Mis on bioloogia homoloogia? (näidetega)



Üks homoloogia see on struktuur, elund või protsess kahes üksikisikus, mida on võimalik leida ühisele päritolule. Kirjavahetus ei pea olema identne, struktuuri saab iga uuritud liini puhul muuta. Näiteks selgroogsete liikmed on üksteisega homoloogsed, sest struktuuri saab seostada selle rühma ühise esivanemaga.

Homoloogiad on võrdleva bioloogia aluseks. Seda saab uurida erinevatel tasanditel, kaasa arvatud molekulid, geenid, rakud, elundid, käitumine jne. Seetõttu on see bioloogia eri valdkondade oluline mõiste.

Indeks

  • 1 Ajalooline perspektiiv
  • 2 Mis on homoloogia?
    • 2.1. Seeria homoloogia
    • 2.2 Molekulaarsed homoloogiad
    • 2.3 Sügav homoloogia
  • 3 Analoogia ja homoplaasia
  • 4 Tähtsus evolutsioonis
  • 5 Viited

Ajalooline perspektiiv

Homoloogia on kontseptsioon, mis on seotud morfoloogiate liigitamisega ja uurimisega kogu ajaloo jooksul ning selle juured on võrdlevas anatoomia. See oli juba niisugune nähtus, mida mõtlevad sellised mõtlejad nagu Aristoteles, kes olid tuttavad sarnaste struktuuridega erinevatel loomadel.

1555. aastal avaldas Belon teose, mis esindas mitmeid lindude ja imetajate skelettide võrdlusi.

Geoffroy Saint-Hilaire jaoks olid struktuurides vormid või kompositsioonid, mis organismides võivad erineda, kuid külgnevate struktuuride suhetes ja seoses oli endiselt teatud püsivus. Siiski kirjeldas Saint.Hilaire neid protsesse analoogselt.

Kuigi terminil oli oma eelkäijad, omistatakse ajalooliselt sellele zooloogile Richard Owenile, kes määratles selle järgmiselt: "sama elund eri loomade eri vormide ja funktsioonide muutuste all".

Owen uskus liikide muutumatusse, kuid ta leidis, et organismide struktuuride vastavus vajab selgitust. Darwinistlikust ja evolutsioonivastasest vaatenurgast lähtudes keskendus Owen oma arhetüüpide kontseptsioonile - sellisele skeemile või plaanile, millele järgnesid loomarühmad.

Mis on homoloogia?

Praegu on termin homoloogia määratletud kui kaks struktuuri, protsessi või omadust, millel on ühine esivanem. See tähendab, et struktuuri saab jälgida üheaegselt sama omadusega ühises esivanemas.

Seriaalne homoloogia

Seerumi homoloogia on homoloogia erijuhtum, kus sama organismi järjestikuste ja korduvate osade vahel on sarnasus (kahte liiki või kahte isikut ei võrrelda enam).

Seeriahomoloogiate tüüpilised näited on selgroolülid, järjestikused hargnenud kaared ja lihasegmendid, mis on paigutatud kogu kehasse..

Molekulaarsed homoloogiad

Molekulaarsel tasandil võib leida ka homoloogiat. Kõige ilmsem on kõigi elusorganismide ühise geneetilise koodi olemasolu.

Ei ole mingit põhjust, et teatud aminohape oleks seotud konkreetse koodoniga, kuna see on meelevaldne valik - samamoodi nagu inimese keel on suvaline. Ei ole mingit põhjust, miks "juhatust" niimoodi kutsuda, aga me teeme seda, sest me õppisime seda kelleltki, meie esivanemalt. Sama kehtib ka koodi kohta.

Kõige loogilisem põhjus, miks kõik organismid jagavad geneetilist koodi, on see, et nende vormide ühine esivanem kasutas sama süsteemi.

Sama juhtub mitmesuguste ainevahetusradade puhul, mis esinevad mitmesugustes organismides, nagu näiteks glükolüüs.

Sügav homoloogia

Molekulaarbioloogia saabumine ja võime sekveneerida andsid uue termini: sügav homoloogia. Need tulemused võimaldasid meil järeldada, et kuigi kaks organismi on oma morfoloogia poolest erinevad, võivad nad omada geneetilise regulatsiooni mustrit.

Seega toob sügav homoloogia uue morfoloogilise arengu perspektiivi. Seda mõistet kasutati esmakordselt prestiižse ajakirja artikli mõistes Loodus pealkirjaga: Fossiilid, geenid ja loomade jäsemete areng.

Shubin et al., Artikli autorid määratlevad selle kui "geneetiliste radade olemasolu, mis on seotud regulatsiooniga, mida kasutatakse, et konstrueerida omadusi erinevatel loomadel morfoloogia ja filogeneetiliselt kaugelt". Teisisõnu, analoogsetes struktuurides võib leida sügavaid homoloogiaid.

Geen Pax6 Sellel on asendamatu roll nägemuse tekkimisel molluskites, putukates ja selgroogsetes. Geenid Hox, teisest küljest on need olulised jäsemete ehitamiseks kaladele ja tetrapoodide liikmetele. Mõlemad on näited sügavast homoloogiast.

Analoogia ja homoplaasia

Kui soovitakse uurida kahe protsessi või struktuuri sarnasust, võib seda teha nii funktsiooni kui ka välimuse poolest, mitte ainult järgmiste ühiste kriteeriumide järgi.

Seega on kaks omavahel seotud terminit: analoogia, mis kirjeldab sarnaste funktsioonidega omadusi ja millel võib olla ühine esivanem või mitte..

Teisest küljest viitab homoplasia struktuuridele, mis lihtsalt sarnanevad üksteisega. Kuigi need mõisted pärinevad 19. sajandist, said nad arenevate ideede tekkimisega populaarsust.

Näiteks liblikate ja lindude tiibadel on sama funktsioon: lend. Seega võime järeldada, et need on analoogsed, kuid me ei saa nende päritolu jälgida tiibadega ühistest esivanematest. Sel põhjusel ei ole nad homoloogsed struktuurid.

Sama kehtib nahkhiirte ja lindude tiibade kohta. Kuid luud, mis moodustavad üksteise suhtes homoloogse, sest me saame jälgida nende liini ühist päritolu, mis jagavad ülemise jäseme luumustrit: küünarnukk, kuup, raadius, phalanges jne. Pange tähele, et terminid ei välista üksteist.

Homoplasiat võib kajastada sarnastes struktuurides, näiteks delfiini ja kilpkonna uimedes.

Tähtsus evolutsioonis

Homoloogia on evolutsioonilise bioloogia peamine kontseptsioon, sest ainult see peegeldab
organismide ühine esivanem.

Kui soovime rekonstrueerida filogeenia, et luua sugulussuhe, päritolu ja kahe liigi päritolu, ja ekslikult kasutame omadust, mis jagab ainult vormi ja funktsiooni, jõuame vale järelduseni.

Näiteks kui tahame määrata nahkhiirte, lindude ja delfiinide vahelisi suhteid ja kasutame tihti tiibu homoloogse iseloomuga, jõuaksime järeldusele, et nahkhiired ja linnud on delfiiniga rohkem seotud kui nahkhiir..

A priori me teame, et see suhe ei ole tõsi, sest me teame, et nahkhiired ja delfiinid on imetajad ja on rohkem seotud üksteisega kui iga linnugrupp. Seetõttu peame muu hulgas kasutama homoloogseid märke, nagu piimanäärmed, kolm kõrva keskmist väikest luud..

Viited

  1. Hall, B. K. (toim.). (2012). Homoloogia: võrdleva bioloogia hierarhiline alus. Academic Press.
  2. Kardong, K. V. (2006). Selgroogsed: võrdlev anatoomia, funktsioon, evolutsioon. McGraw-Hill.
  3. Lickliter, R., ja Bahrick, L. E. (2012). Homoloogia mõiste kui arengumehhanismide hindamise alus: valikulise tähelepanu uurimine kogu eluea jooksul. Arengupsühobioloogia, 55(1), 76-83.
  4. Rosenfield, I., Ziff, E. ja Van Loon, B. (2011). DNA: Maailma raputanud molekuli graafiline juhend. Columbia University Press.
  5. Scharff, C., & Petri, J. (2011). Evo-devo, sügav homoloogia ja FoxP2: mõju kõne ja keele arengule. Londoni Royal Society filosoofilised tehingud. B-seeria, bioloogiad, 366(1574), 2124-40.
  6. Shubin, N., Tabin, C. & Carroll, S. (1997). Fossiilid, geenid ja loomade jäsemete areng. Loodus, 388(6643), 639.
  7. Shubin, N., Tabin, C. & Carroll, S. (2009). Sügav homoloogia ja evolutsioonilise uudsuse algus. Loodus, 457(7231), 818.
  8. Soler, M. (2002). Evolutsioon: bioloogia alus. Lõuna-projekt.