Homologie (Biologie)

Die Homologie ist eine Struktur, ein Organ oder ein Prozess, das bei zwei oder mehr Personen vorhanden ist, die bis zu ihrem gemeinsamen Ursprung verfolgt werden können. Das Bild zeigt Homologien zwischen Tieren und Menschen im Katalog von Sir Richard Owen, 1848

Was ist eine Homologie?

A Homologie Es ist eine Struktur, ein Organ oder ein Prozess bei zwei Personen, die zu einem gemeinsamen Ursprung verfolgt werden können. Die Korrespondenz muss nicht identisch sein, die Struktur kann in jeder untersuchten Linie modifiziert werden.

Zum Beispiel sind Wirbeltiermitglieder homolog zueinander, da die Struktur dem gemeinsamen Vorfahren dieser Gruppe verfolgt werden kann.

Homologien sind die Grundlage für die vergleichende Biologie. Es kann in verschiedenen Ebenen untersucht werden, einschließlich Molekülen, Genen, Zellen, Organen, Verhalten und anderen. Daher ist es ein entscheidendes Konzept sind verschiedene Bereiche der Biologie.

Arten von Homologie

Derzeit ist der Begriff Homologie als zwei Strukturen, Prozesse oder Merkmale definiert, die einen Vorfahr gemeinsam haben.

Das heißt, die Struktur kann im Laufe der Zeit bis zum gemeinsamen Merkmal im Vorfahren verfolgt werden.

Ernsthafte Homologie

Die serielle Homologie ist ein besonderer Fall der Homologie, bei dem die Ähnlichkeit zwischen aufeinanderfolgenden und wiederholten Teilen im gleichen Organismus besteht (zwei oder zwei Personen werden nicht mehr verglichen).

Die typischen Beispiele für serielle Homologien sind die Wirbelkette in der Wirbeltiersäule, aufeinanderfolgende Kiemenbögen und Muskelsegmente, die am Körper fixiert sind.

Molekulare Homologien

Auf molekularer Ebene können wir auch Homologien finden. Am offensichtlichsten ist die Existenz eines gemeinsamen genetischen Code für alle lebenden Organismen.

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Es gibt keinen Grund, dass eine bestimmte Aminosäure mit einem bestimmten Codon in Verbindung gebracht wird, da es sich um eine willkürliche Wahl handelt.

Der logischste Grund, warum alle Organismen den genetischen Code teilen, ist, dass der gemeinsame Vorfahr dieser Formen dasselbe System verwendet hat.

Gleiches gilt für eine Reihe von Stoffwechselrouten, die in einer Vielzahl von Organismen vorhanden sind, z. B. beispielsweise Glykolyse.

Tiefe Homologie

Die Ankunft der molekularen Biologie und die Fähigkeit zur Sequenz lieferte der Entstehung eines neuen Begriffs: Deep Homology. Diese Entdeckungen ermöglichten uns zu dem Schluss, dass zwei Organismen in ihrer Morphologie unterschiedlich sind, sie jedoch ein genetisches Regulierungsmuster teilen können.

Somit trägt die tiefe Homologie eine neue Perspektive zur morphologischen Entwicklung bei. Der Begriff wurde erstmals in einem einflussreichen Artikel im prestigeträchtigen Magazin verwendet Natur berechtigt: Fossilien, Gene und die Evolution tierischer Gliedmaßen.

Shubin et al., Autoren des Artikels definieren es als „die Existenz von genetischen Wegen, die an der Regulation beteiligt sind, um Eigenschaften bei unterschiedlichen Tieren im Begriff der Morphologie und phylogenisch abgelegenen zu entwickeln“.

Mit anderen Worten, tiefe Homologien können in analogen Strukturen gefunden werden.

Das PAX6 -Gen spielt eine unverzichtbare Rolle bei der Erzeugung von Sehen in Mollusken, Insekten und Wirbeltieren. Hox -Gene, Andererseits sind sie wichtig für den Bau der Extremitäten in den Fischen und in den Mitgliedern der Tetrapods. Beide sind Beispiele für tiefe Homologien.

Analogie und Homoplasie

Wenn Sie die Ähnlichkeit zwischen zwei Prozessen oder Strukturen untersuchen möchten, kann dies in Bezug auf Funktion und Erscheinung erfolgen und nicht nur den gemeinsamen Vorfahrenkriterien folgen.

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Daher gibt es zwei verwandte Begriffe: die Analogie, die Eigenschaften mit ähnlichen Funktionen beschreibt und möglicherweise einen gemeinsamen Vorfahren hat oder nicht.

Auf der anderen Seite bezieht sich Homoplasie auf Strukturen, die einfach so aussehen. Obwohl diese Begriffe aus dem neunzehnten Jahrhundert entstanden sind, erlangten sie mit der Ankunft evolutionärer Ideen Popularität.

Zum Beispiel haben Schmetterlinge und Vogelflügel die gleiche Funktion: den Flug. Daher können wir zu dem Schluss kommen, dass sie analog sind. Wir können jedoch ihren Ursprung einem gemeinsamen Vorfahren mit Flügeln nicht verfolgen. Aus diesem Grund sind sie keine homologen Strukturen.

Gleiches gilt für die Flügel von Fledermäusen und Vögeln. Die Knochen, die sich ausmachen, sind jedoch homolog zueinander, da wir einen gemeinsamen Ursprung dieser Linien verfolgen können, die das Knochenmuster der oberen Gliedmaßen teilen: Humerus, Kubik, Radio, Phalangen usw. Beachten Sie, dass sich die Begriffe nicht gegenseitig ausschließen.

Homoplasie kann sich in ähnlichen Strukturen wie den Flossen eines Delphins und denen einer Schildkröte widerspiegeln.

Struktur von Flügeln in Vögeln, Fledermäusen und Pterodaktilen. Quelle: Wikimedia Commons

Bedeutung der Homologie in der Evolution

Die Homologie ist ein Schlüsselkonzept in der Evolutionsbiologie, da sie nur widerspiegelt
Richtig die gemeinsame Abstammung von Organismen.

Wenn wir eine Phylogenese wieder aufbauen wollen, um die Beziehungen von Verwandtschaft, Abstammung und Nachkommen zweier Arten zu bestimmen, und aus Versehen ein Merkmal verwenden, das nur Form und Funktion geteilt und funktioniert, würden wir falsche Schlussfolgerungen erreichen.

Wenn wir beispielsweise die Beziehungen zwischen Fledermäusen, Vögeln und Delfinen bestimmen und versehentlich die Flügel als homologen Charakter verwenden, würden wir schließen, dass Fledermäuse und Vögel mehr miteinander verwandt sind als mit dem Fledermaus mit dem Delphin.

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A priori Wir wissen, dass diese Beziehung nicht wahr ist, weil wir wissen, dass Fledermäuse und Delfine Säugetiere sind und mehr miteinander als jede Gruppe mit Vögeln verwandt sind. Daher müssen wir homologe Charaktere wie die Brustdrüsen, die drei Autos des Mittelohrs, verwenden.

Verweise

1. Hall, b. K. (Ed.). (2012). Homologie: Die hierarchiale Grundlage der vergleichenden Biologie. Akademische Presse.
2. Kardong, k. V. (2006). Wirbeltiere: Vergleichende Anatomie, Funktion, Evolution. McGraw-Hill.