Hva er en homologi i biologi? (med eksempler)



en homologi Det er en struktur, et organ eller en prosess i to personer som kan spores tilbake til en felles opprinnelse. Korrespondansen trenger ikke å være identisk, strukturen kan modifiseres i hver av de undersøkte linjene. For eksempel er medlemmer av vertebrater homologe med hverandre, siden strukturen kan spores tilbake til den felles forfedre av denne gruppen.

Homologier representerer grunnlaget for komparativ biologi. Det kan studeres på forskjellige nivåer, inkludert molekyler, gener, celler, organer, oppførsel og så videre. Derfor er det et viktig konsept innen ulike områder av biologi.

index

  • 1 Historisk perspektiv
  • 2 Hva er homologi?
    • 2.1 Seriell homologi
    • 2.2 Molekylære homologier
    • 2.3 Dyp homologi
  • 3 Analogi og homoplasi
  • 4 Viktighet i evolusjonen
  • 5 referanser

Historisk perspektiv

Homologi er et konsept som har vært knyttet til klassifisering og studier av morfologier gjennom historien og dets røtter er i komparativ anatomi. Det var allerede et fenomen intuited av tenkere som Aristoteles, som var kjent med lignende strukturer i forskjellige dyr.

Belon, i år 1555, publiserte et verk som representerer en rekke sammenligninger mellom skjelettene til fugler og pattedyr.

For Geoffroy Saint-Hilaire var det former eller sammensetning i strukturer som kunne avvike i organismene, men det var fortsatt en viss konstans i forholdet og i forbindelse med tilstøtende strukturer. Men Saint.Hilaire beskrev disse prosessene som analoge.

Selv om begrepet hadde sine forgjengere, blir det historisk tilskrives zoologisten Richard Owen, som definerte det som: "det samme orgel i forskjellige dyr under hver variasjon av form og funksjon".

Owen trodde på artens uforanderlighet, men han følte at korrespondansen mellom organismens strukturer trengte en forklaring. Fra et pre-darwinistisk og anti-evolusjonistisk synspunkt fokuserte Owen sitt konsept på "arketyper" - en slags plan eller plan etterfulgt av dyregrupper.

Hva er homologi?

For tiden defineres begrepet homologi som to strukturer, prosesser eller karaktertrekk som deler en forfed til felles. Det vil si at strukturen kan spores i tid til samme karakteristikk i den felles forfederen.

Seriell homologi

Seriell homologi er et spesielt tilfelle av homologi, der det er likhet mellom suksessive og gjentatte deler i samme organisme (to arter eller to personer blir ikke lenger sammenlignet).

Typiske eksempler på serielle homologier er ryggvirvelkjeden i vertebral kolonnen, sammenhengende grenbuer og muskelsegmenter som er arrangert gjennom hele kroppen.

Molekylære homologier

På molekylært nivå kan vi også finne homologier. Det mest åpenbare er at det finnes en felles genetisk kode for alle levende organismer.

Det er ingen grunn til at en bestemt aminosyre er relatert til et bestemt kodon, siden det er et vilkårlig valg - på samme måte som menneskers språk er vilkårlig. Det er ingen grunn til at "stol" skal kalles slik, men vi gjør det fordi vi lærte det fra noen, vår forfedre. Det samme gjelder koden.

Den mest logiske grunnen til at alle organismer deler den genetiske koden er fordi den felles forfader av disse skjemaene brukte det samme systemet.

Det samme skjer med en rekke metabolske veier som finnes i et bredt spekter av organismer, for eksempel glykolyse, for eksempel.

Dyp homologi

Ankomsten av molekylærbiologi og evnen til å sekvens ga vei til ankomsten av et nytt begrep: dyp homologi. Disse funnene tillot oss å konkludere med at selv om to organismer er forskjellige i deres morfologi, kan de dele et genetisk reguleringsmønster.

Dermed gir dyp homologi et nytt perspektiv på morfologisk evolusjon. Begrepet ble brukt for første gang i en artikkelpåvirkning av det prestisjetunge bladet natur tittelen: Fossiler, gener og utviklingen av dyrelemmer.

Shubin et al., Forfatterne av artikkelen definerer det som "eksistensen av genetiske veier involvert i reguleringen som brukes til å konstruere egenskaper i forskjellige dyr når det gjelder morfologi og fylogenetisk fjernt". Med andre ord kan dype homologier finnes i analoge strukturer.

Genet Pax6 Det har en uunnværlig rolle i visjonen i bløtdyr, insekter og vertebrater. Generene Hox, På den annen side er de viktige for konstruksjon av lemmer i fisk og i medlemmer av tetrapodene. Begge er eksempler på dype homologier.

Analogi og homoplasi

Når det er ønskelig å studere likheten mellom to prosesser eller strukturer, kan det gjøres når det gjelder funksjon og utseende, og følger ikke bare kriteriet for forfedre til felles.

Dermed er det to relaterte termer: analogien som beskriver egenskaper med lignende funksjoner og kan eller ikke har en forfed til felles.

På den annen side refererer homoplasi til strukturer som bare ligner hverandre. Selv om disse begrepene oppsto i 1800-tallet, ble de populær med fremkomsten av evolusjonære ideer.

For eksempel har vinger av sommerfugler og fugler samme funksjon: fly. Dermed kan vi konkludere med at de er analoge, men vi kan ikke spore opprinnelsen til en forfed som er felles med vinger. Av denne grunn er de ikke homologe strukturer.

Det samme gjelder for vinger av flaggermus og fugler. Imidlertid er beinene som utgjør om de er homologe med hverandre, fordi vi kan spore en felles opprinnelse av disse linjene som deler benmønsteret til de øvre lemmerne: humerus, kubikk, radius, phalanges, etc. Vær oppmerksom på at vilkårene ikke er gjensidig.

Homoplasi kan reflekteres i lignende strukturer, som fins av en delfin og en skilpadde.

Viktigheten i evolusjonen

Homologi er et nøkkelbegrep i evolusjonær biologi, siden det bare reflekterer
tilstrekkelig den felles forfatning av organismer.

Hvis vi ønsker å rekonstruere en fylogeni for å etablere slektskapsforhold, forfedre og nedstigning av to arter, og ved en feil bruke en karakteristikk som bare deler form og funksjon, ville vi komme til feil konklusjoner.

For eksempel, hvis vi vil bestemme forholdet mellom flaggermus, fugler og delfiner, og vi feilaktig bruker vingene som en homolog karakter, vil vi komme til den konklusjon at flaggermus og fugler er mer relaterte enn flaggermus med delfinen.

A priori Vi vet at dette forholdet ikke er sant, fordi vi vet at flaggermus og delfiner er pattedyr og er mer relaterte til hverandre enn hver gruppe med fugler. Derfor må vi bruke homologe tegn, som for eksempel brystkjertlene, de tre små beinene i mellomøret blant andre.

referanser

  1. Hall, B. K. (red.). (2012). Homologi: Det hierarkiske grunnlaget for komparativ biologi. Academic Press.
  2. Kardong, K. V. (2006). Vertebrater: komparativ anatomi, funksjon, evolusjon. McGraw-Hill.
  3. 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.
  4. Rosenfield, I., Ziff, E., & Van Loon, B. (2011). DNA: En grafisk guide til molekylen som rystet verden. Columbia University Press.
  5. Scharff, C., & Petri, J. (2011). Evo-devo, dyp homologi og FoxP2: implikasjoner for utviklingen av tale og språk. Filosofiske transaksjoner av Royal Society of London. Serie B, Biovitenskap, 366(1574), 2124-40.
  6. Shubin, N., Tabin, C., & Carroll, S. (1997). Fossiler, gener og utviklingen av dyrelemmer. natur, 388(6643), 639.
  7. Shubin, N., Tabin, C., & Carroll, S. (2009). Dyp homologi og opprinnelsen til evolusjonær nyhet. natur, 457(7231), 818.
  8. Soler, M. (2002). Evolusjon: grunnlaget for biologi. Sør-prosjektet.