التماثل

التماثل الجيني ، في علم الأحياء وعلم الوراثة التطورية ، هو المصطلح المستخدم لوصف سمة تم اكتسابها أو فقدها بشكل مستقل في سلالات منفصلة على مدار التطور. وهذا يختلف عن التماثل الجيني ، وهو المصطلح المستخدم لوصف تشابه السمات التي يمكن تفسيرها بشكل مقتصد من خلال السلف المشترك . ^{[1] يمكن أن ينشأ التماثل الجيني من} ضغوط الانتقاء المتشابهة التي تؤثر على الأنواع المتكيفة، وتأثيرات الانجراف الجيني . ^{[2] [3]}

في أغلب الأحيان، يُنظر إلى التماثل الجيني باعتباره تشابهًا في السمات الشكلية. ومع ذلك، قد يظهر التماثل الجيني أيضًا في أنواع أخرى من السمات، مثل التشابه في التسلسل الجيني، ^{[4] [5]} أنواع دورة الحياة ^[6] أو حتى السمات السلوكية. ^{[7] [5]}

تم استخدام مصطلح "التماثل المتجانس" لأول مرة بواسطة راي لانكستر في عام 1870. ^[8] الصفة المقابلة هي إما " التماثل المتجانس " أو " التماثل المتجانس " . وهو مشتق من الكلمتين اليونانيتين القديمتين ὁμός ( homós )، والتي تعني "مشابه، على حد سواء، نفس الشيء"، و πλάσσω ( plássō )، والتي تعني "تشكيل، تشكيل". ^{[9] [10] [11] [4]}

يؤدي التطور المتوازي والمتقارب إلى التماثل عندما تتطور الأنواع المختلفة بشكل مستقل أو تكتسب سمات متطابقة ظاهريًا، والتي تختلف عن السمة التي يُستنتج أنها كانت موجودة في سلفها المشترك. عندما تكون السمات المتشابهة ناجمة عن آلية نمو مكافئة، يشار إلى العملية بالتطور الموازي. ^{[12] [13]} تسمى العملية بالتطور المتقارب عندما ينشأ التشابه من آليات نمو مختلفة. ^{[13] [14]} قد تحدث هذه الأنواع من التماثل عندما تعيش أنساب مختلفة في بيئات بيئية مماثلة تتطلب تكيفات مماثلة لزيادة اللياقة البدنية. ومن الأمثلة المثيرة للاهتمام على ذلك الشامات الجرابية ( Notoryctidae ) والخلد الذهبي ( Chrysochloridae ) والخلد الشمالي ( Talpidae ). هذه ثدييات من مناطق جغرافية وأنساب مختلفة، وقد تطورت جميعها بشكل مستقل بخصائص حفر متشابهة جدًا (مثل الرؤوس المخروطية الشكل والمخالب الأمامية المسطحة) للعيش في بيئة بيئية تحت الأرض. ^[15]

على النقيض من ذلك، يؤدي الانعكاس (المعروف أيضًا باسم التضمين الأثري) إلى التماثل من خلال اختفاء السمات المكتسبة سابقًا. ^[16] قد تنتج هذه العملية عن تغييرات في البيئة حيث لم تعد بعض السمات المكتسبة ذات صلة، أو حتى أصبحت مكلفة. ^{[17] [3]} يمكن ملاحظة ذلك في الحيوانات التي تعيش تحت الأرض والكهوف من خلال فقدانها للبصر، ^{[15] [18]} في الحيوانات التي تعيش في الكهوف من خلال فقدانها للتصبغ، ^[18] وفي كل من الثعابين والسحالي عديمة الأرجل من خلال فقدانها للأطراف. ^{[19] [20]}

يمكن أن يجعل التماثل، وخاصة النوع الذي يحدث في المجموعات التطورية الأكثر ارتباطًا، التحليل التطوري أكثر تحديًا. غالبًا ما يتم اختيار الأشجار التطورية عن طريق تحليل الاقتصاد . ^{[21] [22]} يمكن إجراء هذه التحليلات باستخدام السمات الظاهرية، بالإضافة إلى تسلسلات الحمض النووي. ^[23] باستخدام تحليل الاقتصاد، يتم تفضيل فرضية العلاقات التي تتطلب أقل عدد (أو أقل تكلفة) من تحولات حالة الشخصية على الفرضيات البديلة. قد يصبح تقييم هذه الأشجار تحديًا عندما يحيط به حدوث التماثل في السمات المستخدمة للتحليل. النهج الأكثر أهمية للتغلب على هذه التحديات هو زيادة عدد الخصائص المستقلة (غير متعددة الأشكال ، غير المرتبطة ) المستخدمة في التحليل التطوري. جنبًا إلى جنب مع تحليل الاقتصاد، يمكن للمرء إجراء تحليل الاحتمالية ، حيث يتم اختيار الشجرة الأكثر احتمالية، مع الأخذ في الاعتبار نموذج معين للتطور، واستنتاج أطوال الفروع.

وفقًا للتفسير التفرعي ، يتم استدعاء التماثل عندما لا يمكن تفسير توزيع حالة الشخصية بشكل مقتصد (بدون تحويلات حالة شخصية إضافية مستنتجة بين النهايات وعقدها الأصلية) على فرضية تطورية مفضلة - أي أن السمة المعنية تنشأ (أو تختفي) في أكثر من نقطة على الشجرة. ^[16]

في حالة تسلسلات الحمض النووي، فإن التماثل الجيني شائع جدًا بسبب التكرار في الشفرة الجينية. قد يكون التماثل الجيني الملحوظ ببساطة نتيجة لاستبدالات عشوائية للنوكليوتيدات تتراكم بمرور الوقت، وبالتالي قد لا يحتاج إلى تفسير تطوري تكيفي . ^[5]

هناك العديد من الأمثلة الموثقة للتماثل الجيني داخل التصنيفات التالية:

• القشريات و زعنفيات الأرجل [ ²⁴ ]
• ^[25] نبات القراص
• النجمية ^[26]
• السرخس السليجويدي (سراخس السليجويدي) ^[27]
• النمل ^[28]
• Merluccius capensis (رأس النازلي) ^[29]
• عناكب الرتيلاء من جنس Bonnetina : جميع السمات المورفولوجية تقريبًا داخل هذا الجنس متجانسة الشكل. لوحظ أن السمات الجنسية فقط ليست متجانسة الشكل، مما يشير إلى أن الانتقاء الجنسي ربما كان القوة الدافعة وراء تباعد العناكب. ^[30]
• الغاريال ، مع التماثل بين توميستوما والتماسيح الحقيقية ، وبين ثوراكوصوروس وغافياليس . ^[31]

يمكن أيضًا استخدام حدوث التماثل المتماثل للتنبؤ بالتطور. استخدمت الدراسات الحديثة التماثل المتماثل للتنبؤ بإمكانية ومسار التطور خارج الأرض. على سبيل المثال، يقترح ليفين وآخرون (2017) أن تطور الهياكل الشبيهة بالعين أمر محتمل للغاية، نظرًا لحالاته العديدة التي تطورت بشكل مستقل على الأرض. ^{[16] [32]}

في كتابه الحياة الرائعة ، يزعم ستيفن جاي جولد أن تكرار العملية التطورية، من أي نقطة زمنية فصاعدًا، لن ينتج نفس النتائج. ^[33] ينظر بعض علماء الأحياء إلى حدوث التماثل الجيني كحجة ضد نظرية جولد للطوارئ التطورية . يزعم باول وماريسكال (2015) أن هذا الخلاف ناتج عن التباس وأن كل من نظرية الطوارئ والحدوث التماثلي يمكن أن يكونا صحيحين في نفس الوقت. ^[34]

• التطور المتقارب
• فرز غير كامل للسلالة
• البلازما المغايرة
• التشابه (علم الأحياء)