Forskjellen mellom homologi og homoplasy

To vanlige begrep som brukes i evolusjonsvitenskapen er homologi og homoplasy. Selv om disse begrepene høres like ut (og har faktisk et delt språklig element), er de ganske forskjellige i sine vitenskapelige betydninger. Begge begrepene refererer til sett med biologiske egenskaper som deles av to eller flere arter (derav prefikset homo), men ett begrep indikerer at det delte kjennetegnet kom fra en vanlig forfedersart, mens den andre betegnelsen refererer til et delt kjennetegn som utviklet seg uavhengig av hver art.

Begrepet homologi refererer til biologiske strukturer eller egenskaper som er like eller like. Disse egenskapene finnes på to eller flere forskjellige arter når disse egenskapene kan spores til en vanlig stamfar. Et eksempel på homologi sees i forkantene av frosker, fugler, kaniner og øgler. Selv om disse lemmene har et annet utseende i hver art, deler de alle det samme settet med bein. Denne samme ordningen med bein er blitt identifisert i fossiler av en veldig gammel utdødd art, eusthenopteron, som ble arvet av frosker, fugler, kaniner og øgler.

Homoplasy beskriver derimot en biologisk struktur eller karakteristikk som to eller flere forskjellige arter har til felles som ikke ble arvet fra en felles stamfar. En homoplasy utvikler seg uavhengig, vanligvis på grunn av naturlig seleksjon i lignende miljøer eller fylling av samme type nisje som de andre artene som også har den egenskapen. Et vanlig eksempel som ofte siteres er øyet, som utviklet seg uavhengig av mange forskjellige arter.

Homologi er et produkt av divergerende evolusjon. Dette betyr at en enkelt forfedersart delt, eller divergerer, i to eller flere arter på et tidspunkt i historien. Dette skjer på grunn av en slags naturlig seleksjon eller miljøisolasjon som skiller den nye arten fra stamfaren. De forskjellige artene begynner nå å utvikle seg hver for seg, men de beholder fortsatt noen av egenskapene til den felles stamfaren. Disse delte anerens egenskaper kjennes som homologier.

Homoplasy skyldes derimot konvergent evolusjon. Her utvikler forskjellige arter, i stedet for å arve, lignende egenskaper. Dette kan skje fordi artene lever i lignende miljøer, fyller lignende nisjer, eller gjennom prosessen med naturlig seleksjon. Et eksempel på konvergent naturlig seleksjon er når en art utvikler seg for å etterligne utseendet til en annen, for eksempel når en ikke-giftig art utvikler lignende markeringer som en svært giftig art. Slik mimikk gir en tydelig fordel ved å avskrekke potensielle rovdyr. De liknende markeringene som deles av den skarlagensrike kongeslangen (en ufarlig art) og den dødelige korallslangen er et eksempel på konvergent evolusjon.

Homologi og homoplasy er ofte vanskelig å identifisere, siden begge kan være til stede i den samme fysiske egenskapen. Vingen av fugler og flaggermus er et eksempel der både homologi og homoplasy er til stede. Benene i vingene er homologe strukturer som er arvet fra en felles stamfar. Alle vingene inkluderer en type brystbein, et stort overarmsben, to underarmsben og hva som vil være håndben. Denne grunnleggende beinstrukturen finnes i mange arter, inkludert mennesker, noe som fører til riktig konklusjon at fugler, flaggermus, mennesker og mange andre arter har en felles stamfar.

Men selve vingene er homoplasjoner, siden mange av artene med denne delte beinstrukturen, inkludert mennesker, ikke har vinger. Fra den delte stamfaren med en viss beinstruktur, førte naturlig seleksjon til slutt til utvikling av fugler og flaggermus med vinger som gjorde at de kunne fylle en nisje og overleve i et bestemt miljø. I mellomtiden utviklet andre divergerende arter etter hvert fingrene og tommelen som var nødvendige for å okkupere en annen nisje.