Informație

18.5F: Structuri omoloage - Biologie


Structurile omoloage sunt structuri similare care au evoluat dintr-un strămoș comun.

obiective de invatare

  • Descrieți legătura dintre evoluție și apariția structurilor omoloage

Puncte cheie

  • Omologia este o relație definită între structuri sau ADN derivate dintr-un strămoș comun și ilustrează descendența unui strămoș comun.
  • Structurile analoage sunt structuri similare din punct de vedere fizic (dar nu genetic), care nu erau prezente în ultimul strămoș comun.
  • Omologia poate fi, de asemenea, parțială; noile structuri pot evolua prin combinația sau părți ale căilor de dezvoltare.
  • Analogia poate fi denumită și homoplasie, care este împărțită în continuare în paralelism, inversare și convergență.

Termeni cheie

  • omologie: O corespondență a structurilor în două forme de viață cu o origine evolutivă comună, cum ar fi flippers și mâini.
  • analogie: Relația dintre caracteristicile aparent similare, dar care nu s-au dezvoltat din aceeași structură
  • homoplasie: O corespondență între părțile sau organele diferitelor specii dobândite ca rezultat al evoluției sau convergenței paralele.

Structuri omoloage

Omologia este relația dintre structuri sau ADN derivat de la cel mai recent strămoș comun. Un exemplu comun de structuri omoloage în biologia evoluției sunt aripile liliecilor și brațele primatelor. Deși aceste două structuri nu arată similar sau au aceeași funcție, genetic, provin din aceeași structură a ultimului strămoș comun. Trăsăturile omoloage ale organismelor sunt explicate prin descendența unui strămoș comun.

Este important de reținut că definirea a două structuri ca omoloage depinde de ce strămoș este descris ca strămoș comun. Dacă ne întoarcem până la începutul vieții, toate structurile sunt omoloage!

În genetică, omologia este măsurată prin compararea secvențelor de proteine ​​sau ADN. Secvențele genetice omoloage au o similaritate ridicată, susținând ipoteza că împărtășesc un strămoș comun.

Omologia poate fi, de asemenea, parțială: noi structuri pot evolua prin combinarea căilor de dezvoltare sau a unor părți ale acestora. Ca urmare, pot evolua structuri hibride sau mozaice care prezintă omologii parțiale. De exemplu, anumite frunze compuse ale plantelor cu flori sunt parțial omoloage atât frunzelor, cât și lăstarilor, deoarece combină unele trăsături de frunze și unele de lăstari.

Structuri paralogice

Secvențele omoloage sunt considerate paralogice dacă ar fi separate de un eveniment de duplicare a genelor; dacă o genă dintr-un organism este duplicată pentru a ocupa două poziții diferite în același genom, atunci cele două copii sunt paralogice.

Un set de secvențe care sunt paralogice se numesc paralogi unul de celălalt. Paralogii au de obicei aceeași funcție sau o funcție similară, dar uneori nu. Se consideră că, din cauza lipsei presiunii selective originale asupra unei copii a genei duplicate, această copie este liberă să mute și să dobândească noi funcții.

Genele paralogice aparțin adesea aceleiași specii, dar nu întotdeauna. De exemplu, gena hemoglobinei oamenilor și gena mioglobinei cimpanzeilor sunt considerați paralogi. Aceasta este o problemă comună în bioinformatică; când genomurile diferitelor specii au fost secvențiate și au fost găsite gene omoloage, nu se poate concluziona imediat că aceste gene au aceeași funcție sau funcție similară, deoarece ar putea fi paralogi a căror funcție a divergut.

Structuri analoge

Opusul structurilor omoloage sunt structuri analoage, care sunt structuri similare fizic între doi taxoni care au evoluat separat (mai degrabă decât prezenți în ultimul strămoș comun). Aripile de liliac și aripile de pasăre au evoluat independent și sunt considerate structuri similare. Din punct de vedere genetic, o aripă de liliac și o aripă de pasăre au foarte puțin în comun; ultimul strămoș comun al liliecilor și păsărilor nu avea aripi ca liliecii sau păsările. Aripile au evoluat independent în fiecare filiație după ce s-au îndepărtat de strămoși cu membrele anterioare care nu au fost folosite ca aripi (mamifere terestre și, respectiv, dinozauri teropodi).

Este important să se facă distincția între diferite niveluri ierarhice ale omologiei pentru a face comparații biologice informative. În exemplul de mai sus, aripile de pasăre și liliac sunt similare cu aripile, dar omoloage ca membrele anterioare, deoarece organul a servit ca antebraț (nu ca o aripă) în ultimul strămoș comun al tetrapodelor.

Analogia este diferită de omologie. Deși caracteristicile analoage sunt similare superficial, ele nu sunt omoloage, deoarece sunt independente din punct de vedere filogenetic. Aripile unei sămânțe de arțar și aripile unui albatros sunt analoage, dar nu omoloage (ambele permit organismului să călătorească pe vânt, dar ambele nu s-au dezvoltat din aceeași structură). Analogia este denumită de obicei homoplasie.


Exemple de structuri omoloage care dezvăluie ascendența noastră comună

Omologia este definită ca asemănarea dintre structurile organice la diferite animale care apare ca urmare a evoluției lor dintr-un strămoș comun. Similitudinea este în ceea ce privește forma pe care o ia structura, precum și funcția pe care o îndeplinește. Astfel de structuri sunt numite structuri omoloage și sunt explicate cu ajutorul exemplelor din acest post BiologyWise.

Omologia este definită ca asemănarea dintre structurile organice la diferite animale care apare ca urmare a evoluției lor dintr-un strămoș comun. Similitudinea este în ceea ce privește forma pe care o ia structura, precum și funcția pe care o îndeplinește. Astfel de structuri sunt numite structuri omoloage și sunt explicate cu ajutorul exemplelor din acest post BiologyWise.

Omologie nu analogie!

Structurile omoloage sunt similare din punct de vedere structural și funcțional și derivate dintr-un strămoș comun, în timp ce structurile analoge au funcții similare, dar nu provin dintr-un strămoș comun.

Doriți să scrieți pentru noi? Ei bine, căutăm scriitori buni care vor să răspândească vestea. Luați legătura cu noi și vom vorbi.

Termenul omologie a fost inventat în anul 1656. Este derivat din cuvintele grecești homos, adică & # 8216același & # 8217 și logos, adică & # 8216 relație & # 8217. Acest termen a fost îmbunătățit în continuare de Ray Lankester, un zoolog britanic, care a furnizat încă doi termeni care descriu tipul de omologie observat. & # 8216Homogenie & # 8217 implică omologie datorită moștenirii unei trăsături de la un strămoș comun și & # 8216homoplastie & # 8217 implică apariția omologiei datorită oricăror și a tuturor celorlalți factori. Homoplastia este denumită și analogie.

Structurile omoloage nu indică doar caracteristicile fizice ale organismelor, ci se referă și la secvențele genetice conservate și la dihotomia observată între diferite organe care decurg din același tip de țesut embrionar. Pe baza acestora, omologia dintre organisme poate fi clasificată în trei tipuri.


Ce sunt structurile omoloage

Structurile omoloage fac parte din corpul unei specii care sunt anatomic similare cu partea comparativă a unei alte specii. Structurile omoloage sugerează că diverse specii sunt derivate de la un strămoș comun în timp. Prin urmare, anatomia structurilor omoloage poate fi utilizată ca fapt pentru a dezvolta copaci filogenetici ai vieții. Funcția structurilor omoloage poate fi diferită. Speciile înrudite constau din structuri omoloage mai similare în structura lor internă.

Figura 1: Scheletele brațelor mamiferelor
120 - Salamandre, 121 - Broască țestoasă, 122 - Crocodil, 123 - Pasăre, 124 - Liliac, 125 - Balenă, 126 - Aluniță, 127 & # 8211 Om

Structurile membrelor mamiferelor sunt un exemplu de structuri omoloage. Brațul uman este foarte asemănător cu flipperul balenelor, piciorul pisicilor și aripa liliecilor în structură anatomică. Structura membrului este compusă dintr-un os mare mare al brațului, două oase inferioare ale brațului împreună cu o colecție de oase mai mici în zona încheieturii mâinii. Deși structura membrului este similară, funcțiile lor sunt diferite, cum ar fi mersul pe jos, zborul și înotul. Structurile omoloage sunt dezvoltate prin evoluție divergentă ca adaptare la diferite condiții de mediu.


Omologie

Când botanistul suedez Carolus Linnaeus își formula sistemul de taxonomie pentru a numi și clasifica organismele în anii 1700, modul în care arăta specia a fost factorul determinant al grupului în care a fost plasată specia. Pe măsură ce timpul a trecut și tehnologia a avansat, structurile omoloage au devenit mai importante în luarea deciziei plasării finale pe arborele filogenetic al vieții.

Sistemul de taxonomie al lui Linnaeus plasează speciile în categorii largi. Categoriile majore de la general la specific sunt regatul, filumul, clasa, ordinea, familia, genul și speciile. Pe măsură ce tehnologia a evoluat, permițând oamenilor de știință să studieze viața la nivel genetic, aceste categorii au fost actualizate pentru a include domeniul, cea mai largă categorie din ierarhia taxonomică. Organismele sunt grupate în principal în funcție de diferențele în structura ARN ribozomal.


Asemănări între structurile omoloage și structurile vestigiale

  • Structurile omoloage și structurile vestigiale sunt două tipuri de structuri anatomice care oferă dovezi ale evoluției la animale.
  • Anatomia comparativă este domeniul care studiază asemănările și diferențele dintre structurile diferitelor specii.
  • De asemenea, ambele tipuri de structuri prezintă evoluție ca urmare a adaptării la mediu.
  • Cu toate acestea, ambele tipuri de structuri au o ascendență comună, deoarece au evoluat ca structuri omoloage.

Omologie și analogie - O lecție de biologie

Anatomia comparativă este studiul asemănărilor și diferențelor din structurile organismelor. Trăsăturile fizice pot fi considerate omoloage sau analoage, dar ce înseamnă asta?

Structurile omoloage sunt trăsături fizice similare în organismele care împărtășesc un strămoș comun, dar trăsăturile îndeplinesc funcții complet diferite. Un exemplu de structuri omoloage sunt membrele oamenilor, pisicilor, balenelor și liliecilor. Indiferent dacă este vorba de un braț, picior, flipper sau aripă, aceste structuri sunt construite pe aceeași structură osoasă.

Diagrama de la: https://www.ck12.org/book/cbse_biology_book_class_xii/section/9.9/

Omologiile sunt rezultatul evoluției divergente. Evoluția divergentă este procesul în care organismele din același strămoș comun evoluează și acumulează diferențe, rezultând adesea o nouă specie. Acest lucru poate apărea din cauza presiunilor, cum ar fi modificările factorilor abiotici sau biotici din mediul înconjurător.

Pe partea opusă a spectrului, structurile analoage sunt trăsături fizice similare în organismele care nu au un strămoș comun. În schimb, aceste structuri sunt legate între ele deoarece îndeplinesc aceeași funcție. Un exemplu în acest sens sunt aripile unui liliac și aripile unei păsări. Au o structură osoasă complet diferită, dar aripile lor au aceeași funcție, permițând animalului să-și ia zborul.

Diagrama de la: https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/_0_0/evo_09

Analogiile sunt rezultatul evoluției convergente. Evoluția convergentă este procesul în care două organisme care nu împărtășesc un strămoș comun evoluează și dezvoltă similitudini independent unul de celălalt. Aceste similitudini se formează deoarece animalele trăiesc fie în medii comparabile, fie experimentează aceleași presiuni de mediu, rezultând evoluția acestor caracteristici.

Data viitoare când comparați două organisme, încercați să vă gândiți la modul în care acestea sunt legate (sau nu) între ele. Răspunsurile te pot surprinde!


Structuri omoloage și analoage - chei de luat masa

Multe animale au părți ale corpului care arată similar, chiar dacă nu au funcționalități comune. Alte animale au părți ale corpului care arată total diferite, dar au un fundal comun. Iată diferența dintre structurile omoloage și structurile analoage:

  • Structurile omoloage sunt structuri care pot arăta sau funcționa diferit de organismele înrudite.
  • Structurile analoage sunt structuri care arată și funcționează în mod similar de la organisme fără legătură.

Analogie

Editorii noștri vor examina ceea ce ați trimis și vor stabili dacă să revizuiți articolul.

Analogie, în biologie, similitudinea funcției și asemănarea superficială a structurilor care au origini diferite. De exemplu, aripile unei muște, ale moliei și ale unei păsări sunt similare, deoarece s-au dezvoltat independent ca adaptări la o funcție comună - zborul. Prezența structurii analoge, în acest caz aripa, nu reflectă apropierea evolutivă în rândul organismelor care o posedă. Analogia este un aspect al biologiei evoluționiste și este distinctă de omologie (q.v.), similitudinea structurilor ca rezultat al originii și dezvoltării embrionare similare, considerate dovezi puternice ale descendenței comune.

În multe cazuri, structurile analoage, sau analogii, tind să devină similare în aparență printr-un proces numit convergență. Un exemplu este convergența formei raționalizate în corpurile de calmar, rechin, focă, focenă, pinguin și ihtiosaur, animale de origine diversă. Procesele fiziologice și tiparele de comportament pot prezenta, de asemenea, convergență analogă. Se consideră că comportamentul de protejare a ouălor în cobra, spatele, caracatița și păianjenul a evoluat independent printre acele animale, care sunt destul de îndepărtate în relațiile lor biologice.

Multe cactuși din Lumea Nouă și euforbii africane sunt asemănătoare ca aspect, fiind suculente, spinoase, stocatoare de apă și adaptate în general la condițiile de deșert. Cu toate acestea, acestea sunt clasificate în două familii separate și distincte, împărtășind caracteristici care au evoluat independent ca răspuns la provocări de mediu similare.


1 Răspuns 1

Sunt de acord cu tine că nu pot vedea de ce ipoteza lui Lamarck nu ar putea explica prezența unor structuri omoloage.

Legătura pe care o oferiți susține, de asemenea, că ipoteza lui Larmarck nu ar putea explica „tiparele de diversitate biogeografică”. În timp ce această expresie este puțin vagă, nu aș înțelege de ce ipoteza lui Lamarck nu ar putea explica modele de diversitate biogeografică.

Formularea scenariilor dvs. (absența termenului de speciație alopatrică, utilizarea termenului „se dezvoltă” în loc de „evoluează” doar „se adaptează”) sugerează că puteți profita de un curs introductiv pentru biologia evoluției, cum ar fi scurtul și bunul curs de UC Berkeley numit Understanding Evolution


Diferențele cheie dintre structurile omoloage și cele analoage

Următoarele puncte sunt semnificative pentru a înțelege diferența dintre structurile omoloage și cele analoage:

  1. Astfel de structuri similare care sunt prezente în organismele înrudite sau strămoșii comuni, deși diferite ca funcții sunt cunoscute sub numele de structuri omoloage. În schimb, astfel de structuri similare care sunt prezente în organisme neînrudite sau nu au o ascendență comună, dar au funcții similare, sunt cunoscute ca structuri analoge.
  2. Aripa unui liliac sau a unei păsări, brațul omului, aripa unei păsări, piciorul câinelui și aripioara unei balene (acestea sunt mamifere, dar funcția structurii este diferită), sunt exemple de omologi structură, în timp ce aripile insectelor, liliecilor, păsărilor și aripioarelor peștilor și pinguinilor sunt exemple de structuri similare.
  3. Structurile omoloage prezintă similare anatomie, deși diferență în funcții, în structura analogă există diferențe în anatomie, dar similaritatea în funcțiile lor.
  4. Structurile omoloage se dezvoltă într-o specie înrudită sau care împărtășește strămoși comuni, în timp ce structurile omoloage se dezvoltă în specii fără legătură.
  5. Structura omologă apare din evoluția divergentă, iar structura analogă apare din evoluția convergentă.
  6. Structura omoloagă s-a dezvoltat datorită adaptării la mediul diferit, în timp ce structura analogă s-a dezvoltat la adaptarea la mediul similar a diferitelor specii.

Concluzie

Omologi și analogi sunt termeni destul de confuzi în domeniul biologiei, dar sunt la fel de importanți de știut despre acești termeni. Deoarece acest lucru ajută la înțelegerea variațiilor și asemănărilor diferitelor organisme, ajută, de asemenea, la construirea arborelui genetic, la modul în care organismele se dezvoltă și la alte detalii biologice. Deci, toți susțin & # 8216 Teoria evoluției & # 8217 într-un mod sau altul.