Apakah homologi dalam biologi? (dengan contoh)



Satu homologi ia adalah struktur, organ atau proses dalam dua individu yang dapat dikesan kembali ke asal yang sama. Surat-menyurat tidak perlu sama, strukturnya boleh diubah suai dalam setiap garis keturunan yang dikaji. Sebagai contoh, anggota vertebrata adalah homologus antara satu sama lain, kerana strukturnya dapat dikesan kembali kepada nenek moyang bersama kumpulan ini.

Homologi mewakili asas untuk perbandingan biologi. Ia boleh dikaji pada pelbagai peringkat, termasuk molekul, gen, sel, organ, kelakuan dan sebagainya. Oleh itu, ia adalah konsep penting dalam pelbagai bidang biologi.

Indeks

  • 1 Perspektif sejarah
  • 2 Apakah homologi?
    • 2.1 homologi Serial
    • 2.2 homologi molekul
    • 2.3 homologi dalam
  • 3 Analogi dan homoplasia
  • 4 Kepentingan dalam evolusi
  • 5 Rujukan

Perspektif sejarah

Homologi adalah satu konsep yang telah dikaitkan dengan klasifikasi dan mengkaji morfologi sepanjang sejarah dan akar dalam anatomi perbandingan. Ia sudah menjadi fenomena yang diganakan oleh pemikir seperti Aristotle, yang sudah biasa dengan struktur yang sama dalam haiwan yang berbeza.

Belon, pada tahun 1555, menerbitkan satu karya yang mewakili satu siri perbandingan antara rangka burung dan mamalia.

Bagi Geoffroy Saint-Hilaire terdapat bentuk-bentuk atau komposisi dalam struktur-struktur yang boleh berbeza dalam organisma, tetapi masih terdapat keteguhan tertentu dalam hubungan dan berkaitan dengan struktur bersebelahan. Walau bagaimanapun, Saint.Hilaire menerangkan proses-proses ini sebagai analog.

Walaupun istilah itu mempunyai pendahulunya, secara historis ia dikaitkan dengan ahli zoologi Richard Owen, yang mendefinisikannya sebagai: "organ yang sama dalam haiwan yang berbeza di bawah setiap bentuk dan fungsi variasi".

Owen percaya kepada ketetapan spesies, tetapi merasakan bahawa surat-menyurat di antara struktur organisma diperlukan penjelasan. Dari pandangan pra-Darwinian dan anti-evolusi, Owen bertukar konsep beliau dalam "archetypes" - sejenis rangka atau pelan yang mengikuti kumpulan haiwan.

Apa itu homologi?

Pada masa ini, istilah homologi ditakrifkan sebagai dua struktur, proses atau ciri yang berkongsi nenek moyang bersama. Iaitu, struktur itu dapat dikesan pada masa yang sama dengan ciri yang sama dalam nenek moyang yang sama.

Homologi siri

homology siri adalah kes khas homology mana terdapat persamaan antara berturut-turut dan berulang-ulang di bahagian-bahagian badan yang sama (tidak lagi berbanding dua spesies atau dua individu).

Contoh biasa adalah homologies siri rantaian vertebra lajur vertebrata, gerbang branchial dan segmen lurus otot disusun bersama-sama badan untuk.

Homologi molekular

Di peringkat molekul, kita juga boleh mencari homologi. Yang paling jelas ialah kewujudan kod genetik umum untuk semua organisma hidup.

Tidak ada sebab bagi asid amino tertentu berkaitan dengan kodon tertentu, kerana ia adalah pilihan sewenang-wenang - dengan cara yang sama bahawa bahasa manusia adalah sewenang-wenangnya. Tidak ada sebab mengapa "kerusi" sepatutnya dipanggil seperti itu, tetapi kita melakukannya kerana kita belajar dari seseorang, nenek moyang kita. Perkara yang sama berlaku untuk kod.

Sebab yang paling logik mengapa semua organisma berkongsi kod genetik adalah kerana nenek moyang yang sama bentuk ini menggunakan sistem yang sama.

Begitu juga dengan satu siri laluan metabolik yang terdapat dalam pelbagai organisma, seperti glikolisis, sebagai contoh.

Homologi dalam

Ketibaan biologi molekul dan keupayaan untuk urutan memberi laluan kepada kedatangan istilah baru: homologi mendalam. Penemuan ini membolehkan kita menyimpulkan bahawa walaupun dua organisma berbeza dalam morfologi mereka, mereka boleh berkongsi pola regulasi genetik.

Oleh itu, homologi mendalam membawa perspektif baru kepada evolusi morfologi. Istilah itu digunakan buat kali pertama dalam pengaruh artikel majalah berprestij Alam bertajuk: Fosil, gen dan evolusi anggota badan haiwan.

Shubin et al., penulis artikel itu, yang ditakrifkan sebagai "kewujudan laluan genetik yang terlibat dalam peraturan yang digunakan untuk membina ciri-ciri pada haiwan berbeza dari segi morfologi dan phylogenetically jauh." Dalam erti kata lain, homologi mendalam boleh didapati dalam struktur analog.

Gen ini Pax6 Ia mempunyai peranan penting dalam penjanaan visi dalam moluska, serangga dan vertebrata. Gen Hox, Sebaliknya, mereka adalah penting untuk pembinaan anggota ikan dan ahli tetrapoda. Kedua-duanya adalah contoh homologi mendalam.

Analogi dan homoplasia

Apabila diinginkan untuk mengkaji kesamaan antara dua proses atau struktur, ia boleh dilakukan dari segi fungsi dan penampilan, dan bukan hanya mengikuti kriteria nenek moyang yang sama.

Oleh itu, terdapat dua istilah yang berkaitan: analogi yang menggambarkan ciri-ciri dengan fungsi yang sama dan mungkin atau tidak mempunyai nenek moyang yang sama.

Sebaliknya, homoplasia merujuk kepada struktur yang menyerupai satu sama lain. Walaupun istilah ini berasal dari abad ke-19, mereka mendapat populariti dengan munculnya idea-idea evolusi.

Sebagai contoh, sayap rama-rama dan burung mempunyai fungsi yang sama: penerbangan. Oleh itu, kita boleh membuat kesimpulan bahawa mereka adalah analogi, tetapi kita tidak dapat mengesan asal mereka kepada nenek moyang yang sama dengan sayap. Atas sebab ini, mereka bukan struktur homolog.

Begitu juga dengan sayap kelawar dan burung. Walau bagaimanapun, tulang-tulang yang membentuk jika mereka homologus antara satu sama lain, kerana kita dapat mengesan asal-usul keturunan ini yang berkongsi corak tulang anggota atas: humerus, kubik, radius, phalanges, dll. Ambil perhatian bahawa syarat-syarat ini tidak eksklusif.

Homoplasia dapat dilihat dalam struktur yang serupa, seperti sirip lumba-lumba dan penyu.

Kepentingan dalam evolusi

Homology adalah konsep utama dalam biologi evolusi, kerana ia hanya mencerminkan
secukupnya keturunan biasa organisma.

Jika kita ingin membina semula filogeni untuk menubuhkan hubungan persaudaraan, keturunan dan keturunan dua spesies, dan dengan salah menggunakan ciri yang hanya berkongsi bentuk dan fungsi, kita akan sampai pada kesimpulan yang salah.

Sebagai contoh, jika kita ingin menentukan hubungan antara kelawar, burung dan lumba-lumba dan kita keliru menggunakan sayap sebagai watak homolog, kita akan sampai ke kesimpulan bahawa kelawar dan burung lebih berkaitan daripada kelawar dengan lumba-lumba.

A priori kita tahu bahawa hubungan ini tidak benar, kerana kita tahu bahawa kelawar dan lumba-lumba adalah mamalia dan lebih berkaitan dengan satu sama lain daripada setiap kumpulan dengan burung. Oleh itu, kita mesti menggunakan aksara homolog, seperti kelenjar susu, tiga tulang kecil telinga tengah, antara lain.

Rujukan

  1. Hall, B. K. (Ed.). (2012). Homology: Asas hierarki biologi perbandingan. Akademik Akhbar.
  2. Kardong, K. V. (2006). Vertebrat: anatomi komparatif, fungsi, evolusi. McGraw-Hill.
  3. Lickliter, R., & Bahrick, L. E. (2012). Konsep homologi sebagai asas untuk menilai mekanisme pembangunan: meneroka perhatian terpilih merentas jangka hayat. Psikobiologi pembangunan, 55(1), 76-83.
  4. Rosenfield, I., Ziff, E., & Van Loon, B. (2011). DNA: Panduan Grafik ke Molekul yang Mengguncang Dunia. Columbia University Press.
  5. Scharff, C., & Petri, J. (2011). Evo-devo, homologi mendalam dan FoxP2: implikasi untuk evolusi ucapan dan bahasa. Transaksi falsafah Royal Society of London. Siri B, Sains biologi, 366(1574), 2124-40.
  6. Shubin, N., Tabin, C., & Carroll, S. (1997). Fosil, gen dan evolusi anggota badan haiwan. Alam, 388(6643), 639.
  7. Shubin, N., Tabin, C., & Carroll, S. (2009). Homologi mendalam dan asal-usul kebaharuan evolusi. Alam, 457(7231), 818.
  8. Soler, M. (2002). Evolusi: asas Biologi. Projek Selatan.