HOMOLOGE OG ANALOGE STRUKTURER (MED EKSEMPLER) - BIOLOGI - 2025

Den homologe struktur er dele af en biologisk organisme, der deler en fælles stamfar, mens analogen udfører lignende funktioner. Når vi sammenligner to processer eller strukturer, kan vi tildele dem som homologer og analoger.

Disse begreber vandt popularitet efter fremkomsten af ​​evolutionsteori, og deres anerkendelse og sondring er nøglen til den vellykkede genopbygning af de fylogenetiske forhold mellem organiske væsener.

Kilde: Волков Владислав Петрович (Vladlen666); oversættelse af Angelito7, via Wikimedia Commons

Teoretiske baser

I to arter defineres en egenskab som homolog, hvis den er afledt af en fælles stamfar. Dette kan have været omfattende ændret og har ikke nødvendigvis den samme funktion.

Med hensyn til analogier bruger nogle forfattere ofte udtrykket homoplasia synonymt og ombytteligt for at henvise til lignende strukturer, der findes i to eller flere arter og ikke deler en tæt fælles stamfar.

I modsætning hertil bruges udtrykket analogi til andre betegnelser for lighed mellem to eller flere strukturer med hensyn til funktion, mens homoplasia er begrænset til at evaluere strukturer, der ligner hinanden, morfologisk set.

Et træk kan også være homologt mellem to arter, men en trækstatus kan ikke. Pentadactyl er et fremragende eksempel på denne kendsgerning.

Hos mennesker og i krokodiller kan vi skelne mellem fem fingre, men næsehorn har strukturer med tre fingre, der ikke er homologe, da denne tilstand har udviklet sig uafhængigt.

Anvendelsen af ​​disse udtryk er ikke begrænset til individets morfologi, de kan også bruges til at beskrive cellulære, fysiologiske, molekylære egenskaber osv.

Hvordan diagnosticeres homologier og analogier?

Selvom udtrykkene homologi og analogi er lette at definere, er de ikke lette at diagnosticere.

Generelt anfører biologer, at visse strukturer er homologe med hinanden, hvis der er korrespondance i positionen i forhold til andre dele af kroppen og korrespondance i strukturen, i tilfælde af at strukturen er sammensat. Embryologiske undersøgelser spiller også en vigtig rolle i diagnosen.

Således er enhver korrespondance, der kan eksistere i form eller funktion, ikke en nyttig funktion til diagnosticering af homologier.

Hvorfor findes analogierne?

I de fleste tilfælde - men ikke alle - beboer arter med lignende egenskaber regioner eller zoner med lignende betingelser og udsættes for et sammenligneligt selektivt tryk.

Med andre ord løste arten et problem på samme måde, selvom det ikke er bevidst, selvfølgelig.

Denne proces kaldes konvergent evolution. Nogle forfattere foretrækker at adskille konvergent evolution fra paralleller.

Konvergent evolution eller konvergens fører til dannelse af overfladiske ligheder, der opstår gennem forskellige udviklingsveje. Parallelisme involverer på den anden side lignende udviklingsveje.

eksempler

-Fusiform form i akvatiske dyr

I aristotelisk tid blev den spindelformede udseende af en fisk og en hval betragtet som tilstrækkelig til at gruppere begge organismer i den brede og upræcise kategori af "fisk."

Men når vi omhyggeligt analyserer den interne struktur i begge grupper, kan vi konkludere, at ligheden udelukkende er ydre og overfladisk.

Anvendelse af evolutionær tænkning kan vi antage, at gennem millioner af år gav evolutionære kræfter fordel af den øgede hyppighed af akvatiske individer, der udviser denne særlige form.

Vi kan også antage, at denne fusiforme morfologi gav en vis fordel, såsom at minimere friktion og øge bevægelseskapaciteten i vandmiljøer.

Der er et meget specielt tilfælde af ligheder mellem to grupper af akvatiske dyr: delfiner og den nu uddøde ichthyosaurs. Hvis den nysgerrige læser skulle lede efter et billede af denne sidste gruppe af sauropsider, kunne de let forveksle det med delfiner.

-Tæder i anurans

Et fænomen, der kan føre til udseendet af analogier, er tilbagevenden af ​​en karakter til dens forfædres form. I systematik kan denne begivenhed være forvirrende, da ikke alle afkomne arter har de samme egenskaber eller træk.

Der er nogle arter af frøer, der ved evolutionær vending har erhvervet tænder i underkæben. Frøernes "normale" tilstand er fraværet af tænder, selvom deres fælles forfader besad dem.

Således ville det være en fejltagelse at tro, at tænderne på disse særlige frøer er homologe med hensyn til tænderne fra en anden dyregruppe, da de ikke erhvervede dem fra en fælles forfader.

-Lignende mellem australske pungdyr og sydamerikanske pattedyr

De ligheder, der findes mellem begge dyregrupper stammer fra en fælles stamfar - et pattedyr - men de blev erhvervet differentielt og uafhængigt i de australske grupper af metatherian pattedyr og i de sydamerikanske eutheriske pattedyr.

Kaktus

Eksemplerne på analogi og homologi er ikke kun begrænset til dyreriget, disse begivenheder spredes gennem hele det komplekse og komplicerede livstræ.

I planter findes der en række tilpasninger, der tillader tolerance over for ørkenmiljøer, såsom sukkulente stængler, søjleformede stængler, rygsøjler med beskyttelsesfunktioner og en betydelig reduktion i bladfladen (blade).

Det er dog ikke korrekt at gruppere alle de planter, der har disse egenskaber som kaktus, da de individer, der bærer dem, ikke erhvervede dem fra en fælles stamfar.

Der er faktisk tre forskellige familier af fanerogam: Euphorbiaceae, Cactaceae og Asclepiadaceae, hvis repræsentanter konvergerede konvergent tilpasninger til tørre miljøer.

Konsekvenser af at forveksle en analog struktur med en homolog

I evolutionær biologi og i andre biologiske grene er begrebet homologi grundlæggende, da det giver os mulighed for at etablere filogen af ​​organiske væsener - en af ​​de mest iøjnefaldende opgaver for nuværende biologer.

Det skal understreges, at kun homologe egenskaber i tilstrækkelig grad afspejler organismernes fælles forfader.

Overvej, at vi i en bestemt undersøgelse ønsker at belyse udviklingshistorien for tre organismer: fugle, flagermus og mus. Hvis vi for eksempel tog karakteristikken ved vinger til at rekonstruere vores fylogeni, ville vi komme til den forkerte konklusion.

Hvorfor? Fordi fugle og flagermus har vinger, og vi antager, at de er mere relaterede til hinanden end hver med musen. Vi ved dog først og fremmest, at både mus og flagermus er pattedyr, så de er mere relaterede til hinanden end hver til fuglen.

Derefter skal vi kigge efter homologe egenskaber, der giver os mulighed for at belyse mønsteret korrekt. For eksempel tilstedeværelsen af ​​hår eller brystkirtler.

Anvendelse af denne nye vision vil vi finde det rigtige mønster af forhold: flagermus og mus er mere relateret til hinanden end hver enkelt til fuglen.

Referencer

1. Arcas, LP (1861). Elementer af zoologi. Udskrivning af Gabriel Alhambra.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invitation til biologi. Panamerican Medical Ed.
3. Hall, BK (red.). (2012). Homologi: Det hierarkiske grundlag for sammenlignende biologi. Academic Press.
4. Kardong, KV (2006). Virveldyr: komparativ anatomi, funktion, evolution. McGraw-Hill.
5. Lickliter, R., & Bahrick, LE (2012). Begrebet homologi som grundlag for evaluering af udviklingsmekanismer: udforskning af selektiv opmærksomhed på tværs af levetiden. Udviklingspsykobiologi, 55 (1), 76-83.
6. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (1992). Plantebiologi (bind 2). Jeg vendte om.
7. Soler, M. (2002). Evolution: grundlaget for biologi. Sydprojekt.