Какво е хомология в биологията? (с примери)



а хомология тя е структура, орган или процес в две индивиди, които могат да бъдат проследени до общ произход. Кореспонденцията не трябва да бъде идентична, структурата може да бъде модифицирана във всяка изследвана линия. Например, членовете на гръбначните животни са хомоложни един на друг, тъй като структурата може да бъде проследена до общия прародител на тази група..

Хомолозите представляват основата на сравнителната биология. Той може да бъде изследван на различни нива, включително молекули, гени, клетки, органи, поведение и т.н. Ето защо това е ключова концепция в различни области на биологията.

индекс

  • 1 Историческа перспектива
  • 2 Какво е хомология?
    • 2.1 Серийна хомология
    • 2.2 Молекулни хомологии
    • 2.3 Дълбока хомология
  • 3 Аналогия и хомоплазия
  • 4 Значение в еволюцията
  • 5 Препратки

Историческа перспектива

Хомологията е концепция, която е свързана с класификацията и изучаването на морфологията през цялата история и нейните корени са в сравнителна анатомия. Вече беше явление, интуирано от мислители като Аристотел, които бяха запознати със сходни структури в различни животни.

През 1555 г. Белон публикува произведение, представящо поредица от сравнения между скелети на птици и бозайници.

За Джефруа Сен-Хилер имаше форми или състав в структурите, които можеха да се различават в организмите, но все още имаше определена постоянство във връзката и във връзка със съседните структури. Въпреки това, Saint.Hilaire описва тези процеси като аналогични.

Макар че терминът имаше своите предшественици, исторически той се приписва на зоолога Ричард Оуен, който го определя като: „един и същ орган при различни животни при всяка промяна на формата и функцията“.

Оуен вярваше в неизменността на вида, но смяташе, че съответствието между структурите на организмите се нуждае от обяснение. От гледна точка на доруиновата и антиеволюционната гледна точка Оуен фокусира концепцията си върху "архетипи" - вид схема или план, последван от групи животни.

Какво е хомология?

Понастоящем терминът хомология се дефинира като две структури, процеси или характеристики, които споделят един общ прародител. Това означава, че структурата може да бъде проследена във времето до същата характеристика в общия прародител.

Серийна хомология

Серийната хомология е специален случай на хомология, където има сходство между последователни и повтарящи се части в един и същ организъм (два вида или два индивида вече не се сравняват).

Типични примери за серийни хомологии са верижните прешлени на гръбначния стълб, последователните браншови арки и мускулните сегменти, които са разположени в цялото тяло..

Молекулни хомологии

На молекулярно ниво можем да открием и хомологии. Най-очевидно е наличието на общ генетичен код за всички живи организми.

Няма причина дадена аминокиселина да е свързана със специфичен кодон, тъй като е произволен избор - по същия начин, по който човешкият език е произволен. Няма причина защо „столът“ трябва да се нарича така, но го правим, защото го научихме от някой, нашият прародител. Същото се отнася и за кода.

Най-логичната причина, поради която всички организми споделят генетичния код, е, че общият предшественик на тези форми използва една и съща система.

Същото се случва и с редица метаболитни пътища, присъстващи в широк спектър от организми, като например гликолиза.

Дълбока хомология

Пристигането на молекулярната биология и способността за последователност дадоха път на появата на нов термин: дълбока хомология. Тези открития ни позволиха да заключим, че въпреки че два организма са различни по своята морфология, те могат да споделят генетичен модел на регулиране.

Така дълбоката хомология води до нова перспектива за морфологичната еволюция. Терминът е използван за първи път в влияние на статия на престижното списание природа на тема: Вкаменелости, гени и еволюция на животинските крайници.

Шубин et al., Авторите на статията го определят като "съществуването на генетични пътища, включени в регулацията, използвана за конструиране на характеристики при различни животни по отношение на морфологията и филогенетично отдалечените". С други думи, дълбоките хомологии могат да бъдат намерени в аналогични структури.

Генът Pax6 Тя има незаменима роля в генерирането на зрение в мекотели, насекоми и гръбначни животни. Гените Нох, от друга страна, те са важни за изграждането на крайници при рибите и членовете на тетраподите. И двете са примери за дълбоки хомологии.

Аналогия и хомоплазия

Когато е желателно да се изследва приликата между два процеса или структура, тя може да бъде извършена по отношение на функцията и външния вид, а не само следвайки критерия на предшественика..

Следователно има две свързани термини: аналогия, която описва характеристики с подобни функции и може или не може да има общ предшественик.

От друга страна, хомоплазията се отнася до структури, които просто приличат помежду си. Въпреки че тези термини са възникнали през 19 век, те придобиват популярност с появата на еволюционни идеи.

Например, крилата на пеперудите и птиците имат една и съща функция: полет. По този начин можем да заключим, че те са аналогични, но не можем да проследим техния произход до общ предшественик с крилата. Поради тази причина те не са хомоложни структури.

Същото важи и за крилата на прилепите и птиците. Въпреки това костите, които представляват, ако са хомоложни един на друг, защото можем да проследим общ произход на тези линии, които споделят костния модел на горните крайници: раменна кост, кубик, радиус, фаланги и др. Имайте предвид, че термините не се изключват взаимно.

Хомоплазията може да бъде отразена в подобни структури, като например перките на делфин и тези на костенурка.

Значение в еволюцията

Хомологията е ключово понятие в еволюционната биология, тъй като само тя отразява
адекватно общо потекло на организмите.

Ако искаме да реконструираме филогения, за да установим отношенията на родство, родословие и слизане на два вида, и погрешно да използваме характеристика, която само споделя форма и функция, ще стигнем до погрешни заключения..

Например, ако искаме да определим връзките между прилепите, птиците и делфините и погрешно използваме крилата като хомологичен характер, ще стигнем до заключението, че прилепите и птиците са по-свързани от прилепа с делфините..

A priori знаем, че тази връзка не е вярна, защото знаем, че прилепите и делфините са бозайници и са повече свързани помежду си, отколкото всяка група с птици. Затова трябва да използваме хомоложни символи, като млечните жлези, трите малки кости на средното ухо, наред с другите.

препратки

  1. Hall, B.K. (Ed.). (2012). Хомология: Йерархичната основа на сравнителната биология. Академик Прес.
  2. Kardong, K. V. (2006). Гръбначни животни: сравнителна анатомия, функция, еволюция. McGraw-Hill.
  3. Lickliter, R., & Bahrick, L.E. (2012). Концепцията за хомология като основа за оценка на механизмите на развитие: проучване на селективното внимание през целия жизнен цикъл. Развиваща психобиология, 55(1), 76-83.
  4. Rosenfield, I., Ziff, E., & Van Loon, B. (2011). ДНК: Графичен наръчник за молекулата, която разтърси света. Колумбийски университет Прес.
  5. Scharff, C., & Petri, J. (2011). Evo-devo, дълбока хомология и FoxP2: последствия за развитието на речта и езика. Философски сделки на Лондонското кралско общество. Серия Б, Биологични науки, 366(1574), 2124-40.
  6. Shubin, N., Tabin, C., & Carroll, S. (1997). Вкаменелости, гени и еволюция на животинските крайници. природа, 388(6643), 639.
  7. Shubin, N., Tabin, C., & Carroll, S. (2009). Дълбока хомология и произхода на еволюционната новост. природа, 457(7231), 818.
  8. Солер, М. (2002). Еволюция: основата на биологията. Южен проект.