Homologia (biologia)

Homologia to struktura, narząd lub proces obecny u dwóch lub więcej osób, które można śledzić, aż do jej wspólnego pochodzenia. Obraz pokazuje homologie między zwierzętami i ludźmi, w katalogu Sir Richarda Owen, 1848

Co to jest homologia?

A Homologia Jest to struktura, narząd lub proces u dwóch osób, które można śledzić do wspólnego pochodzenia. Korespondencja nie musi być identyczna, struktura można zmodyfikować w każdej badanej linii.

Na przykład członkowie kręgowców są dla siebie homologiczne, ponieważ struktura można śledzić do wspólnego przodka tej grupy.

Homologie stanowią podstawę do biologii porównawczej. Można go badać na różnych poziomach, w tym cząsteczki, geny, komórki, narządy, zachowanie i inne. Dlatego jest to kluczowa koncepcja to różne obszary biologii.

Rodzaje homologii

Obecnie termin homologia jest zdefiniowana jako dwie struktury, procesy lub cechy, które łączą się przodkiem.

Oznacza to, że struktura może być śledzona z czasem, aż do tej samej cechy w przodku wspólnego.

Poważna homologia

Homologia seryjna jest szczególnym przypadkiem homologii, w której występuje podobieństwo między kolejnymi i powtarzającymi się częściami w tym samym organizmie (dwa lub dwie osoby nie są już porównywane).

Typowymi przykładami seryjnych homologii to łańcuch kręgów w kolumnie kręgowców, kolejne łuki skrzelowe i segmenty mięśni, które są ustalone wzdłuż ciała.

Homologie molekularne

Na poziomie molekularnym możemy również znaleźć homologie. Najbardziej oczywiste jest istnienie wspólnego kodu genetycznego dla wszystkich żywych organizmów.

Może ci służyć: jaki jest poziom makrocząsteczkowy?

Nie ma powodu, aby pewien aminokwas był powiązany z konkretnym kodonem, ponieważ jest to arbitralny wybór.

Najbardziej logicznym powodem, dla którego wszystkie organizmy dzielą kod genetyczny, jest to, że wspólny przodek tych form użył tego samego systemu.

To samo dotyczy serii dróg metabolicznych obecnych w szerokim zakresie organizmów, takich jak glikoliza, na przykład.

Głęboka homologia

Pojawienie się biologii molekularnej i zdolność do sekwencji ustąpiło miejsca pojawieniu się nowego terminu: głęboka homologia. Te odkrycia pozwoliły nam stwierdzić, że chociaż dwa organizmy są różne pod względem morfologii, mogą dzielić genetyczny wzór regulacji.

Zatem głęboka homologia przyczynia się do nowej perspektywy ewolucji morfologicznej. Termin ten został po raz pierwszy użyty w wpływowym artykule w prestiżowym magazynie Natura zatytułowany: Skamieliny, geny i ewolucja kończyn zwierząt.

Shubin i in., Autorzy tego artykułu definiują to jako „istnienie szlaków genetycznych zaangażowanych w regulację stosowaną do budowania cech u różnych zwierząt w okresie morfologii i filogenicznie zdalnego”.

Innymi słowy, głębokie homologie można znaleźć w analogicznych strukturach.

Gen Pax6 odgrywa niezbędną rolę w generowaniu widzenia u mięczaków, owadów i kręgowców. Geny Hox, Z drugiej strony są one ważne dla budowy kończyn u ryb i członków tetrapod. Oba są przykładami głębokich homologii.

Analogia i homoplazja

Jeśli chcesz zbadać podobieństwo między dwoma procesami lub strukturami, można to zrobić pod względem funkcji i wyglądu, a nie tylko zgodnie z wspólnymi kryteriami przodków.

Może ci służyć: uracyl: struktura, funkcje, właściwości, synteza

Zatem istnieją dwa powiązane terminy: analogia, która opisuje cechy o podobnych funkcjach i może, ale nie musi mieć wspólnego przodka.

Z drugiej strony homoplasia odnosi się do struktur, które po prostu wyglądają. Chociaż te terminy powstały w XIX wieku, zyskały popularność w wyniku przybycia ewolucyjnych idei.

Na przykład motyle i skrzydła ptaków mają tę samą funkcję: lot. Możemy zatem stwierdzić, że są one analogiczne, jednak nie możemy śledzić ich pochodzenia do wspólnego przodka ze skrzydłami. Z tego powodu nie są to struktury homologiczne.

To samo dotyczy skrzydeł nietoperzy i ptaków. Jednak kości, które stanowią się nawzajem homologiczne, ponieważ możemy śledzić wspólne pochodzenie tych linii, które dzielą wzór kości kończyn górnych: kości ramienne, sześcienne, radio, paliczki itp. Zauważ, że warunki nie wykluczają się wzajemnie.

Homoplazja może znajdować odzwierciedlenie w podobnych strukturach, takich jak płetwy delfiny i żółwie.

Struktura skrzydeł u ptaków, nietoperzy i pterodaktyli. Źródło: Wikimedia Commons

Znaczenie homologii w ewolucji

Homologia jest kluczową koncepcją w biologii ewolucyjnej, ponieważ odzwierciedla tylko
właściwie wspólne pochodzenie organizmów.

Jeśli chcemy odbudować filogenezę w celu ustalenia związków pokrewieństwa, pochodzenia i potomstwa dwóch gatunków, i przez pomyłkę używamy charakterystyki, która dzieliła tylko formę i funkcję, wyciągnęlibyśmy niewłaściwe wnioski.

Na przykład, jeśli chcemy określić relacje między nietoperzami, ptakami i delfinami i przez pomyłkę używamy skrzydeł jako postaci homologicznej, doszlibyśmy do wniosku, że nietoperze i ptaki są bardziej powiązane, niż nietoperz z delfinem.

Może ci służyć: czym jest antybioza? Koncepcja i przykłady

Apriorycznie Wiemy, że ten związek nie jest prawdą, ponieważ wiemy, że nietoperze i delfiny są ssakami i są bardziej ze sobą powiązane niż każda grupa z ptakami. Dlatego musimy używać homologicznych postaci, takich jak gruczoły sutkowe, trzy samochody ucha środkowego, między innymi.

Bibliografia

1. Hall, ur. K. (Ed.). (2012). Homologia: hierarchiczne podstawy biologii porównawczej. Academic Press.
2. Kardong, k. V. (2006). Kręgowce: anatomia porównawcza, funkcja, ewolucja. McGraw-Hill.