同形異形成

生物学と系統学におけるホモプラスティとは、進化の過程で別々の系統で独立して獲得または失われた特徴を説明するために使用される用語です。これは、共通の祖先によって簡潔に説明できる特徴の類似性を特徴付けるために使用される用語である相同性とは異なります。 ^{[1]ホモプラスティは、適応する種に作用する同様の}選択圧と遺伝的浮動の影響の両方から発生する可能性があります。^{[2] [3]}

ほとんどの場合、同形性は形態学的特徴の類似性として見られます。しかし、同形性は遺伝子配列の類似性や^{[4] [5]}ライフサイクルタイプ^[6]、さらには行動特性の類似性など、他の特徴タイプにも現れることがあります。^{[7] [5]}

ホモプラスシーという用語は、1870年にレイ・ランケスターによって初めて使用されました。^[8]対応する形容詞は、 homoplasicまたはhomoplasticです。これは、古代ギリシャ語のὁμός ( homós )（「似た、似た、同じ」）とπλάσσω ( plássō )（「形作る、成形する」）という2つの単語に由来しています。^{[9] [10] [11] [4]}

平行進化と収斂進化は、異なる種が独立して進化したり、共通の祖先に存在していたと推測される特徴とは異なる、一見同一の特徴を獲得したりするときに、相同性につながります。類似の特徴が同等の発達メカニズムによって引き起こされる場合、このプロセスは平行進化と呼ばれます。 ^{[12] [13]}類似性が異なる発達メカニズムから生じる場合、このプロセスは収斂進化と呼ばれます。 ^{[13] [14]これらのタイプの相同性は、異なる系統が、適応度の向上のために同様の適応を必要とする同等の}生態学的ニッチに生息している場合に発生する可能性があります。興味深い例として、有袋類モグラ（Notoryctidae）、ゴールデンモグラ（Chrysochloridae）、モグラ（Talpidae）が挙げられます。これらは異なる地理的地域と系統の哺乳類ですが、すべて独立して、地下の生態学的ニッチに生息するために非常に類似した穴掘り特性（円錐形の頭や平らな前頭爪など）を進化させました。^[15]

対照的に、退化（別名痕跡化）は、以前に獲得した特徴の消失を通じて同形性につながる。^[16]このプロセスは、獲得した特定の特徴がもはや重要でなくなった、またはコストがかかるようになった環境の変化によって生じる可能性がある。^{[17] [3]}これは、地下や洞窟に生息する動物では視力の喪失によって、^{[15] [18]}洞窟に生息する動物では色素の喪失によって、^[18]ヘビと脚のないトカゲの両方で手足の喪失によって観察できる。^{[19] [20]}

同型性、特により近縁の系統群に生じるタイプは、系統解析をより困難にする可能性がある。系統樹はしばしば簡約解析によって選択される。^{[21] [22]}これらの解析は、DNA配列だけでなく表現型特性でも行うことができる。^[23]簡約解析を用いると、最も少ない（または最もコストのかからない）特性状態の変換を必要とする関係の仮説が、対立仮説よりも好まれる。解析に用いられる特性に同型性が生じることで不明瞭になると、これらの樹木の評価が困難になることがある。これらの課題を克服するための最も重要なアプローチは、系統解析で使用される独立した（非多面的、非連鎖的）特性の数を増やすことである。簡約解析とともに尤度解析を行うと、特定の進化モデルを与えられた場合に最も可能性の高い樹木が選択され、枝の長さが推測される。

分岐論的解釈によれば、ホモプラスシーは、ある形質状態の分布が、好ましい系統発生仮説では簡潔に説明できない場合（末端とその祖先ノード間の追加の推定形質状態変換なしで）に呼び出されます。つまり、問題の特徴は、ツリー上の複数のポイントで発生（または消失）します。^[16]

DNA配列の場合、遺伝コードの冗長性によりホモプラスティは非常に一般的です。観察されるホモプラスティは、単に時間の経過とともに蓄積されたランダムなヌクレオチド置換の結果である可能性があり、したがって適応主義的な進化論的説明を必要としない可能性があります。^[5]

以下の分類群には、同形性に関する記録された例が多数あります。

• 真正甲殻類（甲殻類と端脚類）^[24]
• イラクサ科^[25]
• キク科^[26]
• ポリポディオイデア科（シダ植物）^[27]
• アリ^[28]
• Merluccius capensis (ケープヘイクス) ^[29]
• ボネチナ属のタランチュラ：この属の形態学的特徴のほぼ全ては同形性である。性的な特徴のみが同形性ではないことが観察されており、性選択がタランチュラの分岐の原動力であった可能性があることを示唆している。^[30]
• ガビアル目では、トミストマとワニ、ソラコサウルスとガビアリスの間に相同性がある。^[31]

ホモプラスシーの発生は進化の予測にも利用できる。最近の研究ではホモプラスシーを利用して地球外生物の進化の可能性と進化の経路を予測している。例えば、レビンら（2017）は、地球上で独立して進化した多数の事例があることから、目のような構造が発達する可能性が高いと示唆している。^{[16] [32]}

スティーブン・ジェイ・グールドは著書『ワンダフル・ライフ』の中で、進化の過程をどの時点から繰り返しても、同じ結果は生まれないと主張している。^[33]一部の生物学者は、ホモプラスティの発生をグールドの進化的偶然性理論に対する反論とみなしている。パウエルとマリスカル（2015）は、この不一致は二重性によるものであり、偶然性理論とホモプラスティ発生は同時に真実である可能性があると主張している。^[34]

• 収斂進化
• 不完全な系統分類
• 異質性
• 相同性（生物学）