HOMOLOGISET JA VASTAAVAT RAKENTEET (ESIMERKKEINÄ) - BIOLOGIA - 2026

Homologinen rakenne ovat osia biologisen organismin, joka on yhteinen esi-isä, kun taas analoginen suorittaa samankaltaisia toimintoja. Kun verrataan kahta prosessia tai rakennetta, voimme määrittää ne homologeiksi ja analogeiksi.

Nämä käsitteet saivat suosiota evoluutioteorian syntymisen jälkeen, ja niiden tunnustaminen ja erottaminen ovat avain orgaanisten olentojen välisten fylogeneettisten suhteiden onnistuneeseen jälleenrakentamiseen.

Lähde: Волков Владислав Петрович (Vladlen666); käännös Angelito7, Wikimedia Commonsin kautta

Teoreettiset perusteet

Kahdessa lajissa piirre määritellään homologiseksi, jos se on johdettu yhteisestä esi-isästä. Tätä on ehkä muutettu laajasti, eikä sillä välttämättä ole samaa tehtävää.

Analogioiden suhteen jotkut kirjoittajat käyttävät termiä homoplasia usein synonyymisesti ja vaihdettavasti viitaten samanlaisiin rakenteisiin, joita on kahdessa tai useammassa lajissa ja joilla ei ole läheistä yhteistä esi-isää.

Sitä vastoin muissa lähteissä termiä analogia käytetään osoittamaan kahden tai useamman rakenteen samankaltaisuutta toiminnallisesti, kun taas homoplasia on rajoitettu arvioimaan toistensa kaltaisia ​​rakenteita morfologisesti.

Ominaisuus voi myös olla homologinen kahden lajin välillä, mutta ominaisuus ei voi olla. Penta-asetyyli on erinomainen esimerkki tästä.

Ihmisissä ja krokotiileissä voimme erottaa viisi sormea, mutta sarvikuonoissa on kolmen sormen rakenteita, jotka eivät ole homologisia, koska tämä tila on kehittynyt itsenäisesti.

Näiden termien käyttö ei ole rajoitettu yksilön morfologiaan, niitä voidaan käyttää myös kuvaamaan solun, fysiologisia, molekyylin ominaisuuksia jne.

Kuinka homologiat ja analogiat diagnosoidaan?

Vaikka termit homologia ja analogia on helppo määritellä, niitä ei ole helppo diagnosoida.

Yleensä biologit väittävät, että tietyt rakenteet ovat homologisia toisiinsa, jos asemassa on vastaavuuksia suhteessa muihin kehon osiin ja vastaavuus rakenteessa, jos rakenne on komposiitti. Alkiotutkimuksilla on myös tärkeä rooli diagnoosissa.

Siten mikä tahansa muodossa tai toiminnassa esiintyvä kirjeenvaihto ei ole hyödyllinen ominaisuus homologioiden diagnosoinnissa.

Miksi analogiat ovat olemassa?

Useimmissa tapauksissa - mutta ei kaikissa - lajeja, joilla on samanlaiset ominaisuudet, asuu alueilla tai vyöhykkeillä, joilla on samanlaiset olosuhteet, ja niihin kohdistuu vastaavat selektiiviset paineet.

Toisin sanoen lajit ratkaisivat ongelman samalla tavalla, vaikkakaan ei tietenkään tietoisesti.

Tätä prosessia kutsutaan konvergenssiksi evoluutioksi. Jotkut kirjoittajat mieluummin erottavat lähentyvän evoluution rinnakkaisista.

Konvergenssi evoluutio tai konvergenssi johtaa pinnallisten samankaltaisuuksien muodostumiseen, jotka tapahtuvat erilaisten kehityspolkujen kautta. Parallelismiin puolestaan ​​liittyy samanlaisia ​​kehityspolkuja.

esimerkit

-Muotoinen muoto vesieläimissä

Aristotelilaisina aikoina kalan ja valan karan muotoista ulkonäköä pidettiin riittävänä ryhmittelemään molemmat organismit laajaan ja epätarkkaan "kalojen" luokkaan.

Kun kuitenkin analysoimme huolellisesti molempien ryhmien sisäistä rakennetta, voimme päätellä, että samankaltaisuus on yksinomaan ulkoista ja pinnallista.

Soveltamalla evoluutio-ajattelua voidaan olettaa, että miljoonien vuosien ajan evoluutiovoimat hyötyivät tämän nimenomaisen muodon esiintyvien vesieläinten lisääntyneestä esiintymistiheydestä.

Voimme myös olettaa, että tämä murskattu morfologia antoi jonkin verran hyötyä, kuten kitkan minimoiminen ja liikuntakapasiteetin lisääminen vesiympäristöissä.

Kahden vesieläinryhmän välillä on erityinen tapaus: delfiinejä ja nyt sukupuuttoon kuolleita ichyyosauruksia. Jos utelias lukija etsisi kuvaa viimeisimmästä sauropsidiryhmästä, he voisivat erehtyä helposti delfiineihin.

- Hampaat anuraaneissa

Ilmiö, joka voi johtaa analogioiden esiintymiseen, on hahmon palautuminen esivanhempaan muotoonsa. Systemaattisessa muodossa tämä tapahtuma voi olla hämmentävä, koska kaikilla jälkeläisillä ei ole samoja ominaisuuksia tai piirteitä.

On joitain sammakonlajeja, jotka evoluution kääntyessä saivat hampaat alaleuasta. Sammakkojen "normaali" tila on hampaiden puuttuminen, vaikka heidän yhteinen esi-isänsä hallitsi niitä.

Siksi olisi virhe ajatella, että näiden ominaisten sammakkojen hampaat ovat homologisia toisen eläinryhmän hampaiden suhteen, koska he eivät ole hankkineet niitä yhteisestä esiisästä.

-Samanlainen Australian marsupiaalien ja eteläamerikkalaisten nisäkkäiden välillä

Molempien eläinryhmien väliset yhtäläisyydet johtuvat yhteisestä esi-isästä - nisäkkäästä -, mutta ne on hankittu eri tavalla ja itsenäisesti metatherialaisten nisäkkäiden australialaisissa ryhmissä ja Etelä-Amerikan eutherisissa nisäkkäissä.

Kaktus

Esimerkkejä analogiasta ja homologiasta eivät rajoitu pelkästään eläinkuntaan, nämä tapahtumat leviävät koko monimutkaiselle ja monimutkaiselle elämäpuulle.

Kasveissa on joukko mukautuksia, jotka sallivat sietokyvyn autiomaassa ympäristössä, kuten mehevät varret, pylväsvarret, piikit, joilla on suojaavat toiminnot ja lehtien pinnan (lehdet) vähentyminen huomattavasti.

Ei ole kuitenkaan oikein ryhmitellä kaikkia kasveja, joilla on nämä ominaisuudet, kaktusina, koska niitä kantavat yksilöt eivät hankkineet niitä yhteisestä esiisästä.

Itse asiassa phanerogameja on kolme eri perhettä: Euphorbiaceae, Cactaceae ja Asclepiadaceae, joiden edustajat ovat hankkineet sopeutumisia kuiviin ympäristöihin.

Seuraukset sekoittamalla analoginen rakenne homologiseen rakenteeseen

Evoluutiobiologiassa ja muissa biologian aloissa homologian käsite on perustavanlaatuinen, koska se antaa meille mahdollisuuden perustaa orgaanisten olentojen fylogeenia - yksi nykyisten biologien näkyvimmistä tehtävistä.

On korostettava, että vain homologiset ominaisuudet heijastavat riittävästi organismien yleistä esi-isää.

Ajattele, että haluamme tietyssä tutkimuksessa selvittää kolmen organismin evoluutiohistoriaa: linnut, lepakot ja hiiret. Jos ottaisimme esimerkiksi siipien ominaisuuden rekonstruoida fylogeeniamme, päätyisimme väärään johtopäätökseen.

Miksi? Koska lintuilla ja lepakoilla on siipi ja oletettaisiin, että ne liittyvät enemmän toisiinsa kuin kukin hiireen. Tiedämme kuitenkin etukäteen, että sekä hiiret että lepakot ovat nisäkkäitä, joten ne liittyvät enemmän toisiinsa kuin lintuihin.

Joten meidän on etsittävä homologisia ominaisuuksia, joiden avulla voimme selvittää mallin oikein. Esimerkiksi hiusten tai rintarauhasten läsnäolo.

Tätä uutta näkemystä soveltamalla löydämme oikeat suhteet: lepakko ja hiiri liittyvät enemmän toisiinsa kuin kumpikin lintuun.

Viitteet

1. Arcas, LP (1861). Eläintieteen elementit. Gabriel Alhambran painatus.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Kutsu biologiaan. Panamerican Medical Ed.
3. Hall, BK (Toimitus). (2012). Homologia: Vertailevan biologian hierarkkinen perusta. Academic Press.
4. Kardong, KV (2006). Selkärankaiset: vertaileva anatomia, toiminta, evoluutio. McGraw-Hill.
5. Lickliter, R., ja Bahrick, LE (2012). Homologian käsite kehityksen mekanismien arvioinnin perustana: valikoivan huomion tutkiminen koko elinkaaren ajan. Kehityspsykobiologia, 55 (1), 76-83.
6. Raven, PH, Evert, RF ja Eichhorn, SE (1992). Kasvibiologia (osa 2). Käänsin.
7. Soler, M. (2002). Evoluutio: biologian perusta. Etelä-projekti.