Homologní a analogické struktury (s příklady)

4730
Robert Johnston

The homologní struktura Jsou to části biologického organismu, které sdílejí společného předka, zatímco analogické plní podobné funkce. Když porovnáváme dva procesy nebo struktury, můžeme je přiřadit jako homology a analogy.

Tyto koncepty získaly popularitu po vzniku evoluční teorie a jejich uznání a rozlišení jsou klíčem k úspěšné rekonstrukci fylogenetických vztahů mezi organickými bytostmi..

Zdroj: Волков Владислав Петрович (Vladlen666); překlad Angelito7 [CC0], přes Wikimedia Commons

Rejstřík článků

  • 1 Teoretické základy
  • 2 Jak jsou diagnostikovány homologie a analogie??
  • 3 Proč existují analogie?
  • 4 příklady
    • 4.1 - Fusiformní tvar u vodních živočichů
    • 4.2 - Zuby u anuranů
    • 4.3 - Podobnosti mezi australskými vačnatci a jihoamerickými savci
    • 4.4 Kaktus
  • 5 Důsledky záměny analogické struktury s homologní
  • 6 Reference

Teoretické základy

U dvou druhů je vlastnost definována jako homologní, pokud byla odvozena od společného předka. To může být rozsáhle upraveno a nemusí to nutně mít stejnou funkci.

Pokud jde o analogie, někteří autoři často používají termín homoplasia synonymně a zaměnitelně pro označení podobných struktur, které jsou přítomny ve dvou nebo více druzích a nesdílejí blízkého společného předka..

Naproti tomu v jiných zdrojích se termín analogie používá k označení podobnosti dvou nebo více struktur z hlediska funkce, zatímco homoplazie je omezena na hodnocení struktur podobných sobě navzájem, morfologicky řečeno.

Znak může být také homologní mezi dvěma druhy, ale stav znaku nemůže. Pentadactyl je vynikajícím příkladem této skutečnosti..

U lidí a krokodýlů můžeme rozlišit pět prstů, ale nosorožci mají struktury se třemi prsty, které nejsou homologní, protože tento stav se vyvinul nezávisle.

Aplikace těchto termínů se neomezuje pouze na morfologii jedince, lze je také použít k popisu buněčných, fyziologických, molekulárních charakteristik atd..

Jak jsou diagnostikovány homologie a analogie??

Ačkoli jsou termíny homologie a analogie snadno definovatelné, není snadné je diagnostikovat.

Biologové obecně říkají, že určité struktury jsou navzájem homologní, pokud existuje korespondence v poloze vzhledem k ostatním částem těla a korespondence ve struktuře, v případě, že je struktura složená. Embryologické studie také hrají důležitou roli v diagnostice.

Jakákoli korespondence, která může existovat ve formě nebo funkci, tedy není užitečným znakem pro diagnostiku homologií..

Proč existují analogie?

Ve většině případů - ale ne všechny - druhy s podobnými vlastnostmi obývají oblasti nebo zóny s podobnými podmínkami a jsou vystaveny srovnatelným selektivním tlakům..

Jinými slovy, druh vyřešil problém stejným způsobem, i když samozřejmě ne vědomě..

Tento proces se nazývá konvergentní evoluce. Někteří autoři upřednostňují oddělit konvergentní evoluci od paralel.

Konvergentní evoluce nebo konvergence vede k formování povrchních podobností, ke kterým dochází prostřednictvím diferenciálních vývojových cest. Na druhé straně paralelismus zahrnuje podobné vývojové cesty.

Příklady

-Tvar vřetena u vodních živočichů

V aristotelských dobách byl vřetenovitý vzhled ryby a velryby považován za dostatečný pro seskupení obou organismů do široké a nepřesné kategorie „ryby“..

Když však pečlivě analyzujeme vnitřní strukturu obou skupin, můžeme dojít k závěru, že podobnost je výlučně vnější a povrchní..

Použitím evolučního myšlení můžeme předpokládat, že po miliony let byly evoluční síly prospěšné pro zvýšenou frekvenci vodních jedinců prezentujících tuto konkrétní formu..

Můžeme také předpokládat, že tato fusiformní morfologie přinesla určitou výhodu, jako je minimalizace tření a zvýšení lokomoční kapacity ve vodním prostředí..

Existuje velmi zvláštní případ podobností mezi dvěma skupinami vodních živočichů: delfíny a dnes již vyhynulými ichtyosaury. Pokud by zvědavý čtenář hledal obraz této poslední skupiny sauropsidů, mohl by si jej snadno pomýlit s delfíny..

-Zuby v anuranech

Fenomén, který může vést k vzniku analogií, je návrat postavy do její předkové podoby. Systematicky může být tato událost matoucí, protože ne všechny potomky budou mít stejné vlastnosti nebo vlastnosti.

Existuje několik druhů žab, které evolučním obrácením získaly zuby v dolní čelisti. „Normálním“ stavem žab je absence zubů, ačkoli je vlastnil jejich společný předek.

Bylo by tedy chybou myslet si, že zuby těchto zvláštních žab jsou homologní vzhledem k zubům jiné skupiny zvířat, protože je nezískaly od společného předka..

-Podobnosti mezi australskými vačnatci a jihoamerickými savci

Podobnosti, které existují mezi oběma skupinami zvířat, pocházejí od společného předka - savce -, ale byly získány odlišně a nezávisle v australských skupinách metatherianských savců a v jihoamerických eutherianských savcích..

Kaktus

Příklady analogie a homologie se neomezují pouze na zvířecí říši, tyto události jsou rozptýleny po složitém a složitém stromě života..

U rostlin existuje řada adaptací, které umožňují toleranci k pouštnímu prostředí, jako jsou šťavnaté stonky, sloupovité stonky, trny s ochrannými funkcemi a značné zmenšení povrchu listů (listů).

Není však správné seskupovat všechny rostliny, které mají tyto vlastnosti, jako kaktusy, protože jednotlivci, kteří je nosí, je nezískali od společného předka..

Ve skutečnosti existují tři různé rodiny phanerogamů: Euphorbiaceae, Cactaceae a Asclepiadaceae, jejichž představitelé konvergentně získali adaptace na suchá prostředí..

Důsledky záměny analogické struktury s homologní

V evoluční biologii a v dalších oborech biologie je koncept homologie zásadní, protože nám umožňuje zavést fylogenezi organických bytostí - jeden z nejnápadnějších úkolů současných biologů..

Je třeba zdůraznit, že pouze homologické charakteristiky adekvátně odrážejí společný původ organismů..

Vezměte v úvahu, že v určité studii chceme objasnit evoluční historii tří organismů: ptáků, netopýrů a myší. Vezmeme-li například charakteristiku křídel k rekonstrukci naší fylogeneze, dospěli bychom ke špatnému závěru.

Proč? Protože ptáci a netopýři mají křídla a předpokládali bychom, že jsou si více příbuzní než myši. Víme však a priori že myši i netopýři jsou savci, takže jsou navzájem spřízněnější než ptáci.

Musíme tedy hledat charakteristiky homologní které nám umožňují správně objasnit vzor. Například přítomnost vlasů nebo mléčných žláz.

Při použití této nové vize najdeme správný vzorec vztahů: netopýr a myš jsou navzájem více spjaty než každý s ptákem..

Reference

  1. Arcas, L. P. (1861). Prvky zoologie. Gabriel Alhambra Printing.
  2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Pozvánka na biologii. Panamerican Medical Ed..
  3. Hall, B. K. (ed.). (2012). Homologie: Hierarchický základ srovnávací biologie. Akademický tisk.
  4. Kardong, K. V. (2006). Obratlovci: srovnávací anatomie, funkce, evoluce. McGraw-Hill.
  5. Lickliter, R., & Bahrick, L. E. (2012). Koncept homologie jako základu pro hodnocení vývojových mechanismů: zkoumání selektivní pozornosti v průběhu celého života. Vývojová psychobiologie55(1), 76-83.
  6. Raven, P.H., Evert, R.F., a Eichhorn, S.E. (1992). Biologie rostlin (Sv. 2). Obráceně.
  7. Soler, M. (2002). Evolution: The Basis of Biology. Jižní projekt.

Zatím žádné komentáře