Što je homologija u biologiji? (s primjerima)



homologija to je struktura, organ ili proces u dvoje pojedinaca koji se može pratiti do zajedničkog podrijetla. Korespondencija ne mora biti identična, struktura se može modificirati u svakoj istraživanoj lozi. Na primjer, članovi kralježnjaka su homologni jedni drugima, budući da se struktura može pratiti do zajedničkog pretka ove grupe..

Homologije predstavljaju temelj komparativne biologije. Može se proučavati na različitim razinama, uključujući molekule, gene, stanice, organe, ponašanje i tako dalje. Stoga je to ključni koncept u različitim područjima biologije.

indeks

  • 1 Povijesna perspektiva
  • 2 Što je homologija?
    • 2.1 Serijska homologija
    • 2.2 Molekularne homologije
    • 2.3 Duboka homologija
  • 3 Analogija i homoplazija
  • 4 Važnost u evoluciji
  • 5 Reference

Povijesna perspektiva

Homologija je pojam koji je povezan s klasifikacijom i proučavanjem morfologije kroz povijest i njegovi korijeni su u komparativnoj anatomiji. Već je to bio fenomen koji su intuitivirali mislioci poput Aristotela, koji su poznavali slične strukture u različitim životinjama.

Belon je godine 1555. objavio rad koji predstavlja seriju usporedbi skeleta ptica i sisavaca.

Za Geoffroy Saint-Hilaire postoje oblici ili sastav u strukturama koje se mogu razlikovati u organizmima, ali još uvijek postoji određena postojanost u odnosu i u vezi s susjednim strukturama. Međutim, Sveti Hilaire opisao je te procese kao analogne.

Iako je taj pojam imao svoje prethodnike, povijesno se pripisuje zoologu Richardu Owenu, koji ga definira kao: "isti organ u različitim životinjama pod svakom varijacijom oblika i funkcije".

Owen je vjerovao u nepromjenjivost vrste, ali je smatrao da je potrebno podudarnost između struktura organizama. S pred-darvinističke i anti-evolucionističke točke gledišta, Owen je svoj koncept usredotočio na "arhetipove" - ​​neku vrstu plana ili plana kojeg slijede skupine životinja.

Što je homologija?

Trenutno se pojam homologija definira kao dvije strukture, procesi ili karakteristike koje dijele zajedničkog pretka. To jest, struktura se može pratiti u vremenu s istim karakteristikama u zajedničkom pretku.

Serijska homologija

Serijska homologija je poseban slučaj homologije, gdje postoji sličnost između uzastopnih i ponovljenih dijelova u istom organizmu (dvije vrste ili dvije jedinke više se ne uspoređuju).

Tipični primjeri serijskih homologija su lanac kralješaka kralježnice, uzastopni granski lukovi i mišićni segmenti koji su raspoređeni po cijelom tijelu..

Molekularne homologije

Na molekularnoj razini također možemo pronaći homologije. Najočitije je postojanje zajedničkog genetskog koda za sve žive organizme.

Nema razloga da se određena aminokiselina odnosi na specifični kodon, budući da je to proizvoljan izbor - na isti način na koji je ljudski jezik proizvoljan. Nema razloga zašto bi se "stolica" trebala tako nazivati, ali mi to radimo zato što smo je naučili od nekoga, našeg pretka. Isto vrijedi i za kod.

Najlogičniji razlog zašto svi organizmi dijele genetski kod je taj što je zajednički predak tih oblika koristio isti sustav.

Isto se događa s nizom metaboličkih putova prisutnih u širokom rasponu organizama, kao što je npr. Glikoliza.

Duboka homologija

Dolazak molekularne biologije i sposobnost slijeda ustupili su mjesto novom pojmu: duboka homologija. Ovi rezultati su nam omogućili da zaključimo da iako su dva organizma različita u svojoj morfologiji, mogu dijeliti uzorak genetske regulacije.

Stoga duboka homologija donosi novu perspektivu morfološkoj evoluciji. Pojam se prvi put koristio u utjecaju članka prestižnog časopisa priroda pod naslovom: Fosili, geni i evolucija životinjskih udova.

Shubin i sur., Autori članka definiraju ga kao "postojanje genetskih putova uključenih u regulaciju koja se koristi za konstruiranje karakteristika kod različitih životinja u smislu morfologije i filogenetski udaljenog". Drugim riječima, duboke homologije mogu se naći u analognim strukturama.

Gen Pax6 Ima nezamjenjivu ulogu u stvaranju vida mekušaca, kukaca i kralježnjaka. Geni Hox, s druge strane, oni su važni za izgradnju udova u ribama i članovima tetrapoda. Oba su primjera dubokih homologija.

Analogija i homoplazija

Kada se želi proučiti sličnost između dva procesa ili strukture, to se može učiniti u smislu funkcije i izgleda, a ne samo slijedeći kriterij zajedničkog pretka.

Dakle, postoje dva srodna pojma: analogija koja opisuje karakteristike sa sličnim funkcijama i može ili ne mora imati zajedničkog pretka.

S druge strane, homoplazija se odnosi na strukture koje jednostavno nalikuju jedna drugoj. Iako su ti pojmovi nastali u 19. stoljeću, stekli su popularnost s pojavom evolucijskih ideja.

Na primjer, krila leptira i ptica imaju istu funkciju: let. Stoga možemo zaključiti da su oni analogni, ali ne možemo pratiti njihovo podrijetlo do pretka zajedničkog s krilima. Zbog toga nisu homologne strukture.

Isto vrijedi i za krila šišmiša i ptica. Međutim, kosti koje čine, ako su homologne jedna drugoj, jer možemo pratiti zajedničko porijeklo tih linija koje dijele kosti uzorak gornjih udova: humerus, kubni, radijus, phalanges, itd. Napominjemo da se uvjeti međusobno ne isključuju.

Homoplazija se može odraziti u sličnim strukturama, kao što su peraje dupina i one kornjače.

Važnost u evoluciji

Homologija je ključni pojam u evolucijskoj biologiji, jer samo ona odražava
adekvatno zajedničko podrijetlo organizama.

Ako želimo rekonstruirati filogeniju kako bismo uspostavili odnose srodstva, podrijetla i podrijetla dvije vrste, te pogreškom upotrijebiti osobinu koja dijeli samo oblik i funkciju, došli bismo do pogrešnih zaključaka..

Na primjer, ako želimo odrediti odnose između šišmiša, ptica i dupina i pogrešno koristimo krila kao homologni karakter, došli bismo do zaključka da su šišmiši i ptice više povezani od šišmiša s dupinom.

A priori znamo da taj odnos nije istinit, jer znamo da su šišmiši i dupini sisavci i više su međusobno povezani, nego svaka skupina s pticama. Stoga moramo koristiti homologne znakove, kao što su mliječne žlijezde, tri male kosti srednjeg uha, među ostalima.

reference

  1. Hall, B.K. (Urednik). (2012). Homologija: Hijerarhijska osnova komparativne biologije. Academic Press.
  2. Kardong, K. V. (2006). Kralježnjaci: komparativna anatomija, funkcija, evolucija. McGraw-Hill.
  3. Lickliter, R., & Bahrick, L.E. (2012). Pojam homologije kao osnova za ocjenjivanje razvojnih mehanizama: istraživanje selektivne pažnje kroz životni vijek. Razvojna psihobiologija, 55(1), 76-83.
  4. Rosenfield, I., Ziff, E., i Van Loon, B. (2011). DNA: grafički vodič za molekulu koja je potresla svijet. Columbia University Press.
  5. Scharff, C., i Petri, J. (2011). Evo-devo, duboka homologija i FoxP2: implikacije za evoluciju govora i jezika. Filozofske transakcije Kraljevskog društva u Londonu. Serija B, Biološke znanosti, 366(1574), 2124-40.
  6. Shubin, N., Tabin, C., & Carroll, S. (1997). Fosili, geni i evolucija životinjskih udova. priroda, 388(6643), 639.
  7. Shubin, N., Tabin, C., & Carroll, S. (2009). Duboka homologija i podrijetlo evolucijske novosti. priroda, 457(7231), 818.
  8. Soler, M. (2002). Evolucija: osnova biologije. Južni projekt.