Homologe og analoge strukturer (med eksempler)



den homolog struktur de er deler av en biologisk organisme som deler en forfed til felles, mens de analoge utfører lignende funksjoner. Når vi sammenligner to prosesser eller strukturer, kan vi tildele dem som homologer og analoger.

Disse begrepene ble populære etter fremveksten av evolusjonsteorien, og deres anerkjennelse og skille er nøkkelen til den vellykkede rekonstruksjonen av fylogenetiske relasjoner mellom organiske vesener.

index

  • 1 Teoretiske grunnlag
  • 2 Hvordan er homologier og analogier diagnostisert?
  • 3 Hvorfor er det analogier?
  • 4 eksempler
    • 4.1 - Fusiform form hos akvatiske dyr
    • 4,2-i anurans
    • 4.3 - Utseende mellom australske bukser og søramerikanske pattedyr
    • 4.4 Kaktus
  • 5 Konsekvenser av å forvirre en analog struktur med en homolog
  • 6 Referanser

Teoretiske grunnlag

I to arter er et tegn definert som en homolog hvis den er avledet fra en felles forfader. Dette kan ha blitt intensivt modifisert og har ikke nødvendigvis samme funksjon.

Når det gjelder analogier, bruker enkelte forfattere ofte synonymt og utveksling med begrepet homoplasi for å referere til lignende strukturer som er tilstede i to eller flere arter og ikke deler en felles forfedrer i nærheten.

I motsetning, i andre kilder, benyttes termen analogi for å betegne likheten mellom to eller flere strukturer når det gjelder funksjon, mens homoplasia er begrenset til å vurdere strukturer som ligner på hverandre, morfologisk sett.

I tillegg kan et tegn være homolog mellom to arter, men en tilstand av karakter kan ikke. Pentadactyl er et utmerket eksempel på dette faktum.

I mennesker og krokodiller kan vi skille fem fingre, men rhinos har strukturer med tre fingre som ikke er homologe, siden denne tilstanden har utviklet seg uavhengig.

Anvendelsen av disse betingelsene er ikke begrenset til individets morfologi, de kan også brukes til å beskrive cellulære, fysiologiske, molekylære, etc. egenskaper.

Hvordan blir homologier og analogier diagnostisert?

Selv om uttrykkene homologi og analogi er enkle å definere, er de ikke lett å diagnostisere.

Generelt foreslår biologer at visse strukturer er homologe til hverandre, hvis det er korrespondanse i stillingen i forhold til andre deler av kroppen og korrespondanse i strukturen, dersom strukturen er sammensatt. Embryologiske studier spiller også en viktig rolle i diagnosen.

På denne måten kan enhver korrespondanse som eksisterer i form eller funksjon ikke være en nyttig funksjon for å diagnostisere homologier.

Hvorfor analogier eksisterer?

I de fleste tilfeller - men ikke alle - arter med lignende egenskaper, bor regioner eller soner med lignende forhold og er underlagt sammenlignbare selektive trykk.

Med andre ord løste arten et problem på samme måte, selv om det ikke var bevisst selvfølgelig.

Denne prosessen kalles konvergent evolusjon. Noen forfattere foretrekker å skille konvergerende evolusjon fra paralleller.

Konvergent evolusjon eller konvergens fører til dannelsen av overfladiske likheter som oppstår gjennom differensielle utviklingsveier. Parallellismen innebærer derimot lignende utviklingsveier.

eksempler

-Fusiform form hos akvatiske dyr

I aristoteliske tider ble fusiform aspektet av en fisk og en hval ansett som tilstrekkelig til å gruppere begge organismer i den brede og upresise kategorien "fisk".

Men når vi nøye analyserer den interne strukturen til begge gruppene, kan vi konkludere med at likheten er utelukkende ekstern og overfladisk.

Bruk av evolusjonær tenkning, kan vi anta at over millioner av år, evolusjonære krefter dratt nytte av økt frekvens av vannlevende individer som hadde denne spesielle formen.

Vi kan også anta at denne fusiforme morfologien ga noen fordel, for eksempel å minimere friksjon og øke kapasiteten til bevegelse i vannmiljøer.

Det er et veldig spesielt tilfelle av likheter mellom to akvatiske dyrgrupper: delfinene og de utdøde ichthyosaurs. Hvis den nysgjerrige leseren så etter et bilde av denne siste gruppen av sauropsider, kunne han lett forveksle det for delfiner.

-Tenner i anuros

Et fenomen som kan føre til utseende av analogier, er reversering av et tegn til sin forfedreform. I systematikken kan denne hendelsen være forvirrende, siden ikke alle etterkommere vil ha de samme egenskapene eller egenskapene.

Det er noen slags frosker som på grunn av evolusjonær reversering har fått tenner i underkjeven. Den "vanlige" tilstanden til frosker er fraværet av tenner, selv om deres felles forfader hadde dem.

Dermed ville det være en feil å tenke at tennene til disse merkelige froskene er homologe med hensyn til en annen dyngruppes tenner, siden de ikke fikk dem fra en felles forfader.

-Likheter mellom australske marsupials og søramerikanske pattedyr

Likhetene som eksisterer mellom begge dyregruppene kommer fra en felles forfader - et pattedyr - men de ble kjøpt differensielt og uavhengig i de australske gruppene av pattedyrsmetater og i de sør-amerikanske eutheriske pattedyr.

kaktus

Eksemplene på analogi og homologi er ikke bare begrenset til dyreriket. Disse hendelsene er utbredt i hele det komplekse og intrikate treet av livet.

I planter er det en rekke tilpasninger som tillater toleranse for ørkenmiljøer, som saftige stengler, kolonner, stengler med beskyttelsesfunksjoner og en betydelig reduksjon av bladoverflaten (bladene).

Imidlertid er det ikke riktig å gruppere alle plantene som har disse egenskapene som kaktus siden individene som bærer dem, ikke fikk dem fra en felles forfader..

Faktisk er det tre forskjellige familier av phanerogammer: Euphorbiaceae, Cactaceae og Asclepiadaceae, hvis representanter på en konvergent måte overtok tilpasningene til tørre miljøer.

Konsekvenser av å forvirre en analog struktur med en homolog

I evolusjonsbiologi, og andre grener av biologien, er kritisk begrepet homologi fordi det gir oss mulighet til å etablere fylogeni av organiske vesener - en av de mest iøynefallende aktuelle oppgaver av biologer.

Det bør understrekes at bare homologe egenskaper tilstrekkelig reflekterer det felles ankommet til organismer.

Tenk på at vi i en bestemt studie vil belyse utviklingshistorien til tre organismer: fugler, flaggermus og mus. Hvis vi for eksempel tok vingenes karakteristikk for å rekonstruere vår fylogeni, ville vi komme til feil konklusjon.

Hvorfor? Fordi fugler og flaggermus har vinger og vi antar at de er mer relaterte til hverandre enn hver med musen. Men vi vet det a priori at både mus og flaggermus er pattedyr, så de er mer relaterte til hverandre enn fuglen.

Da må vi se etter egenskaper homolog som tillater oss å tydeliggjøre mønsteret på riktig måte. For eksempel, tilstedeværelse av hår eller brystkjertler.

Ved å bruke denne nye visjonen vil vi gi det riktige mønsteret av relasjoner: flaggermus og mus er mer relaterte til hverandre enn hver med fuglen.

referanser

  1. Arcas, L. P. (1861). Elever av zoologi. Utskrift av Gabriel Alhambra.
  2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invitasjon til biologi. Ed. Panamericana Medical.
  3. Hall, B. K. (red.). (2012). Homologi: Det hierarkiske grunnlaget for komparativ biologi. Academic Press.
  4. Kardong, K. V. (2006). Vertebrater: komparativ anatomi, funksjon, evolusjon. McGraw-Hill.
  5. Lickliter, R., og Bahrick, L. E. (2012). Begrepet homologi som grunnlag for å evaluere utviklingsmekanismer: å utforske selektiv oppmerksomhet over hele levetiden. Utviklingspsykologi, 55(1), 76-83.
  6. Raven, P.H., Evert, R.F., & Eichhorn, S.E. (1992). Biologi av planter (Vol. 2). Jeg reverserte.
  7. Soler, M. (2002). Evolusjon: grunnlaget for biologi. Sør-prosjektet.