Kas ir homoloģija bioloģijā? (ar piemēriem)



Viens homoloģija tā ir struktūra, orgāns vai process divās personām, kuras var izsekot līdz kopējai izcelsmei. Korespondencei nav jābūt identiskai, struktūru var mainīt katrā pētītajā līnijā. Piemēram, mugurkaulnieku locekļi ir viendabīgi viens ar otru, jo struktūru var izsekot līdz šīs grupas kopējam priekštečim.

Homoloģijas ir salīdzinošās bioloģijas pamats. To var pētīt dažādos līmeņos, ieskaitot molekulas, gēnus, šūnas, orgānus, uzvedību utt. Tāpēc tas ir būtisks jēdziens dažādās bioloģijas jomās.

Indekss

  • 1 Vēsturiskā perspektīva
  • 2 Kas ir homoloģija?
    • 2.1 Sērijas homoloģija
    • 2.2. Molekulārās homoloģijas
    • 2.3 Dziļa homoloģija
  • 3 Analoģija un homoplazija
  • 4 Nozīme evolūcijā
  • 5 Atsauces

Vēsturiskā perspektīva

Homoloģija ir jēdziens, kas ir saistīts ar morfoloģiju klasifikāciju un izpēti visā vēsturē, un tās saknes ir salīdzinošā anatomijā. Tā jau bija parādība, ko domāja tādi domātāji kā Aristotelis, kas bija iepazinušies ar līdzīgām struktūrām dažādos dzīvniekos.

1555. gadā Belons publicēja darbu, kas atspoguļo virkni salīdzinājumu starp putnu un zīdītāju skeletiem..

Geoffroy Saint-Hilaire bija struktūras vai sastāvs struktūrās, kas var atšķirties organismos, bet joprojām bija zināma konstantība attiecībās un saistībā ar blakus esošajām struktūrām. Tomēr Saint.Hilaire šos procesus aprakstīja kā analogus.

Kaut arī šis termins bija tā priekšgājēji, vēsturiski tas ir attiecināms uz zooloģi Ričardu Owenu, kurš to definēja kā: "vienu un to pašu orgānu dažādos dzīvniekos saskaņā ar katru formu un funkciju variāciju"..

Owens ticēja sugas nemainīgumam, bet viņš uzskatīja, ka organismu struktūru atbilstībai vajadzīgs skaidrojums. No pirmsdvinistiskā un anti-evolucionisma viedokļa Owen savu koncepciju koncentrēja uz "arhetipiem" - sava veida shēmu vai plānu, kam sekoja dzīvnieku grupas.

Kas ir homoloģija?

Pašlaik termins "homoloģija" ir definēts kā divas struktūras, procesi vai raksturlielumi, kam ir kopīgs priekštečis. Tas nozīmē, ka struktūru var izsekot laika ziņā līdzīgam raksturojumam kopīgajā priekštecē.

Sērijas homoloģija

Sērijas homoloģija ir īpašs homoloģijas gadījums, kur ir līdzība starp viena un tā paša organisma secīgām un atkārtotām daļām (divas sugas vai divas personas vairs netiek salīdzinātas).

Tipiski sērijveida homoloģiju piemēri ir mugurkaula skriemeļu ķēde, secīgas zariņu arkas un muskuļu segmenti, kas izvietoti visā ķermenī..

Molekulārās homoloģijas

Molekulārā līmenī mēs varam atrast homoloģiju. Acīmredzamākais ir kopīga ģenētiskā koda esamība visiem dzīvajiem organismiem.

Nav iemesla, lai kāda aminoskābe būtu saistīta ar konkrētu kodonu, jo tā ir patvaļīga izvēle - tāpat kā cilvēka valoda ir patvaļīga. Nav iemesla, kāpēc "krēsls" būtu jāuztic kā tāds, bet mēs to darām, jo ​​mēs to uzzinājām no kāda, mūsu senča. Tas pats attiecas uz kodu.

Loģiskākais iemesls, kāpēc visiem organismiem ir ģenētiskais kods, ir tāpēc, ka šo formu kopējais senči izmantoja to pašu sistēmu.

Tas pats notiek ar virkni vielmaiņas ceļu, kas atrodas dažādos organismos, piemēram, glikolīzi.

Dziļa homoloģija

Molekulārās bioloģijas ierašanās un spēja secīgi iedvesmoja jaunu terminu - dziļu homoloģiju. Šie secinājumi ļāva secināt, ka, lai gan divi organismi ir atšķirīgi morfoloģijā, tie var dalīties ar ģenētisko regulējumu.

Tādējādi dziļa homoloģija rada jaunu perspektīvu uz morfoloģisko evolūciju. Šis termins pirmo reizi tika izmantots prestižā žurnāla rakstā Daba nosaukums: Fosilijas, gēni un dzīvnieku ekstremitāšu attīstība.

Šubins et al., Raksta autori to definē kā "regulējumā iesaistīto ģenētisko ceļu esamību, ko izmanto, lai raksturotu atšķirīgus dzīvniekus pēc morfoloģijas un filogenētiski tālu". Citiem vārdiem sakot, analogās struktūrās var atrast dziļas homoloģijas.

Gēns Pax6 Tam ir neaizstājama loma redzes radīšanā gliemjiem, kukaiņiem un mugurkaulniekiem. Gēni Hox, no otras puses, tās ir svarīgas ekstremitāšu veidošanai zivīs un tetrapodu dalībniekiem. Abi ir dziļu homoloģiju piemēri.

Analoģija un homoplazija

Ja ir vēlams izpētīt līdzību starp diviem procesiem vai struktūru, to var izdarīt, ņemot vērā funkciju un izskatu, ne tikai ievērojot kopīgā priekšteča kritēriju.

Tādējādi ir divi saistītie termini: analoģija, kas raksturo raksturlielumus ar līdzīgām funkcijām, un tai var būt vai nevar būt kopējs priekštečis.

No otras puses, homoplazija attiecas uz struktūrām, kas vienkārši atgādina viena otru. Lai gan šie termini radās 19. gadsimtā, viņi ieguva popularitāti ar evolūcijas ideju rašanos.

Piemēram, tauriņu un putnu spārniem ir tāda pati funkcija: lidojums. Tādējādi mēs varam secināt, ka tie ir analoģiski, tomēr mēs nevaram izsekot to izcelsmei ar kopīgiem spārniem. Šī iemesla dēļ tās nav homoloģiskas struktūras.

Tas pats attiecas uz sikspārņiem un putniem. Tomēr kauli, kas veidojas, ja tie ir viendabīgi viens pret otru, jo mēs varam izsekot šo ciltsrakstu kopējai izcelsmei, kam ir kopīgs augšējo ekstremitāšu kaulu modelis: olbaltumviela, kubiskais, rādiuss, phalanges uc Ņemiet vērā, ka termini nav savstarpēji izslēdzoši.

Homoplaziju var atspoguļot līdzīgās struktūrās, piemēram, delfīnu un bruņurupuču spuras.

Nozīme evolūcijā

Homoloģija ir galvenais jēdziens evolūcijas bioloģijā, jo tikai tā atspoguļojas
organismu kopējās senči.

Ja mēs vēlamies rekonstruēt filogēnu, lai izveidotu radniecības, senču un divu sugu izcelsmes attiecības, un kļūdas dēļ izmantotu raksturlielumu, kas dalās tikai formā un funkcijā, mēs nonāktu pie nepareiziem secinājumiem.

Piemēram, ja mēs vēlamies noteikt attiecības starp sikspārņiem, putniem un delfīniem un mēs kļūdaini izmantojam spārnus kā homologu raksturu, mēs nonāktu pie secinājuma, ka sikspārņi un putni ir vairāk saistīti ar nūju ar delfīnu.

A priori mēs zinām, ka šīs attiecības nav patiesas, jo mēs zinām, ka sikspārņi un delfīni ir zīdītāji un tie ir vairāk saistīti viens ar otru nekā katra grupa ar putniem. Tāpēc, cita starpā, mums jāizmanto homologas rakstzīmes, piemēram, piena dziedzeri, trīs mazie vidus auss kauli..

Atsauces

  1. Hall, B. K. (Ed.). (2012). Homoloģija: salīdzinošās bioloģijas hierarhiskais pamats. Academic Press.
  2. Kardong, K. V. (2006). Mugurkaulnieki: salīdzinošā anatomija, funkcija, evolūcija. McGraw-Hill.
  3. Lickliter, R., un Bahrick, L. E. (2012). Homoloģijas jēdziens kā pamats attīstības mehānismu novērtēšanai: selektīvās uzmanības izpēte visā dzīves laikā. Attīstības psihobioloģija, 55(1), 76-83.
  4. Rosenfield, I., Ziff, E., un Van Loon, B. (2011). DNS: grafisks ceļvedis pasaules molekulai. Columbia University Press.
  5. Scharff, C., un Petri, J. (2011). Evo-devo, dziļa homoloģija un FoxP2: sekas runas un valodas attīstībai. Londonas Karaliskās biedrības filozofiskie darījumi. B sērija, Bioloģijas zinātnes, 366(1574), 2124-40.
  6. Shubin, N., Tabin, C. un Carroll, S. (1997). Fosilijas, gēni un dzīvnieku ekstremitāšu attīstība. Daba, 388(6643), 639.
  7. Shubin, N., Tabin, C. un Carroll, S. (2009). Dziļa homoloģija un evolūcijas novitātes izcelsme. Daba, 457(7231), 818.
  8. Soler, M. (2002). Evolūcija: bioloģijas pamats. Dienvidu projekts.