HOMOLÓG ÉS ANALÓG STRUKTÚRÁK (PÉLDÁKKAL) - BIOLÓGIA - 2025

A homológ szerkezet egy biológiai szervezet olyan része, amelynek közös ősöse van, míg az analóg hasonló funkciókat lát el. Ha két folyamatot vagy struktúrát hasonlítunk össze, homológok és analógokként osztályozhatjuk őket.

Ezek a fogalmak az evolúciós elmélet megjelenése után népszerűvé váltak, elismerésük és megkülönböztetésük kulcsa a szerves lények közötti filogenetikai kapcsolatok sikeres rekonstrukciójának.

Forrás: Волков Владислав Петрович (Vladlen666); Angelito7 fordítása, a Wikimedia Commons segítségével

Elméleti alapok

Két fajban egy tulajdonságot homológnak tekintünk, ha egy közös ősből származik. Lehetséges, hogy ezt széles körben módosították, és nem feltétlenül rendelkezik ugyanazzal a funkcióval.

Az analógiákkal kapcsolatban egyes szerzők gyakran használják a homoplazia kifejezést szinonimán és felcserélhetően, hogy hasonló szerkezetekre utaljanak, amelyek két vagy több fajban vannak jelen, és amelyek nem rendelkeznek közeli közös ősökkel.

Ezzel szemben más forrásokban az analógia kifejezést használják kettő vagy több struktúra funkcionális hasonlóságának megjelölésére, míg a homoplazia az egymáshoz hasonló szerkezetek morfológiai szempontból történő értékelésére korlátozódik.

Ugyancsak egy tulajdonság lehet homológ két faj között, de a tulajdonság állapota nem. A pentadaktil kiváló példa erre a tényre.

Az emberekben és a krokodilokban öt ujj megkülönböztethető, azonban az orrszarvúknak három ujjú struktúrája nem homológ, mivel ez az állapot egymástól függetlenül fejlődik ki.

Ezeknek a kifejezéseknek az alkalmazása nem korlátozódik az egyén morfológiájára, hanem sejtbeli, élettani, molekuláris tulajdonságok leírására is felhasználható.

Hogyan diagnosztizálják a homológiákat és analógiákat?

Bár a homológia és az analógia kifejezéseket könnyű meghatározni, ezeket nem könnyű diagnosztizálni.

A biológusok általában azt állítják, hogy bizonyos struktúrák homológok egymással, ha a test többi részéhez viszonyított helyzetben egyezés van, és a szerkezetben egyezés van, ha a szerkezet kompozit. Az embriológiai vizsgálatok szintén fontos szerepet játszanak a diagnózisban.

Tehát minden formában vagy funkcióban létező levelezés nem hasznos jellemző a homológiák diagnosztizálásához.

Miért léteznek analógiák?

A legtöbb esetben - de nem mindenben - hasonló tulajdonságokkal rendelkező fajok hasonló feltételekkel rendelkező régiókban vagy zónákban élnek, és hasonló szelektív nyomásnak vannak kitéve.

Más szavakkal, a faj ugyanúgy oldotta meg a problémát, bár természetesen nem tudatosan.

Ezt a folyamatot konvergens evolúciónak nevezzük. Egyes szerzők inkább a konvergens evolúciót választják el a párhuzamoktól.

A konvergens evolúció vagy konvergencia felületes hasonlóságok kialakulásához vezet, amelyek differenciális fejlődési utakon keresztül alakulnak ki. A párhuzamosság viszont hasonló fejlõdési utakkal jár.

Példák

-Fürtös alak a víziállatokban

Az arisztoteliai időkben a halak és a bálna orsó alakú megjelenését elegendőnek ítélték, hogy mindkét szervezetet a "hal" széles és pontatlan kategóriába csoportosítsák.

Amikor azonban mindkét csoport belső szerkezetét alaposan elemezzük, arra következtethetünk, hogy a hasonlóság kizárólag külső és felületes.

Az evolúciós gondolkodás alkalmazásával feltételezhetjük, hogy az evolúciós erők millióinak évei során előnye volt az egyedülálló gyakoriságú vízi egyéneknek, akik ezt az egyedi formát mutatják.

Feltételezhetjük azt is, hogy ez a fusiform morfológia bizonyos előnyökkel jár, például minimalizálja a súrlódást és növeli a mozgási képességet a vízi környezetben.

A víziállatok két csoportja: a delfinek és a ma már kihalt ichtiozauruszok között nagyon különös hasonlóságok vannak. Ha a kíváncsi olvasó képet keresne a sauropsidok ezen utolsó csoportjáról, könnyen megtéveszthetik a delfinekkel.

-A fogak anuránban

Az a jelenség, amely analógiák megjelenéséhez vezet, a karakter visszatérése ősi formájába. Szisztematikában ez az esemény zavaró lehet, mivel nem minden leszármazott faj rendelkezik azonos jellemzőkkel vagy tulajdonságokkal.

Vannak olyan békák fajai, amelyek az evolúciós visszafordulás révén fogakat szereztek az alsó állkapocson. A békák "normális" állapota a fogak hiánya, bár közös őseik rendelkeztek velük.

Így tévedés lenne azt gondolni, hogy ezen sajátos békák fogai homológok egy másik állatcsoport fogaihoz képest, mivel nem a közös ősektől szerezték meg őket.

- Hasonló az ausztrál kisgyermekek és a dél-amerikai emlősök között

A hasonlóságok, amelyek mindkét állatcsoport között léteznek, egy közös ősből származnak - egy emlősből -, de különbséggel és egymástól függetlenül szerezték meg őket a metatériás emlősök ausztrál csoportjaiban és a dél-amerikai eutheriai emlősökben.

Kaktusz

Az analógia és a homológia példái nem korlátozódnak kizárólag az állatvilágra, ezek az események az egész komplex és bonyolult életfában terjednek.

A növényekben számos olyan adaptáció létezik, amelyek lehetővé teszik a toleranciát a sivatagi környezettel szemben, például nedvdús szárok, oszlopos szárok, védő funkcióval rendelkező tüskék és a lombozat felületének (levelek) jelentős csökkenése.

Ugyanakkor nem helyes az összes ilyen jellegű növényt kaktuszként csoportosítani, mivel azokat hordozó egyének nem az ősektől szerezték meg őket.

Valójában a phanerogams három különböző családja van: Euphorbiaceae, Cactaceae és Asclepiadaceae, akiknek képviselői konvergensen elsajátították a száraz környezetet.

Az analóg szerkezet homológ szerkezettel való összetévesztésének következményei

Az evolúciós biológiában és a biológia más ágaiban a homológia fogalma alapvető fontosságú, mivel lehetővé teszi a szerves lények filogenezisének megállapítását - a jelenlegi biológusok egyik legszembetűnőbb feladata.

Hangsúlyozni kell, hogy csak a homológ jellemzők tükrözik megfelelően az organizmusok közös őseit.

Vegye figyelembe, hogy egy bizonyos tanulmányban három organizmus evolúciós történetét szeretnénk tisztázni: madarak, denevérek és egerek. Ha például a szárnyak jellemzőit vesszük alapul a filogenezis rekonstruálásában, akkor rossz következtetésre jutnánk.

Miért? Mivel a madaraknak és a denevéreknek szárnyuk van, és feltételezhetjük, hogy inkább rokonok egymáshoz, mint az egérhez. Azonban tudjuk, hogy mind az egerek, mind a denevérek emlősök, tehát inkább egymással, mint egymással a madárhoz kapcsolódnak.

Ezután olyan homológ tulajdonságokat kell keresnünk, amelyek lehetővé teszik a minta pontos megértését. Például a haj vagy az emlőmirigyek jelenléte.

Ezt az új elképzelést alkalmazva meg fogjuk találni a helyes kapcsolatmintát: a denevér és az egér jobban kapcsolódnak egymáshoz, mint egymáshoz a madárhoz.

Irodalom

1. Arcas, LP (1861). Az állattan elemei. Gabriel Alhambra nyomtatása.
2. Curtis, H. és Schnek, A. (2006). Meghívó a biológiához. Panamerican Medical Ed.
3. Hall, BK (Szerkesztő). (2012). Homológia: Az összehasonlító biológia hierarchikus alapja. Academic Press.
4. Kardong, KV (2006). Gerinces: összehasonlító anatómia, funkció, evolúció. McGraw-Hill.
5. Lickliter, R., és Bahrick, LE (2012). A homológia fogalma, mint a fejlődési mechanizmusok értékelésének alapja: szelektív figyelem felfedezése az élettartam során. Fejlődési pszichobiológia, 55 (1), 76-83.
6. Raven, PH, Evert, RF és Eichhorn, SE (1992). Növénybiológia (2. kötet). Megfordítottam.
7. Soler, M. (2002). Evolúció: a biológia alapja. Déli projekt.