Ce este o omologie în biologie? (cu exemple)

A omologie este o structură, organ sau proces la doi indivizi care poate fi urmărită până la o origine comună. Corespondența nu trebuie să fie identică, structura poate fi modificată în fiecare linie studiată. De exemplu, membrii vertebratelor sunt omologi unii cu alții, deoarece structura poate fi urmărită înapoi la strămoșul comun al acestui grup..

Omologiile reprezintă baza pentru biologia comparată. Poate fi studiat la diferite niveluri, inclusiv molecule, gene, celule, organe, comportament și așa mai departe. Prin urmare, este un concept crucial în diferite domenii ale biologiei..

Indice articol

• 1 Perspectiva istorică
• 2 Ce este omologia?
  • 2.1 Omologie în serie
  • 2.2 Omologii moleculare
  • 2.3 Omologie profundă
• 3 Analogie și homoplasie
• 4 Importanța în evoluție
• 5 Referințe

Perspectiva istorica

Omologia este un concept care a fost legat de clasificarea și studiile morfologiilor de-a lungul istoriei și rădăcinile sale se găsesc în anatomia comparativă. Era deja un fenomen intuit de gânditori precum Aristotel, care erau familiarizați cu structuri similare la diferite animale..

Belon, în anul 1555, a publicat o lucrare reprezentând o serie de comparații între scheletele păsărilor și ale mamiferelor.

Pentru Geoffroy Saint-Hilaire, au existat forme sau compoziție în structuri care ar putea diferi în organisme, dar a existat încă o anumită constanță în relație și în legătura cu structurile adiacente. Cu toate acestea, Sfântul Hilaire a descris aceste procese ca fiind analoage.

Deși termenul a avut predecesorii săi, istoric este atribuit zoologului Richard Owen, care l-a definit astfel: „același organ la diferite animale sub fiecare variație de formă și funcție”.

Owen credea în imuabilitatea speciilor, dar simțea că corespondența dintre structurile organismelor avea nevoie de o explicație. Din punct de vedere pre-darwinian și anti-evoluționist, Owen și-a concentrat conceptul asupra „arheotipurilor” - un fel de schemă sau plan pe care l-au urmat grupurile de animale..

Ce este omologia?

În prezent, termenul de omologie este definit ca două structuri, procese sau caracteristici care împărtășesc un strămoș comun. Adică, structura poate fi urmărită înapoi în timp, la aceeași caracteristică din strămoșul comun..

Omologie în serie

Omologia în serie este un caz special de omologie, în care există similitudine între părțile succesive și cele repetate în același organism (două specii sau doi indivizi nu mai sunt comparate).

Exemple tipice de omologii seriale sunt lanțul vertebrelor din coloana vertebrală, arcurile ramificate consecutive și segmentele musculare care rulează de-a lungul corpului..

Omologii moleculare

La nivel molecular, putem găsi și omologii. Cea mai evidentă este existența unui cod genetic comun pentru toate organismele vii..

Nu există niciun motiv pentru care un anumit aminoacid să fie legat de un codon specific, deoarece este o alegere arbitrară - în același mod în care limbajul uman este arbitrar. Nu există niciun motiv pentru care „scaunul” ar trebui numit așa, dar o facem pentru că l-am învățat de la cineva, strămoșul nostru. Același lucru este valabil și pentru cod.

Cel mai logic motiv pentru care toate organismele împărtășesc codul genetic este că strămoșul comun al acestor forme a folosit același sistem.

Același lucru este valabil pentru o serie de căi metabolice prezente într-o gamă largă de organisme, cum ar fi glicoliza, de exemplu..

Omologie profundă

Apariția biologiei moleculare și abilitatea de a secvența, au dat loc sosirii unui nou termen: omologie profundă. Aceste descoperiri ne-au permis să concluzionăm că, deși două organisme sunt diferite în ceea ce privește morfologia lor, ele pot împărtăși un model de reglare genetică..

Astfel, omologia profundă aduce o nouă perspectivă evoluției morfologice. Termenul a fost folosit pentru prima dată într-un articol Influența prestigioasei reviste Natură intitulat: Fosile, gene și evoluția membrelor animale.

Shubin și colab., Autorii articolului o definesc ca „existența căilor genetice implicate în reglarea utilizată pentru a construi caracteristici la animale care sunt disparate din punct de vedere morfologic și filogenetic la distanță”. Cu alte cuvinte, omologii profunde pot fi găsite în structuri similare..

Gen Pax6 are un rol indispensabil în generarea vederii la moluște, insecte și vertebrate. Genele Hox, pe de altă parte, acestea sunt importante pentru construcția membrelor la pești și tetrapode. Ambele sunt exemple de omologii profunde.

Analogie și homoplasie

Când doriți să studiați asemănarea dintre două procese sau structură, se poate face în termeni de funcție și aspect, și nu doar urmând criteriul strămoșului comun.

Astfel, există doi termeni înrudiți: analogia care descrie caracteristici cu funcții similare și poate avea sau nu un strămoș comun..

Pe de altă parte, homoplasia se referă la structuri care pur și simplu seamănă. Deși acești termeni au apărut în secolul al XIX-lea, au câștigat popularitate odată cu apariția ideilor evolutive..

De exemplu, aripile fluturilor și ale păsărilor au aceeași funcție: zborul. Astfel, putem concluziona că sunt analoage, totuși nu le putem urmări originea la un strămoș comun cu aripi. Din acest motiv, ele nu sunt structuri omoloage.

Același lucru este valabil și pentru aripile liliecilor și păsărilor. Cu toate acestea, oasele pe care le constituie sunt omoloage unul cu celălalt, deoarece putem urmări o origine comună a acestor filiații care împărtășesc modelul osos al membrelor superioare: humerus, cubic, rază, falange etc. Rețineți că termenii nu se exclud reciproc.

Homoplasia se poate reflecta în structuri similare, cum ar fi aripioarele unui delfin și cele ale unei broaște țestoase.

Importanța în evoluție

Omologia este un concept cheie în biologia evoluției, întrucât numai ea reflectă
în mod corespunzător strămoșul comun al organismelor.

Dacă dorim să reconstituim o filogenie pentru a stabili relațiile de rudenie, ascendență și descendență a două specii și, din greșeală, folosim o caracteristică care împărtășește doar formă și funcție, am ajunge la concluzii greșite.

De exemplu, dacă vrem să determinăm relațiile dintre lilieci, păsări și delfini și să folosim în mod greșit aripile ca personaj omolog, am ajunge la concluzia că liliecii și păsările sunt mai mult legate între ele decât liliacul cu delfinul.

A priori Știm că această relație nu este adevărată, deoarece știm că liliecii și delfinii sunt mamifere și sunt mai mult legați între ei decât fiecare grup de păsări. Prin urmare, trebuie să folosim caractere omoloage, precum glandele mamare, cele trei oase mici ale urechii medii, printre altele..

Referințe

1. Hall, B. K. (Ed.). (2012). Omologie: baza ierarhică a biologiei comparative. Academic Press.
2. Kardong, K. V. (2006). Vertebrate: anatomie comparativă, funcție, evoluție. McGraw-Hill.
3. Lickliter, R. și Bahrick, L. E. (2012). Conceptul de omologie ca bază pentru evaluarea mecanismelor de dezvoltare: explorarea atenției selective pe toată durata vieții. Psihobiologia dezvoltării, 55(1), 76-83.
4. Rosenfield, I., Ziff, E. și Van Loon, B. (2011). ADN: un ghid grafic pentru molecula care a zguduit lumea. Columbia University Press.
5. Scharff, C. și Petri, J. (2011). Evo-devo, omologie profundă și FoxP2: implicații pentru evoluția vorbirii și a limbajului. Tranzacțiile filosofice ale Societății Regale din Londra. Seria B, Științe biologice, 366(1574), 2124-40.
6. Shubin, N., Tabin, C. și Carroll, S. (1997). Fosile, gene și evoluția membrelor animale. Natură, 388(6643), 639.
7. Shubin, N., Tabin, C. și Carroll, S. (2009). Omologie profundă și originile noutății evolutive. Natură, 457(7231), 818.
8. Soler, M. (2002). Evoluție: baza biologiei. Proiectul Sud.