Homologie (biologie)

Homologie is een structuur, orgaan of proces dat aanwezig is bij twee of meer personen die kunnen worden gevolgd tot de gemeenschappelijke oorsprong ervan. Het beeld toont homologieën tussen dieren en mensen, in de catalogus van Sir Richard Owen, 1848

Wat is een homologie?

A Homologie Het is een structuur, orgaan of proces bij twee personen die kunnen worden gevolgd tot een gemeenschappelijke oorsprong. Correspondentie hoeft niet identiek te zijn, de structuur kan worden gemodificeerd in elke bestudeerde lijn.

Wervebrate leden zijn bijvoorbeeld homoloog voor elkaar, omdat de structuur kan worden gevolgd aan de gemeenschappelijke voorouder van deze groep.

Homologieën vertegenwoordigen de basis voor vergelijkende biologie. Het kan op verschillende niveaus worden bestudeerd, waaronder moleculen, genen, cellen, organen, gedrag en andere. Daarom is het een cruciaal concept verschillende gebieden van de biologie.

Soorten homologie

Momenteel wordt de term homologie gedefinieerd als twee structuren, processen of kenmerken die een gemeenschappelijke voorouder delen.

Dat wil zeggen, de structuur kan in de loop van de tijd worden gevolgd tot hetzelfde kenmerk in de voorouder gemeenschappelijk.

Ernstige homologie

Seriële homologie is een speciaal geval van homologie, waarbij er gelijkenis is tussen opeenvolgende en herhaalde delen in hetzelfde organisme (twee soorten of twee individuen worden niet langer vergeleken).

De typische voorbeelden van seriële homologieën zijn de wervelsketen in de gewervelde kolom, opeenvolgende kieuwbogen en spiersegmenten die langs het lichaam zijn gefixeerd.

Moleculaire homologieën

Op moleculair niveau kunnen we ook homologieën vinden. Het meest voor de hand liggende is het bestaan ​​van een gemeenschappelijke genetische code voor alle levende organismen.

Kan u van dienst zijn: wat is het macromoleculaire niveau?

Er is geen reden voor een bepaald aminozuur om gerelateerd te worden aan een specifiek codon, omdat het een willekeurige keuze is.

De meest logische reden waarom alle organismen de genetische code delen, is omdat de gemeenschappelijke voorouder van deze vormen hetzelfde systeem gebruikte.

Hetzelfde geldt voor een reeks metabole routes die aanwezig zijn in een breed scala van organismen, zoals glycolyse, bijvoorbeeld.

Diepe homologie

De komst van de moleculaire biologie en het vermogen om te sequentie, maakte plaats voor de opkomst van een nieuwe term: diepe homologie. Deze ontdekkingen stelden ons in staat te concluderen dat hoewel twee organismen verschillen in hun morfologie, ze een genetisch regulatiepatroon kunnen delen.

Diepe homologie draagt ​​dus een nieuw perspectief bij aan morfologische evolutie. De term werd voor het eerst gebruikt in een invloedrijk artikel in het prestigieuze tijdschrift Natuur gerechtigd: Fossielen, genen en de evolutie van dierlijke ledematen.

Schokken et al., Auteurs van het artikel definiëren ze het als "het bestaan ​​van genetische routes die betrokken zijn bij de regulatie die wordt gebruikt om kenmerken te bouwen bij verschillende dieren in de term van morfologie en fylogenisch afgelegen".

Met andere woorden, diepe homologieën zijn te vinden in analoge structuren.

Het PAX6 -gen speelt een onmisbare rol bij het genereren van visie in weekdieren, insecten en gewervelde dieren. Hox -genen, Aan de andere kant zijn ze belangrijk voor de constructie van de extremiteiten in de vis en in de leden van de tetrapoden. Beide zijn voorbeelden van diepe homologieën.

Analogie en homoplasie

Wanneer u de gelijkenis tussen twee processen of structuren wilt bestuderen, kan dit worden gedaan in termen van functie en uiterlijk, en niet alleen de gemeenschappelijke vooroudercriteria.

Kan u dienen: uracil: structuur, functies, eigenschappen, synthese

Er zijn dus twee gerelateerde termen: de analogie, die kenmerken beschrijft met vergelijkbare functies en al dan niet een gemeenschappelijke voorouder heeft.

Aan de andere kant verwijst Homoplasia naar structuren die er gewoon uitzien. Hoewel deze voorwaarden in de negentiende eeuw zijn ontstaan, werden ze populair bij de komst van evolutionaire ideeën.

Vlinders en vogelvleugels hebben bijvoorbeeld dezelfde functie: de vlucht. We kunnen dus concluderen dat ze analoog zijn, maar we kunnen hun oorsprong niet volgen bij een gemeenschappelijke voorouder met vleugels. Om deze reden zijn het geen homologe structuren.

Hetzelfde geldt voor de vleugels van vleermuizen en vogels. De botten die vormen zijn echter homoloog voor elkaar, omdat we een gemeenschappelijke oorsprong van deze lijnen kunnen volgen die het botpatroon van de bovenste ledematen delen: humerus, kubieke, radio, vingjes, enz. Merk op dat de voorwaarden niet elkaar uitsluiten.

Homoplasie kan worden weerspiegeld in vergelijkbare structuren, zoals de vinnen van een dolfijn en die van een schildpad.

Structuur van vleugels bij vogels, vleermuizen en pterodactielen. Bron: Wikimedia Commons

Het belang van homologie in evolutie

Homologie is een belangrijk concept in de evolutiebiologie, omdat het alleen maar weerspiegelt
goed de gemeenschappelijke afkomst van organismen.

Als we een fylogenese willen herbouwen om de relaties van verwantschap, afkomst en nakomelingen van twee soorten tot stand te brengen, en per ongeluk gebruiken we een kenmerk dat alleen vorm en functie deelde, zouden we verkeerde conclusies trekken.

Als we bijvoorbeeld de relaties tussen vleermuizen, vogels en dolfijnen willen bepalen, en per ongeluk gebruiken we de vleugels als een homoloog karakter, zouden we concluderen dat vleermuizen en vogels meer gerelateerd zijn aan elkaar dan de vleermuis met de dolfijn.

Kan u van dienst zijn: wat is antibiose? Concept en voorbeelden

A priori We weten dat deze relatie niet waar is, omdat we weten dat vleermuizen en dolfijnen zoogdieren zijn en meer gerelateerd zijn aan elkaar dan elke groep met vogels. Daarom moeten we homologe karakters gebruiken, zoals de borstklieren, de drie auto's van het middenoor, onder andere.

Referenties

1. Hall, B. K. (ED.)). (2012). Homologie: de hiërarchiale basis van vergelijkende biologie. Academische pers.
2. Kardong, K. V. (2006). Gewervelde dieren: vergelijkende anatomie, functie, evolutie. McGraw-Hill.