Homologne in analogne strukture (s primeri)



The homologna struktura so deli biološkega organizma, ki imajo skupnega prednika, analogni pa imajo podobne funkcije. Če primerjamo dva procesa ali strukture, jih lahko pripišemo kot homologe in analoge.

Ti pojmi so pridobili popularnost po nastanku evolucijske teorije, njihovo prepoznavanje in razlikovanje pa sta ključna za uspešno rekonstrukcijo filogenetskih odnosov med organskimi bitji..

Indeks

  • 1 Teoretične osnove
  • 2 Kako se diagnosticirajo homologije in analogije?
  • 3 Zakaj so analogije?
  • 4 Primeri
    • 4.1 - Varovalna oblika vodnih živali
    • 4.2 - Zobje anuranov
    • 4.3 - Nastopi med avstralskimi marsupiali in južnoameriškimi sesalci
    • 4.4 Kaktus
  • 5 Posledice zamenjave podobne strukture s homologno strukturo
  • 6 Reference

Teoretične osnove

V dveh vrstah je znak opredeljen kot homolog, če je bil izpeljan iz skupnega prednika. To se je morda intenzivno spreminjalo in ni nujno enako.

Kar zadeva analogije, nekateri avtorji pogosto uporabljajo sopomenke in zamenljive izraze homoplazija, da se sklicujejo na podobne strukture, ki so prisotne pri dveh ali več vrstah in ne delijo skupnega prednika v bližini..

V nasprotju s tem pa se v drugih virih izraz analogija uporablja za označevanje podobnosti dveh ali več struktur v smislu funkcije, medtem ko je homoplazija omejena na vrednotenje struktur, ki so si podobne, morfološko gledano.

Poleg tega je lahko znak homologen med dvema vrstama, vendar stanje ne more. Pentadaktil je odličen primer tega dejstva.

Pri ljudeh in krokodilih lahko ločimo pet prstov, vendar imajo nosorogovi strukture s tremi prsti, ki niso homologni, ker se je ta pogoj razvil neodvisno..

Uporaba teh izrazov ni omejena na morfologijo posameznika, lahko pa se uporabijo tudi za opis celičnih, fizioloških, molekularnih, itd. Značilnosti.

Kako se diagnosticirajo homologije in analogije?

Čeprav so izrazi homologija in analogija lahko definirati, jih ni lahko diagnosticirati.

Biologi na splošno kažejo, da so določene strukture homologne druga drugi, če obstaja ustrezna lega v odnosu do drugih delov telesa in korespondence v strukturi, če je struktura sestavljena. Pomembno vlogo pri diagnozi imajo tudi embriološke študije.

Na ta način vsaka korespondenca, ki lahko obstaja v obliki ali funkciji, ni uporabna funkcija za diagnosticiranje homologij.

Zakaj analogije obstajajo?

V večini primerov - vendar ne vsi - vrste s podobnimi značilnostmi naseljujejo regije ali območja s podobnimi pogoji in so podvržene primerljivim selektivnim pritiskom.

Z drugimi besedami, vrsta je rešila problem na enak način, čeprav seveda ne zavestno.

Ta proces se imenuje konvergentni razvoj. Nekateri avtorji raje ločijo konvergentni razvoj od paralelizmov.

Konvergentni razvoj ali konvergenca vodi do oblikovanja površinskih podobnosti, ki se pojavljajo preko diferencialnih razvojnih poti. Paralelizem pa po drugi strani vključuje podobne razvojne poti.

Primeri

-Oblika rožnih v vodnih živalih

V aristotelovskih časih se je fusiformni vidik ribe in kita štel za zadostnega za združitev obeh organizmov v široko in nenatančno kategorijo "rib"..

Ko pa skrbno analiziramo notranjo strukturo obeh skupin, lahko sklepamo, da je podobnost izključno zunanja in površna.

Z uporabo evolucijskega razmišljanja lahko domnevamo, da so evolucijske sile v milijonih letih koristile povečani pogostosti vodnih osebkov, ki predstavljajo to posebno obliko..

Poleg tega lahko domnevamo, da je ta morfologija v obliki rožice omogočila nekaj koristi, kot je zmanjšanje trenja in povečanje zmogljivosti gibanja v vodnih okoljih..

Obstaja zelo poseben primer podobnosti med dvema vodnima živalskima skupinama: delfini in izumrlimi ihtiozavri. Če bi radovedni bralec iskal podobo te zadnje skupine sauropsidov, bi jo lahko zlahka zamenjal za delfine.

-Zobe v anuros

Pojav, ki lahko vodi do pojava analogij, je vračanje znaka v njegovo prednikovo obliko. V sistematiki je ta dogodek lahko zmeden, saj ne bodo vse vrste potomcev imele enake lastnosti ali lastnosti.

Obstaja nekaj vrst žab, ki so zaradi evolucijskih obratov pridobile zobe v spodnji čeljusti. "Normalno" stanje žab je odsotnost zob, čeprav jih je imel skupni prednik.

Zato bi bilo napačno misliti, da so zobje teh značilnih žab homolognih glede na zobe druge skupine živali, ker jih niso pridobili od skupnega prednika..

-Podobnosti med avstralskimi marsupiali in južnoameriškimi sesalci

Podobnosti, ki obstajajo med obema skupinama živali, izhajajo iz skupnega prednika - sesalca - vendar so bile pridobljene različno in neodvisno v avstralskih skupinah metaterjev sesalcev in v južnoameriških evtehijskih sesalcih..

Kaktus

Primeri analogije in homologije niso omejeni samo na živalsko kraljestvo, ti dogodki so razširjeni po kompleksnem in zapletenem drevesu življenja..

Pri rastlinah obstaja vrsta prilagoditev, ki omogočajo toleranco do puščavskih okolij, kot so sočna stebla, stebrna stebla, bodice z zaščitnimi funkcijami in znatno zmanjšanje površine listov (listov)..

Vendar ni pravilno združiti vseh rastlin, ki imajo te lastnosti kot kaktus, ker jih posamezniki, ki jih nosijo, niso pridobili od skupnega prednika..

Dejansko obstajajo tri ločene družine cvetov: Euphorbiaceae, Cactaceae in Asclepiadaceae, katerih predstavniki so na usklajen način pridobili prilagoditve na sušna okolja..

Posledice zamenjave podobne strukture s homologno strukturo

V evolucijski biologiji in v drugih vejah biologije je koncept homologije temeljni, saj nam omogoča, da vzpostavimo filogenijo organskih bitij - eno najbolj opaznih nalog sedanjih biologov..

Poudariti je treba, da le homologne lastnosti ustrezno odražajo skupno prednike organizmov.

Menimo, da želimo v neki študiji pojasniti evolucijsko zgodovino treh organizmov: ptic, netopirjev in miši. Če bi, na primer, vzeli značilnost kril za rekonstrukcijo naše filogenije, bi prišli do napačnega zaključka..

Zakaj? Ker ptice in netopirji imajo krila in bi domnevali, da so bolj povezani z mišmi kot drug drugega. Vendar pa vemo a priori da so miši in netopirji sesalci, zato so bolj povezani drug z drugim kot s pticami.

Potem moramo poiskati značilnosti homologne ki nam omogočajo, da pravilno pojasnimo vzorec. Na primer, prisotnost las ali mlečnih žlez.

Z uporabo te nove vizije bomo podali pravilen vzorec odnosov: netopir in miš sta bolj povezana drug z drugim kot vsak s ptico..

Reference

  1. Arcas, L. P. (1861). Elementi zoologije. Natisni Gabriel Alhambra.
  2. Curtis, H., in Schnek, A. (2006). Vabilo na biologijo. Ed Panamericana Medical.
  3. Hall, B.K. (ur.). (2012). Homologija: hierarhična osnova primerjalne biologije. Academic Press.
  4. Kardong, K. V. (2006). Vretenčarji: primerjalna anatomija, funkcija, evolucija. McGraw-Hill.
  5. Lickliter, R., in Bahrick, L. E. (2012). Koncept homologije kot osnova za vrednotenje razvojnih mehanizmov: raziskovanje selektivne pozornosti skozi življenjsko dobo. Razvojna psihobiologija, 55(1), 76-83.
  6. Raven, P. H., Evert, R. F., in Eichhorn, S. E. (1992). Biologija rastlin (Vol. 2). Obrnil sem se.
  7. Soler, M. (2002). Evolucija: osnova biologije. Projekt South.