HOMOLOGICKÉ A ANALOGICKÉ ŠTRUKTÚRY (S PRÍKLADMI) - BIOLÓGIE - 2026

Homologické konštrukcie sú časti biologického organizmu, ktoré zdieľajú spoločný predok, zatiaľ čo analógový vykonávať podobné funkcie. Pri porovnaní dvoch procesov alebo štruktúr ich môžeme priradiť ako homológy a analógy.

Tieto koncepty získali popularitu po objavení sa evolučnej teórie a ich uznanie a rozlíšenie sú kľúčom k úspešnej rekonštrukcii fylogenetických vzťahov medzi organickými bytosťami.

Zdroj: Волков Владислав Петрович (Vladlen666); preklad Angelito7 prostredníctvom Wikimedia Commons

Teoretické základy

U dvoch druhov je zvláštnosť definovaná ako homologická, ak bola odvodená od spoločného predka. Možno to bolo značne upravené a nemusí mať nevyhnutne rovnakú funkciu.

Pokiaľ ide o analógie, niektorí autori často používajú termín homoplazia synonymne a zameniteľne na označenie podobných štruktúr, ktoré sú prítomné u dvoch alebo viacerých druhov a nezdieľajú blízkeho spoločného predka.

Naproti tomu v iných zdrojoch sa pojem analógia používa na označenie podobnosti dvoch alebo viacerých štruktúr z hľadiska funkcie, zatiaľ čo homoplazia je obmedzená na hodnotenie štruktúr podobných sebe, morfologicky.

Znak môže byť tiež homológny medzi dvoma druhmi, ale stav nie je možný. Pentadaktylová skupina je vynikajúcim príkladom tejto skutočnosti.

U ľudí a krokodílov môžeme rozlíšiť päť prstov, nosorožce však majú štruktúry s tromi prstami, ktoré nie sú homológne, pretože sa tento stav vyvinul nezávisle.

Aplikácia týchto pojmov nie je obmedzená na morfológiu jednotlivca, môžu sa tiež použiť na opis bunkových, fyziologických, molekulárnych charakteristík atď.

Ako sa diagnostikujú homológie a analógie?

Hoci pojmy homológia a analógia sa dajú ľahko definovať, nedajú sa ľahko diagnostikovať.

Biológovia vo všeobecnosti tvrdia, že určité štruktúry sú navzájom homológne, ak existuje vzájomná korešpondencia v porovnaní s ostatnými časťami tela a korešpondencia v štruktúre, ak je štruktúra zložená. Embryologické štúdie tiež zohrávajú dôležitú úlohu pri diagnostike.

Akákoľvek korešpondencia, ktorá môže existovať vo forme alebo funkcii, teda nie je užitočným prvkom na diagnostiku homológií.

Prečo existujú analógie?

Vo väčšine prípadov - ale nie všetky - druhy s podobnými charakteristikami obývajú regióny alebo zóny s podobnými podmienkami a sú vystavené porovnateľným selektívnym tlakom.

Inými slovami, druh vyriešil problém rovnakým spôsobom, aj keď nie vedome.

Tento proces sa nazýva konvergentný vývoj. Niektorí autori uprednostňujú oddeliť konvergentný vývoj od paralel.

Konvergentná evolúcia alebo konvergencia vedie k formovaniu povrchných podobností, ktoré sa vyskytujú prostredníctvom rôznych vývojových dráh. Paralelizmus na druhej strane zahŕňa podobné vývojové cesty.

Príklady

- Tvary tvaru u vodných živočíchov

V aristotelských časoch sa výskyt v tvare vretena ryby a veľryby považoval za dostatočný na zoskupenie oboch organizmov do širokej a nepresnej kategórie rýb.

Keď však starostlivo analyzujeme vnútornú štruktúru oboch skupín, môžeme dospieť k záveru, že podobnosť je výlučne vonkajšia a povrchná.

Pri použití evolučného myslenia môžeme predpokladať, že v priebehu miliónov rokov, vývojové sily ťažili zo zvýšenej frekvencie vodných jedincov prejavujúcich tento konkrétny tvar.

Môžeme tiež predpokladať, že táto fúzia morfológie priniesla určité výhody, napríklad minimalizáciu trenia a zvýšenie lokomočnej kapacity vo vodnom prostredí.

Existuje veľmi špecifický prípad podobnosti medzi dvoma skupinami vodných živočíchov: delfíny a už zaniknuté ichtyosaury. Keby zvedaví čitatelia hľadali obrázok tejto poslednej skupiny sauropsidov, mohli by to ľahko pomýliť s delfínmi.

-Zuby v anuranoch

Fenomén, ktorý môže viesť k objaveniu sa analógií, je odvrátenie postavy do jej pôvodnej podoby. V systematike môže byť táto udalosť mätúca, pretože nie všetky potomkové druhy budú mať rovnaké vlastnosti alebo vlastnosti.

Existuje niekoľko druhov žiab, ktoré evolučnou reverziou získali zuby v dolnej čeľusti. „Normálnym“ stavom žab je neprítomnosť zubov, hoci ich vlastnil ich spoločný predok.

Bolo by preto chybou myslieť si, že zuby týchto zvláštnych žab sú homológne s ohľadom na zuby inej skupiny zvierat, pretože ich nezískali od spoločného predka.

- Podobný medzi austrálskymi vačkami a juhoamerickými cicavcami

Podobnosti, ktoré existujú medzi obidvoma skupinami zvierat, sa odvodzujú od spoločného predka - cicavca -, ale získali sa odlišne a nezávisle v austrálskych skupinách metatarských cicavcov a v juhoamerických eutheriánskych cicavcoch.

kaktus

Príklady analógie a homológie sa neobmedzujú iba na živočíšnu ríšu, tieto udalosti sú rozptýlené v celom zložitom a zložitom strome života.

V rastlinách existuje množstvo úprav, ktoré umožňujú toleranciu k púštnemu prostrediu, ako sú sukulentné stonky, stĺpovité stonky, chrbty s ochrannými funkciami a značné zníženie povrchu listov (listov).

Nie je však správne zoskupovať všetky rastliny, ktoré majú tieto vlastnosti, ako kaktusy, pretože jednotlivci, ktorí ich nesú, ich nezískali od spoločného predka.

V skutočnosti existujú tri rôzne rodiny phanerogamov: Euphorbiaceae, Cactaceae a Asclepiadaceae, ktorých predstavitelia konvergenčne získali adaptácie do suchých prostredí.

Dôsledky zámeny analogickej štruktúry s homológnou štruktúrou

V evolučnej biológii av iných odvetviach biológie je koncept homológie zásadný, pretože nám umožňuje založiť fylogenézu organických bytostí - jednu z najvýraznejších úloh súčasných biológov.

Je potrebné zdôrazniť, že iba homologické charakteristiky primerane odrážajú spoločný pôvod organizmov.

Zoberme si, že v určitej štúdii chceme objasniť evolučnú históriu troch organizmov: vtákov, netopierov a myší. Keby sme napríklad použili charakteristiku krídel na rekonštrukciu našej fylogénie, dospeli by sme k nesprávnemu záveru.

Prečo? Pretože vtáky a netopiere majú krídla a predpokladali by sme, že sú viac prepojené navzájom ako myši. A priori však vieme, že myši aj netopiere sú cicavce, takže sú viac prepojené navzájom ako vták.

Potom musíme hľadať homologické vlastnosti, ktoré nám umožnia správne objasniť tento vzorec. Napríklad prítomnosť vlasov alebo mliečnych žliaz.

Pri použití tejto novej vízie nájdeme správny vzorec vzťahov: netopier a myš sú medzi sebou viac spojené s vtákom.

Referencie

1. Arcas, LP (1861). Prvky zoológie. Tlač Gabriel Alhambra.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Pozvánka na biológiu. Panamerican Medical Ed.
3. Hall, BK (vyd.). (2012). Homológia: hierarchický základ porovnávacej biológie. Academic Press.
4. Kardong, KV (2006). Stavovce: porovnávacia anatómia, funkcia, vývoj. McGraw-Hill.
5. Lickliter, R. a Bahrick, LE (2012). Koncept homológie ako základ pre hodnotenie vývojových mechanizmov: skúmanie selektívnej pozornosti počas celého života. Vývojová psychobiológia, 55 (1), 76-83.
6. Raven, PH, Evert, RF a Eichhorn, SE (1992). Plant Biology (zväzok 2). Obrátil som sa.
7. Soler, M. (2002). Evolúcia: základ biológie. Južný projekt.