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Homoplastia

Homoplasia , en biología y filogenética , es el término utilizado para describir una característica que se ha ganado o perdido de forma independiente en linajes separados a lo largo de la evolución. Esto es diferente de homología , que es el término utilizado para caracterizar la similitud de rasgos que pueden explicarse parsimoniosamente por una ascendencia común . [1] La homoplasia puede surgir tanto de presiones de selección similares que actúan sobre las especies en adaptación como de los efectos de la deriva genética . [2] [3]

La homoplasia es la similitud en un rasgo que no se explica parsimoniosamente por la descendencia de un ancestro común.

Muy a menudo, la homoplasia se considera una similitud en los caracteres morfológicos. Sin embargo, la homoplasia también puede aparecer en otros tipos de caracteres, como similitud en la secuencia genética, [4] [5] tipos de ciclo de vida [6] o incluso rasgos de comportamiento. [7] [5]

Etimología

El término homoplasia fue utilizado por primera vez por Ray Lankester en 1870. [8] El adjetivo correspondiente es homoplásico u homoplástico . Se deriva de las dos palabras griegas antiguas ὁμός ( homós ), que significa "similar, semejante, igual", y πλάσσω ( plássō ), que significa "dar forma, moldear". [9] [10] [11] [4]

Paralelismo y convergencia

La evolución paralela y convergente conduce a la homoplasia cuando diferentes especies evolucionan de forma independiente o adquieren características aparentemente idénticas, que son diferentes de las características que se infiere que estaban presentes en su ancestro común. Cuando características similares son causadas por un mecanismo de desarrollo equivalente, el proceso se denomina evolución paralela. [12] [13] El proceso se denomina evolución convergente cuando la similitud surge de diferentes mecanismos de desarrollo. [13] [14] Estos tipos de homoplasia pueden ocurrir cuando diferentes linajes viven en nichos ecológicos comparables que requieren adaptaciones similares para un aumento en la aptitud. Un ejemplo interesante es el de los topos marsupiales ( Notoryctidae ), topos dorados ( Chrysochloridae ) y topos del norte ( Talpidae ). Estos son mamíferos de diferentes regiones geográficas y linajes, y todos han evolucionado de forma independiente características de excavación muy similares (como cabezas en forma de cono y garras frontales planas) para vivir en un nicho ecológico subterráneo. [15]

Reversión

Por el contrario, la reversión (también conocida como vestigialización) conduce a la homoplasia mediante la desaparición de características previamente adquiridas. [16] Este proceso puede ser el resultado de cambios en el entorno en los que ciertas características adquiridas ya no son relevantes o incluso se han vuelto costosas. [17] [3] Esto se puede observar en animales subterráneos y que viven en cavernas por su pérdida de visión, [15] [18] en animales que viven en cavernas por su pérdida de pigmentación, [18] y tanto en serpientes como en lagartos sin patas. por la pérdida de sus extremidades. [19] [20]

Distinguir homología de homoplasia

La homoplasia, especialmente el tipo que ocurre en grupos filogenéticos más estrechamente relacionados, puede hacer que el análisis filogenético sea más desafiante. Los árboles filogenéticos a menudo se seleccionan mediante análisis de parsimonia . [21] [22] Estos análisis se pueden realizar con caracteres fenotípicos, así como con secuencias de ADN. [23] Utilizando el análisis de parsimonia, se prefiere la hipótesis de relaciones que requieren la menor cantidad (o menos costosa) de transformaciones del estado del carácter a hipótesis alternativas. La evaluación de estos árboles puede convertirse en un desafío cuando se ve empañada por la aparición de homoplasia en los caracteres utilizados para el análisis. El enfoque más importante para superar estos desafíos es aumentar el número de características independientes (no pleiotrópicas , no vinculadas ) utilizadas en el análisis filogenético. Junto con el análisis de parsimonia, se podría realizar un análisis de verosimilitud , en el que se selecciona el árbol más probable, dado un modelo particular de evolución, y se infieren las longitudes de las ramas.

Según la interpretación cladística , la homoplasia se invoca cuando la distribución de un estado de carácter no puede explicarse de manera parsimoniosa (sin inferir transformaciones adicionales del estado de carácter entre los terminales y su nodo ancestral) en una hipótesis filogenética preferida, es decir, surge la característica en cuestión ( o desaparece) en más de un punto del árbol. [dieciséis]

En el caso de las secuencias de ADN, la homoplasia es muy común debido a la redundancia del código genético. Una homoplasia observada puede ser simplemente el resultado de sustituciones aleatorias de nucleótidos que se acumulan con el tiempo y, por lo tanto, puede no necesitar una explicación evolutiva adaptacionista . [5]

Ejemplos y aplicaciones de la homoplasia

Existen numerosos ejemplos documentados de homoplasia dentro de los siguientes taxones:

La aparición de homoplasia también se puede utilizar para hacer predicciones sobre la evolución. Estudios recientes han utilizado la homoplasia para predecir la posibilidad y el camino de la evolución extraterrestre. Por ejemplo, Levin et al. (2017) sugieren que el desarrollo de estructuras similares a ojos es muy probable, debido a sus numerosas incidencias evolucionadas de forma independiente en la Tierra. [16] [32]

Homoplastia versus contingencia evolutiva

En su libro Wonderful Life , Stephen Jay Gould afirma que repetir el proceso evolutivo, desde cualquier momento en adelante, no produciría los mismos resultados. [33] Algunos biólogos consideran que la aparición de homoplasia es un argumento contra la teoría de la contingencia evolutiva de Gould . Powell y Mariscal (2015) sostienen que este desacuerdo se debe a una equivocación y que tanto la teoría de la contingencia como la de ocurrencia homoplástica pueden ser ciertas al mismo tiempo. [34]

Ver también

Referencias

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