Ομόλογες και ανάλογες δομές (με παραδείγματα)

Το ομόλογη δομή είναι μέρη ενός βιολογικού οργανισμού που μοιράζονται έναν κοινό πρόγονο, ενώ οι ανάλογοι εκτελούν παρόμοιες λειτουργίες. Όταν συγκρίνουμε δύο διαδικασίες ή δομές, μπορούμε να τις αναθέσουμε ως ομόλογα και ανάλογα.

Αυτές οι έννοιες κέρδισαν δημοτικότητα μετά την εμφάνιση της εξελικτικής θεωρίας και η αναγνώρισή τους και η διάκριση τους είναι καθοριστικές για την επιτυχή ανασυγκρότηση των φυλογενετικών σχέσεων μεταξύ των οργανικών όντων.

Ευρετήριο

• 1 Θεωρητικές βάσεις
• 2 Πώς διαγιγνώσκονται οι ομολογίες και οι αναλογίες?
• 3 Γιατί υπάρχουν αναλογίες?
• 4 Παραδείγματα
  • 4.1 - Φυσιδομορφή σε υδρόβια ζώα
  • 4.2 -Teeth σε anurans
  • 4.3 - Εμφανίσεις μεταξύ αυστραλιανών μαρσιποφόρων και θηλαστικών της Νότιας Αμερικής
  • 4.4 Κάκτος
• 5 Συνέπειες της σύγχυσης μιας ανάλογης δομής με μια ομόλογη
• 6 Αναφορές

Θεωρητικές βάσεις

Σε δύο είδη, ένας χαρακτήρας ορίζεται ως ομόλογο εάν προέρχεται από έναν κοινό πρόγονο. Αυτό μπορεί να έχει τροποποιηθεί έντονα και δεν έχει απαραιτήτως την ίδια λειτουργία.

Όσον αφορά τις αναλογίες, ορισμένοι συγγραφείς συχνά χρησιμοποιούν συνώνυμα και εναλλακτικά τον όρο ομοπλασία για να αναφερθούν σε παρόμοιες δομές που υπάρχουν σε δύο ή περισσότερα είδη και δεν μοιράζονται έναν κοινό πρόγονο σε κοντινή απόσταση.

Σε αντίθεση, άλλες πηγές, ο όρος 'αναλογία χρησιμοποιείται για να ορίσει το σαν δύο ή περισσότερες δομές από την άποψη της λειτουργίας, ενώ homoplasy περιορίζεται να αξιολογήσει παρόμοιες δομές μαζί, μορφολογικά μιλώντας.

Επιπλέον, ένας χαρακτήρας μπορεί να είναι ομόλογος μεταξύ δύο ειδών, αλλά μια κατάσταση του χαρακτήρα δεν μπορεί. Το πεντανακτύλιο είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα αυτού του γεγονότος.

Στους ανθρώπους και τους κροκόδειλους μπορούμε να διακρίνουμε πέντε δάχτυλα, ωστόσο οι ρινόκεροι έχουν δομές με τρία δάκτυλα που δεν είναι ομόλογες, αφού αυτή η κατάσταση έχει εξελιχθεί ανεξάρτητα.

Η εφαρμογή αυτών των όρων δεν περιορίζεται στη μορφολογία του ατόμου, αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την περιγραφή κυτταρικών, φυσιολογικών, μοριακών, κλπ. Χαρακτηριστικών.

Πώς διαγιγνώσκονται οι ομολογίες και οι αναλογίες?

Αν και οι όροι ομολογία και αναλογία είναι εύκολο να οριστούν, δεν είναι εύκολο να διαγνωσθούν.

Γενικά, οι βιολόγοι προτείνουν ότι ορισμένες δομές είναι ομόλογες μεταξύ τους, αν υπάρχει αντιστοιχία στη θέση σε σχέση με άλλα μέρη του σώματος και αλληλογραφία στη δομή, σε περίπτωση που συντίθεται η δομή. Οι εμβρυολογικές μελέτες διαδραματίζουν επίσης σημαντικό ρόλο στη διάγνωση.

Με αυτό τον τρόπο, οποιαδήποτε αλληλογραφία που μπορεί να υπάρχει σε μορφή ή λειτουργία δεν είναι ένα χρήσιμο χαρακτηριστικό για τη διάγνωση ομολόγων.

Γιατί υπάρχουν αναλογίες?

Στις περισσότερες περιπτώσεις - αλλά όχι σε όλα - τα είδη με παρόμοια χαρακτηριστικά κατοικούν περιοχές ή ζώνες με παρόμοιες συνθήκες και υπόκεινται σε συγκρίσιμες επιλεκτικές πιέσεις.

Με άλλα λόγια, το είδος λύθηκε ένα πρόβλημα με τον ίδιο τρόπο, αν και όχι συνειδητά, φυσικά.

Αυτή η διαδικασία ονομάζεται συγκλίνουσα εξέλιξη. Μερικοί συγγραφείς προτιμούν να χωρίζουν τη σύγκλιση από τις παραλληλισμούς.

Η συγκλίνουσα εξέλιξη ή σύγκλιση οδηγεί στο σχηματισμό επιφανειακών ομοιοτήτων που εμφανίζονται μέσω διαφορικών αναπτυξιακών οδών. Ο παραλληλισμός, από την άλλη πλευρά, περιλαμβάνει παρόμοιες αναπτυξιακές οδούς.

Παραδείγματα

-Σχηματική μορφή στα υδρόβια ζώα

Κατά τους Αριστοτελικούς χρόνους, η φουτουριστική όψη ενός ψαριού και μιας φάλαινας θεωρήθηκε επαρκής για την ομαδοποίηση των δύο οργανισμών στην ευρεία και ασαφή κατηγορία των "ψαριών".

Ωστόσο, όταν αναλύουμε προσεκτικά την εσωτερική δομή και των δύο ομάδων, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η ομοιότητα είναι αποκλειστικά εξωτερική και επιφανειακή.

Εφαρμόζοντας την εξελικτική σκέψη, μπορούμε να υποθέσουμε ότι, για εκατομμύρια χρόνια, οι εξελικτικές δυνάμεις ωφελήθηκαν από την αυξημένη συχνότητα των υδρόβιων ατόμων που παρουσιάζουν αυτή τη συγκεκριμένη μορφή.

Μπορούμε να υποθέσουμε, επιπλέον, ότι αυτή η μορφολογία του fusiform έδωσε κάποιο όφελος, όπως η ελαχιστοποίηση της τριβής και η αύξηση της ικανότητας μετακίνησης σε υδάτινα περιβάλλοντα.

Υπάρχει μια πολύ ιδιαίτερη περίπτωση ομοιότητας μεταξύ δύο ομάδων υδρόβιων ζώων: τα δελφίνια και οι εξαφανισμένοι ιχθυοσωματίες. Εάν ο περίεργος αναγνώστης κοίταξε μια εικόνα αυτής της τελευταίας ομάδας σαυροψιδών, θα μπορούσε εύκολα να το μπερδέψει για τα δελφίνια.

-Δόντια σε ασους

Ένα φαινόμενο που μπορεί να οδηγήσει στην εμφάνιση αναλογιών είναι η αναστροφή ενός χαρακτήρα στην προγονική του μορφή. Στη συστηματική, το γεγονός αυτό μπορεί να προκαλέσει σύγχυση, αφού δεν είναι όλα τα είδη των απογόνων που έχουν τα ίδια χαρακτηριστικά ή χαρακτηριστικά.

Υπάρχουν μερικά είδη βατράχων τα οποία, εξαιτίας της εξελικτικής αναστροφής, απέκτησαν δόντια στην κάτω γνάθο. Η "κανονική" κατάσταση των βατράχων είναι η απουσία δοντιών, παρόλο που ο κοινός πρόγονος τους είχε.

Έτσι, θα ήταν λάθος να σκεφτόμαστε ότι τα δόντια αυτών των ιδιότυπων βατράχων είναι ομόλογα σε σχέση με τα δόντια μιας άλλης ομάδας ζώων, αφού δεν τα απέκτησαν από έναν κοινό πρόγονο.

-Ομοιότητες μεταξύ αυστραλιανών μαρσιποφόρων και θηλαστικών της Νότιας Αμερικής

Οι ομοιότητες μεταξύ των δύο ομάδων ζώων που προέρχονται από έναν κοινό πρόγονο - ένα θηλαστικό - αλλά αποκτήθηκαν απόκλιση και ανεξάρτητα στην αυστραλιανή ομάδες metaterios θηλαστικά και Νοτιοαφρικάνικη θηλαστικά eutherians.

Κάκτος

Τα παραδείγματα της αναλογίας και της ομολογίας δεν περιορίζονται μόνο στο ζωικό βασίλειο, τα γεγονότα αυτά είναι ευρέως διαδεδομένα σε όλο το περίπλοκο και περίπλοκο δέντρο της ζωής.

Στα φυτά, μια σειρά από προσαρμογές που επιτρέπουν περιβάλλοντα έρημο ανοχής όπως χυμώδεις μίσχους, στήλες μίσχους, αγκάθια με την προστασία και την σημαντική μείωση της επιφάνειας του φύλλου (φύλλων).

Ωστόσο, δεν είναι σωστό να ομαδοποιήσουμε όλα τα φυτά που έχουν αυτά τα χαρακτηριστικά ως κάκτους, αφού τα άτομα που τα φέρουν δεν τα απέκτησαν από έναν κοινό πρόγονο..

Στην πραγματικότητα, υπάρχουν τρεις διαφορετικές οικογένειες των ανθοφόρων φυτών: ευφορβιοειδών, Cactaceae και Asclepiadaceae, οι εκπρόσωποι των οποίων συγκλίνοντα αποκτήσει προσαρμογές άνυδρες περιβάλλοντα.

Συνέπειες της σύγχυσης μιας ανάλογης δομής με μια ομόλογη

Στην εξελικτική βιολογία και άλλους κλάδους της βιολογίας, η έννοια της ομολογίας είναι κρίσιμη, διότι μας επιτρέπει να καθοριστεί η φυλογένεση των οργανικών όντων - ένα από τα πιο εμφανή τρέχουσες εργασίες των βιολόγων.

Πρέπει να τονιστεί ότι μόνο ομόλογα χαρακτηριστικά αντικατοπτρίζουν επαρκώς την κοινή καταγωγή των οργανισμών.

Σκεφτείτε ότι σε μια συγκεκριμένη μελέτη θέλουμε να διασαφηνίσουμε την εξελικτική ιστορία τριών οργανισμών: πτηνών, νυχτερίδων και ποντικών. Αν πήραμε, για παράδειγμα, το χαρακτηριστικό των φτερών για να ανακατασκευάσουμε τη φυλογένεση μας, θα καταλήγαμε σε λάθος συμπέρασμα.

Γιατί; Επειδή τα πουλιά και οι νυχτερίδες έχουν φτερά και θα υποθέσουμε ότι είναι πιο σχετικές μεταξύ τους από κάθε ένα με το ποντίκι. Ωστόσο, γνωρίζουμε a priori ότι τόσο τα ποντίκια όσο και οι νυχτερίδες είναι θηλαστικά, επομένως συνδέονται περισσότερο μεταξύ τους παρά με το πουλί.

Στη συνέχεια, πρέπει να αναζητήσουμε χαρακτηριστικά ομόλογο που μας επιτρέπουν να διασαφηνίσουμε σωστά το πρότυπο. Για παράδειγμα, η παρουσία μαλλιών ή μαστικών αδένων.

Εφαρμόζοντας αυτό το νέο όραμα θα δώσουμε με το σωστό μοτίβο των σχέσεων: η νυχτερίδα και το ποντίκι είναι πιο σχετικές μεταξύ τους από κάθε ένα με το πουλί.

Αναφορές

1. Arcas, L. Ρ. (1861). Στοιχεία της ζωολογίας. Εκτύπωση του Γαβριήλ Αλάμπρα.
2. Curtis, Η., & Schnek, Α. (2006). Πρόσκληση στη Βιολογία. Ed. Panamericana Medical.
3. Hall, Β. Κ. (Ed.). (2012). Ομολογία: Η ιεραρχική βάση της συγκριτικής βιολογίας. Academic Press.
4. Kardong, Κ. V. (2006). Σπονδυλωτά: συγκριτική ανατομία, λειτουργία, εξέλιξη. McGraw-Hill.
5. Lickliter, R., & Bahrick, L.E. (2012). Η έννοια της ομολογίας ως βάση για την αξιολόγηση των αναπτυξιακών μηχανισμών: διερεύνηση επιλεκτικής προσοχής κατά τη διάρκεια της ζωής. Αναπτυξιακή ψυχοβιολογία, 55(1), 76-83.
6. Raven, Ρ. Η., Evert, R.F. & Eichhorn, S.E. (1992). Βιολογία φυτών (Τόμος 2). Αντίστροφα.
7. Soler, Μ. (2002). Εξέλιξη: η βάση της Βιολογίας. Νότιο έργο.