleugels eens met die van een kever. De kever moet, om zijn vleugels naar buiten te krijgen, zijn harde buitenste bekleding openen en zijn veel breekbaardere vleugels ontvouwen of uitzetten. Ze zijn dun, doorschijnend (je kunt er doorheen kijken), en ze lijken niet sterk genoeg om de kever te kunnen dragen. Vervolgens klapt de kever er met een enorme snelheid mee en wordt snel meegesleept door de lift die ze genereren.
Om te bepalen of kever- en vlindervleugels een homoplasie of een homologie zijn, moeten wetenschappers naar de genetische afstamming van kevers en vlinders kijken en bepalen of hun gemeenschappelijke voorouder de reden is dat ze vleugels hebben. Hoewel vleugels bij insecten ooit werden beschouwd als een volledig homologe eigenschap, begint meer genetisch bewijs aan te tonen dat vleugels bij insecten meerdere malen zijn geëvolueerd.
Homoplasie in snavels
Hoewel een homoplasie niet vaak wordt aangehaald, delen een inktvis en een valk een eigenschap. Aan de opening van hun bek zit een grote snavel, vaak scherp en bedoeld om hun prooi te verscheuren. Uit hun vormen, woonplaatsen en naaste genetische verwanten blijkt echter onmiddellijk dat de octopus en de valk hun snavels niet van een gemeenschappelijke voorouder hebben gekregen. De snavels zijn geëvolueerd door convergentie, of met andere woorden, een vergelijkbare behoefte om brokken ter grootte van de keel van een prooidier af te rukken. Het is misschien niet mooi, maar de evolutie leidt wel tot vergelijkbare resultaten in vergelijkbare omstandigheden.
Geen homoplasie
Nu u een aardig idee heeft van wat een homoplasie is, zullen we eens bekijken wat het niet is. Als de eigenschap wordt doorgegeven van ouder op nakomeling, is het geen homoplasie. Als een ouder de eigenschap doorgeeft aan zijn nakomelingen, is de eigenschap een homologie. Als de eigenschap in een lange lijn van voorouders wordt doorgegeven, kunnen de nakomelingen op allerlei manieren van elkaar gaan verschillen. Maar als ze allebei de eigenschap nog bezitten, is het nog steeds een homologe eigenschap, en geen homoplasie.
Zoogdieren kennen we bijvoorbeeld allemaal. Wetenschappers hebben door jarenlange studie van hun bepalende kenmerken, en meer recentelijk door bevestigingen in genetische tests, aangetoond dat zoogdieren een definieerbare groep dieren vormen. Deze dieren hebben per definitie borstklieren die zij gebruiken om hun jongen te voeden. Hoewel de borstklieren van walvissen en koeien er verschillend uitzien en op verschillende manieren functioneren, zijn zij geëvolueerd uit een gemeenschappelijke voorouder die een primitieve vorm van borstklieren had. Daarom zijn de borstklieren van walvissen en koeien homoloog, niet homoplastisch.
- Homologie – Het tegenovergestelde van een homoplasie, er is sprake van homologie wanneer een gemeenschappelijke eigenschap het gevolg is van een gemeenschappelijke voorouder die de eigenschap aan twee of meer stammen doorgeeft.
- Gemeenschappelijke voorouder – Bij het vergelijken van twee of meer organismen in de evolutie is de gemeenschappelijke voorouder het organisme waarmee de vergeleken organismen verwant zijn.
- Lineage – Een lijn van organismen die vroegere voorouders verbindt met levende organismen.
- Selection – Krachten die sommige organismen in staat stellen zich meer voort te planten dan andere.
Quiz
1. Welke van de volgende is GEEN homoplasie?
A. Moederklieren bij nijlpaarden en herten.
B. Vinnen bij vissen en dolfijnen.
C. Vleugels bij kevers en vleermuizen.
2. Octopussen en mensen hebben beide zeer geavanceerde ogen, die in staat zijn kleuren te zien en bewegende voorwerpen te volgen. De meest recente gemeenschappelijke voorouder van octopussen en mensen had (hypothetisch) geen ogen. Zijn ogen bij mensen en octopussen een homologie of een homoplasie?
A. Homologie
B. Homoplasie
C. Geen van beide, dit is een strikvraag.
3. Twee nieuwe soorten kikkers worden ontdekt in het regenwoud. We besluiten ze Froggy1 en Froggy2 te noemen. Beide soorten hebben fel oranje vlekken op hun rug, die roofdieren ervan weerhouden ze op te eten. Men denkt dat de kikkers een homologe eigenschap delen, de vlekken, en dat ze verwant zijn. Genetische tests zijn uitgevoerd op de kikkers en daaruit blijkt dat de kikkers niet verwant zijn, en dat ook niet zijn geweest sinds de tijd dat kikkers nog op kikkers leken. Wat zegt dit over de vlekken?
A. De vlekken kunnen niet van een recente gemeenschappelijke voorouder zijn, daarom zijn ze een homoplasie, geëvolueerd door convergentie, of omstandigheden die beide kikkers ertoe dreven vlekken te ontwikkelen.
B. Het zijn toch allebei kikkers? Dan moet het wel een homologe eigenschap zijn.
C. Waar hebben jullie het over?