Что такое гомология в биологии? (с примерами)



гомология это структура, орган или процесс у двух людей, которые можно проследить до общего происхождения. Соответствие не должно быть идентичным, структура может быть изменена в каждой изученной линии. Например, члены позвоночных гомологичны друг другу, так как структура может быть прослежена до общего предка этой группы.

Гомологии составляют основу для сравнительной биологии. Его можно изучать на разных уровнях, включая молекулы, гены, клетки, органы, поведение и так далее. Следовательно, это важнейшая концепция в различных областях биологии..

индекс

  • 1 Историческая перспектива
  • 2 Что такое гомология?
    • 2.1 Серийная гомология
    • 2.2 Молекулярные гомологии
    • 2.3 Глубокая гомология
  • 3 Аналогия и гомоплазия
  • 4 Важность в эволюции
  • 5 ссылок

Историческая перспектива

Гомология - это концепция, которая была связана с классификацией и изучением морфологий на протяжении всей истории, и ее корни находятся в сравнительной анатомии. Это было уже явление, интуитивное для таких мыслителей, как Аристотель, которые были знакомы с похожими структурами у разных животных..

Белон в 1555 году опубликовал работу, представляющую серию сравнений скелетов птиц и млекопитающих.

Для Жоффруа Сен-Илер были структуры или состав в структурах, которые могли различаться в организмах, но все еще было определенное постоянство в отношениях и в соседних структурах. Тем не менее, Сен-Илер описал эти процессы как аналогичные.

Хотя у этого термина были свои предшественники, исторически он приписывается зоологу Ричарду Оуэну, который определил его как «один и тот же орган у разных животных при каждом изменении формы и функции»..

Оуэн верил в неизменность вида, но он чувствовал, что соответствие между структурами организмов нуждается в объяснении. С до-дарвиновской и антиэволюционистской точки зрения Оуэн сосредоточил свою концепцию на «архетипах» - своего рода схеме или плане, которому следуют группы животных..

Что такое гомология?

В настоящее время термин гомология определяется как две структуры, процессы или характеристики, которые имеют общего предка. То есть структура может отслеживаться во времени по одной и той же характеристике у общего предка.

Серийная гомология

Последовательная гомология является частным случаем гомологии, когда существует сходство между последовательными и повторяющимися частями в одном организме (два вида или два человека больше не сравниваются).

Типичными примерами серийных гомологий являются цепочка позвонков, последовательные жаберные дуги и сегменты мышц, которые расположены по всему телу..

Молекулярные гомологии

На молекулярном уровне мы также можем найти гомологии. Наиболее очевидным является наличие общего генетического кода для всех живых организмов..

Нет никакой причины для определенной аминокислоты быть связанной с определенным кодоном, так как это произвольный выбор - так же, как человеческий язык является произвольным. Нет никаких причин, почему «стул» должен называться так, но мы делаем это, потому что мы узнали это от кого-то, нашего предка. То же самое относится и к коду.

Наиболее логичная причина, по которой все организмы разделяют генетический код, заключается в том, что общий предок этих форм использовал одну и ту же систему.

То же самое происходит с рядом метаболических путей, присутствующих в широком спектре организмов, таких как, например, гликолиз.

Глубокая гомология

Появление молекулярной биологии и способность к последовательностям уступили место появлению нового термина: глубокая гомология. Эти результаты позволили нам сделать вывод, что хотя два организма отличаются по своей морфологии, они могут иметь общую генетическую регуляцию.

Таким образом, глубокая гомология дает новую перспективу морфологической эволюции. Термин был использован впервые в статье влияние престижного журнала природа озаглавленная: Окаменелости, гены и эволюция конечностей животных.

Шубин и другие., Авторы статьи определяют его как «существование генетических путей, участвующих в регуляции, используемых для конструирования характеристик у разнородных животных с точки зрения морфологии и филогенетически отдаленных». Другими словами, глубокие гомологии могут быть найдены в аналогичных структурах.

Ген Рах6 Он играет незаменимую роль в формировании зрения у моллюсков, насекомых и позвоночных. Гены Нох, с другой стороны, они важны для построения конечностей у рыб и у членов четвероногих. Оба являются примерами глубоких гомологий.

Аналогия и гомоплазия

Когда желательно изучить сходство между двумя процессами или структурой, это можно сделать с точки зрения функции и внешнего вида, а не только по общему критерию предка.

Таким образом, есть два взаимосвязанных термина: аналогия, которая описывает характеристики со сходными функциями и может иметь или не иметь общего предка.

С другой стороны, гомоплазия относится к структурам, которые просто похожи друг на друга. Хотя эти термины возникли в 19 веке, они приобрели популярность с появлением эволюционных идей.

Например, крылья бабочек и птиц имеют одинаковую функцию: полет. Таким образом, мы можем сделать вывод, что они аналогичны, однако мы не можем проследить их происхождение до предка, общего с крыльями. По этой причине они не являются гомологичными структурами.

То же самое касается крыльев летучих мышей и птиц. Тем не менее, кости, которые составляют, если они гомологичны друг другу, потому что мы можем проследить общее происхождение этих линий, которые имеют общий рисунок кости верхних конечностей: плечевая, кубическая, радиус, фаланги и т. Д. Обратите внимание, что условия не являются взаимоисключающими.

Гомоплазия может быть отражена в подобных структурах, таких как плавники дельфина и черепахи.

Важность в эволюции

Гомология является ключевым понятием в эволюционной биологии, поскольку только она отражает
адекватно общее происхождение организмов.

Если мы хотим восстановить филогению, чтобы установить отношения родства, происхождения и происхождения двух видов, и по ошибке использовать характеристику, которая только разделяет форму и функцию, мы пришли бы к неверным выводам.

Например, если мы хотим определить отношения между летучими мышами, птицами и дельфинами и по ошибке используем крылья в качестве гомологичного персонажа, мы пришли бы к выводу, что летучие мыши и птицы более связаны, чем летучая мышь с дельфином.

Априори мы знаем, что эти отношения не соответствуют действительности, потому что мы знаем, что летучие мыши и дельфины являются млекопитающими и больше связаны друг с другом, чем каждая группа с птицами. Поэтому мы должны использовать гомологичные символы, такие как молочные железы, три маленькие кости среднего уха, среди других.

ссылки

  1. Холл Б.К. (ред.). (2012). Гомология: иерархическая основа сравнительной биологии. Академическая пресса.
  2. Кардонг, К. В. (2006). Позвоночные: сравнительная анатомия, функции, эволюция. McGraw-Hill.
  3. Lickliter, R. & Bahrick, L.E. (2012). Концепция гомологии как основа для оценки механизмов развития: изучение избирательного внимания на протяжении всей жизни. Психобиология развития, 55(1), 76-83.
  4. Розенфилд И., Зифф Е. и Ван Лун Б. (2011). ДНК: графическое руководство по молекуле, которая потрясла мир. Издательство Колумбийского университета.
  5. Scharff, C. & Petri, J. (2011). Evo-devo, глубокая гомология и FoxP2: значение для эволюции речи и языка. Философские труды Лондонского королевского общества. Серия B, Биологические науки, 366(1574), 2124-40.
  6. Шубин Н., Табин С. и Кэрролл С. (1997). Окаменелости, гены и эволюция конечностей животных. природа, 388(6643), 639.
  7. Шубин Н., Табин С. и Кэрролл С. (2009). Глубокая гомология и истоки эволюционной новизны. природа, 457(7231), 818.
  8. Солер М. (2002). Эволюция: основа биологии. Южный Проект.