Kas yra biologija? (su pavyzdžiais)



Vienas homologija tai yra struktūra, organas ar procesas dviejuose individuose, kuriuos galima atsekti iki bendros kilmės. Korespondencija neturi būti identiška, struktūra gali būti modifikuota kiekvienoje tiriamoje linijoje. Pavyzdžiui, stuburiniai nariai yra homologiški vienas kitam, nes struktūrą galima atsekti į bendrą šios grupės protėvį.

Homologijos yra lyginamosios biologijos pagrindas. Jis gali būti tiriamas įvairiais lygmenimis, įskaitant molekules, genus, ląsteles, organus, elgesį ir pan. Todėl tai yra esminė koncepcija įvairiose biologijos srityse.

Indeksas

  • 1 Istorinė perspektyva
  • 2 Kas yra homologija?
    • 2.1 Serijos homologija
    • 2.2 Molekulinės homologijos
    • 2.3 Gilus homologija
  • 3 Analogija ir homoplazija
  • 4 Svarba evoliucijoje
  • 5 Nuorodos

Istorinė perspektyva

Homologija yra samprata, susijusi su morfologijos klasifikavimu ir tyrimu per visą istoriją, o jos šaknys yra lyginamosios anatomijos. Tai jau buvo reiškinys, kurį įkvėpė tokie mąstytojai kaip Aristotelis, kurie buvo susipažinę su panašiomis struktūromis įvairiuose gyvūnuose.

1555 m. Belonas paskelbė darbą, kuriame aptariami paukščių ir žinduolių skeleto palyginimai..

„Geoffroy Saint-Hilaire“ buvo struktūros ar struktūros, kurios organizmuose gali skirtis, tačiau santykiuose ir ryšiuose su gretimomis struktūromis vis dar buvo tam tikro pastovumo. Tačiau Saint.Hilaire šiuos procesus apibūdino kaip analogiškus.

Nors šis terminas buvo jo pirmtakai, istoriškai jis priskiriamas zoologui Richardui Owenui, kuris jį apibūdino kaip „tą patį organą įvairiuose gyvūnuose pagal kiekvieną formos ir funkcijos variaciją“..

Owenas tikėjo rūšies nekintamumu, tačiau jis manė, kad organizmų struktūroms reikia paaiškinimo. Iš prieš darvinistinį ir anti-evoliucionistinį požiūrį Owen savo sąvoką sutelkė į „archetipus“ - tam tikrą schemą ar planą, po kurio sekė gyvūnų grupės.

Kas yra homologija?

Šiuo metu terminas „homologija“ apibrėžiamas kaip dvi struktūros, procesai ar savybės, kurios turi bendrą protėvį. Tai reiškia, kad struktūrą galima stebėti laiku iki tos pačios charakteristikos bendrame protėvyje.

Serijos homologija

Serijinė homologija yra ypatingas homologijos atvejis, kai yra vienas po kito einančių ir pakartotinių to paties organizmo dalių panašumas (dvi rūšys ar du asmenys nebėra lyginami).

Tipiniai serijinių homologijų pavyzdžiai yra stuburo slankstelių grandinė, nuoseklios šakinės arkos ir raumenų segmentai, išdėstyti per visą kūną..

Molekulinės homologijos

Molekuliniu lygmeniu taip pat galime rasti homologijų. Akivaizdžiausias yra bendras gyvų organizmų genetinis kodas.

Nėra jokios priežasties, kad tam tikra aminorūgštis būtų susieta su konkrečiu kodonu, nes tai yra savavališkas pasirinkimas - taip pat, kaip žmogaus kalba yra savavališka. Nėra jokios priežasties, kodėl „kėdė“ turėtų būti vadinama tokiu, bet mes tai darome, nes sužinojome jį iš kažkieno, mūsų protėvio. Tas pats pasakytina ir apie kodą.

Labiausiai logiška priežastis, kodėl visi organizmai dalijasi genetiniu kodu, yra tas, kad bendras šių formų protėvis naudojo tą pačią sistemą.

Tas pats pasakytina ir apie daugybę metabolinių takų, esančių įvairiuose organizmuose, pvz., Glikolizėje.

Giliai homologija

Molekulinės biologijos atsiradimas ir gebėjimas sekti suteikė naują terminą: gilų homologiją. Šie rezultatai leido mums daryti išvadą, kad nors du organizmai skiriasi savo morfologija, jie gali turėti genetinio reguliavimo modelį.

Taigi gilus homologija suteikia naują perspektyvą morfologinei evoliucijai. Šis terminas pirmą kartą buvo naudojamas prestižinio žurnalo straipsnyje Gamta pavadintas: Fosilijos, genai ir gyvūnų galūnių raida.

Šubinas et al., Straipsnio autoriai ją apibrėžia kaip „reglamente naudojamų genetinių takų buvimą, naudojamą skirtingų gyvūnų charakteristikų konstravimui morfologijos ir filogenetikos požiūriu“. Kitaip tariant, analogiškose struktūrose galima rasti gilias homologijas.

Genas Pax6 Jis turi būtiną vaidmenį kuriant moliuskus, vabzdžius ir stuburinius gyvūnus. Genai Hox, kita vertus, jie yra svarbūs galūnių statybai žuvyse ir tetrapodų nariams. Abu yra gilių homologijų pavyzdžiai.

Analogija ir homoplazija

Kai pageidaujama ištirti dviejų procesų ar struktūros panašumą, tai galima atlikti atsižvelgiant į funkciją ir išvaizdą, o ne tik pagal bendrą protėvio kriterijų.

Taigi yra du susiję terminai: analogija, kuri apibūdina panašias funkcijas turinčias charakteristikas ir gali turėti bendrą protėvį.

Kita vertus, homoplazija reiškia struktūras, kurios tiesiog primena viena kitą. Nors šie terminai kilo 19-ajame amžiuje, jie įgijo populiarumą evoliucinių idėjų atsiradimu.

Pavyzdžiui, drugelių ir paukščių sparnai atlieka tą pačią funkciją: skrydis. Taigi galime daryti išvadą, kad jie yra analogiški, tačiau negalime atsekti jų kilmės prie sparnų bendrų protėvių. Dėl šios priežasties jos nėra homologinės struktūros.

Tas pats pasakytina apie šikšnosparnių ir paukščių sparnus. Tačiau kaulai, kurie yra, jei jie yra homologiški vienas kitam, nes mes galime surasti bendrą šių linijų kilmę, kuri dalijasi viršutinių galūnių kaulų modeliu: humerus, kubinis, spindulys, phalanges ir tt Atkreipkite dėmesį, kad sąlygos nėra tarpusavyje nesuderinamos.

Homoplazija gali atsispindėti panašiose struktūrose, pavyzdžiui, delfinų ir vėžlių pelekuose.

Svarba evoliucijoje

Homologija yra pagrindinė evoliucinės biologijos samprata, nes tik ji atspindi
tinkamas organizmų bendras protėvis.

Jei norime rekonstruoti filogeniją, kad sukurtume giminystės, protėvių ir dviejų rūšių kilmę, ir netyčia naudojant būdą, kuris dalijasi tik formą ir funkciją, galėtume padaryti klaidingas išvadas.

Pavyzdžiui, jei norime nustatyti ryšius tarp šikšnosparnių, paukščių ir delfinų ir klaidingai naudojome sparnus kaip homologišką charakterį, galėtume padaryti išvadą, kad šikšnosparniai ir paukščiai yra labiau susiję nei šikšnosparniai su delfinu.

A priori mes žinome, kad šie santykiai nėra tiesa, nes žinome, kad šikšnosparniai ir delfinai yra žinduoliai ir yra labiau susiję vienas su kitu nei kiekviena grupė su paukščiais. Todėl, be kita ko, turime naudoti homologinius simbolius, pvz., Pieno liaukas, tris mažus vidurinės ausies kaulus..

Nuorodos

  1. Hall, B. K. (Red.). (2012). Homologija: lyginamosios biologijos hierarchinis pagrindas. „Academic Press“.
  2. Kardong, K. V. (2006). Stuburiniai: lyginamoji anatomija, funkcija, evoliucija. McGraw-Hill.
  3. Lickliter, R., ir Bahrick, L. E. (2012). Homologijos samprata, kaip pagrindas vystymosi mechanizmams įvertinti: atrankinio dėmesio per visą gyvenimą tyrimas. Plėtros psichobiologija, 55(1), 76-83.
  4. Rosenfield, I., Ziff, E. ir Van Loon, B. (2011). DNR: Pasaulio susitvarkančios molekulės grafinis vadovas. „Columbia University Press“.
  5. Scharff, C., ir Petri, J. (2011). Evo-devo, gilus homologija ir FoxP2: pasekmės kalbos ir kalbos raidai. Karališkosios Londono draugijos filosofiniai sandoriai. B serija, biologijos mokslai, 366(1574), 2124-40.
  6. Shubin, N., Tabin, C. & Carroll, S. (1997). Fosilijos, genai ir gyvūnų galūnių raida. Gamta, 388(6643), 639.
  7. Shubin, N., Tabin, C. & Carroll, S. (2009). Gilus homologija ir evoliucinės naujovės kilmė. Gamta, 457(7231), 818.
  8. Soler, M. (2002). Evoliucija: biologijos pagrindas. Pietų projektas.