מהי הומולוגיה בביולוגיה? (עם דוגמאות)

אחת הומולוגיה זה מבנה, איבר או תהליך בשני אנשים שניתן לייחס בחזרה למקור משותף. התכתובת לא צריכה להיות זהה, המבנה יכול להיות שונה בכל שושלת למד. לדוגמה, חברי חוליות הם homologous אחד לשני, שכן המבנה ניתן לייחס בחזרה אל אב קדמון משותף של קבוצה זו.

הומולוגיות מייצגות את הבסיס לביולוגיה השוואתית. זה יכול להיות למד ברמות שונות, כולל מולקולות, גנים, תאים, איברים, התנהגות וכן הלאה. לכן, זהו מושג מכריע בתחומים שונים של ביולוגיה.

אינדקס

• 1 נקודת מבט היסטורית
• 2 מהי הומולוגיה?
  • 2.1 הומולוגיה טורית
  • 2.2 הומולוגיות מולקולריות
  • 2.3 הומולוגיה עמוקה
• 3 אנלוגיה והומופלזיה
• 4 חשיבות באבולוציה
• 5 הפניות

נקודת מבט היסטורית

הומולוגיה היא מושג שקושר לסיווג ולחקר מורפולוגיות לאורך ההיסטוריה ושורשיה הם באנטומיה השוואתית. זו היתה כבר תופעה של אינטלקטואלים כמו אריסטו, שהכירו מבנים דומים בבעלי חיים שונים.

בשנת 1555 פרסם בלון יצירה המייצגת סדרה של השוואות בין שלדי הציפורים ליונקים.

עבור ג 'ופרוי סנט הילר היו צורות או קומפוזיציה במבנים שיכולים להיות שונים באורגניזמים, אבל עדיין היה קבוע מסוים במערכת היחסים, בקשר עם מבנים סמוכים. עם זאת, Saint.Hilaire תיאר תהליכים אלה כמו אנלוגי.

למרות שהמונח היה קודמיו, מבחינה היסטורית הוא מיוחס לזואולוג ריצ'רד אוון, שהגדיר אותו כ"אותו איבר בחיות שונות תחת כל וריאציה של צורה ותפקוד ".

אוון האמין בחוסר השתנות של המין, אבל הוא הרגיש שההתאמה בין המבנים של האורגניזמים זקוקה להסבר. מנקודת מבט טרום-דארוויניסטית ואנטי-אבולוציונית, אוון התמקד במושג "ארכיטיפים" - סוג של תכנית או תכנית שאחריהן קבוצות של בעלי חיים.

מהי הומולוגיה??

נכון לעכשיו, המונח הומולוגיה מוגדרת כשני מבנים, תהליכים או מאפיינים המשותפים לאב קדמון משותף. כלומר, ניתן לעקוב אחר המבנה בזמן לאותו מאפיין באב קדמון משותף.

הומולוגיה טורית

ההומולוגיה הטורית היא מקרה מיוחד של הומולוגיה, שבו יש דמיון בין חלקים רצופים וחוזרים באורגניזם אחד (שני מינים או שני אנשים כבר לא מושווים).

דוגמאות טיפוסיות של הומולוגיות סדרתי הן חוליות חוליות שרשרת חוליות, קשתות סניפים רצופים קטעים שרירים המסודרים בכל הגוף.

מולקולות מולקולריות

ברמה המולקולרית, אנו יכולים למצוא גם הומולוגיות. הברור ביותר הוא קיומו של קוד גנטי משותף לכל היצורים החיים.

אין שום סיבה לחומצה אמינית מסוימת להיות קשורה לקודון מסוים, שכן היא בחירה שרירותית - באותו אופן שבו שפת האדם היא שרירותית. אין סיבה "כיסא" צריך להיקרא כך, אבל אנחנו עושים את זה כי למדנו את זה ממישהו, אבותינו. כך גם לגבי הקוד.

הסיבה הגיונית ביותר מדוע כל האורגניזמים חולקים את הקוד הגנטי היא כי האב הקדמון של צורות אלה השתמשו באותה מערכת.

אותו הדבר קורה עם סדרה של מסלולים מטבוליים נוכח מגוון רחב של אורגניזמים, כגון גליקוליזה, למשל.

הומולוגיה עמוקה

הגעתו של הביולוגיה המולקולרית ויכולת ההמשכיות פינתה מקום לבואו של מונח חדש: הומולוגיה עמוקה. ממצאים אלה אפשרו לנו להסיק כי למרות שני אורגניזמים שונים במורפולוגיה שלהם, הם יכולים לשתף דפוס רגולציה גנטית.

לפיכך, הומולוגיה עמוקה מביאה פרספקטיבה חדשה לאבולוציה המורפולוגית. המונח שימש בפעם הראשונה בהשפעת המאמר של המגזין היוקרתי הטבע שכותרתו: מאובנים, גנים ואבולוציה של איברי חיות.

שובין et al., מחברי המאמר מגדירים אותו כ"קיומם של מסלולים גנטיים המעורבים בוויסות המשמש לבניית מאפיינים אצל בעלי חיים שונים במונחים של מורפולוגיה ורחוק פילוגנטי ". במילים אחרות, הומולוגיות עמוקות ניתן למצוא במבנים מקבילים.

הגן Pax6 יש לו תפקיד חיוני בדור של ראייה ב רכיכות, חרקים וחולייתנים. הגנים Hox, מאידך גיסא, הם חשובים לבניית גפיים בדגים ובחברי הטטרפודים. שתיהן דוגמאות של הומולוגיות עמוקות.

אנלוגיה והומופלזיה

כאשר רצוי ללמוד את הדמיון בין שני תהליכים או מבנה, זה יכול להיעשות במונחים של פונקציה ומראה, ולא רק בעקבות הקריטריון של אב קדמון משותף.

לכן, ישנם שני מונחים קשורים: האנלוגיה המתארת ​​מאפיינים עם פונקציות דומות, ויכולה להיות או שאין לה אבות משותפים.

מצד שני, homoplasia מתייחס מבנים פשוט דומים זה לזה. למרות שהמונחים האלה נולדו במאה ה -19, הם זכו לפופולאריות עם הופעתם של רעיונות אבולוציוניים.

לדוגמה, כנפיים של פרפרים וציפורים יש את אותה פונקציה: טיסה. לכן, אנו יכולים להסיק כי הם מקבילים, אולם אנו לא יכולים לעקוב אחר מקורם לאב קדמון משותף עם כנפיים. מסיבה זו, הם אינם מבנים הומולוגיים.

כנ"ל לגבי כנפיים של עטלפים וציפורים. עם זאת, העצמות המהוות אם הן הומולוגיות זו לזו, משום שאנו יכולים להתחקות אחר מקור משותף של השושלות הללו, החולקות את תבנית העצם של האיברים העליונים: זרוע, מעוקב, רדיוס, פלנגות וכו '. לידיעתך, התנאים אינם יחידים.

Homoplasia יכול להשתקף במבנים דומים, כגון סנפירים של דולפין ואלה של צב.

חשיבות באבולוציה

הומולוגיה היא מושג מפתח בביולוגיה אבולוציונית, שכן רק היא משקפת
כראוי את מוצאם המשותף של אורגניזמים.

אם ברצוננו לבנות מחדש פילוגניות כדי לבסס את יחסי הקרבה, מוצאם וירידתם של שני מינים, ובטעות להשתמש במאפיין שיש לו רק צורה ותפקוד, היינו מגיעים למסקנות שגויות.

לדוגמה, אם אנחנו רוצים לקבוע את היחסים בין עטלפים, ציפורים ודולפינים ואנחנו בטעות להשתמש כנפיים כאופי הומולוגי, היינו מגיעים למסקנה כי עטלפים וציפורים קשורות יותר מאשר בת עם דולפין.

מראש אנו יודעים כי מערכת יחסים זו אינה נכונה, כי אנו יודעים כי עטלפים ודולפינים הם יונקים והם קשורים יותר זה לזה מאשר כל קבוצה עם ציפורים. לכן, אנו חייבים להשתמש תווים הומולוגיים, כגון בלוטות החלב, שלוש עצמות קטנות של האוזן התיכונה, בין היתר.

הפניות

1. אולם, ב 'ק. (עורך). (2012). הומולוגיה: הבסיס ההיררכי של הביולוגיה ההשוואתית. אקדמיה.
2. Kardong, K. V. (2006). חסרי חוליות: אנטומיה השוואתית, תפקוד, אבולוציה. מקגרו היל.
3. Lickliter, R., & Bahrick, L. E. (2012). המושג הומולוגיה כבסיס להערכת מנגנוני התפתחות: בחינה של תשומת לב סלקטיבית לאורך החיים. פסיכוביולוגיה התפתחותית, 55(1), 76-83.
4. Rosenfield, I., Ziff, E., & Van Loon, B. (2011). DNA: מדריך גרפי למולקולה שזעזעה את העולם. קולומביה.
5. Scharff, C., & Petri, J. (2011). Evo-devo, הומולוגיה עמוקה ו- FoxP2: השלכות על התפתחות הדיבור והשפה. עסקאות פילוסופיות של החברה המלכותית של לונדון. סדרה ב, מדעים ביולוגיים, 366(1574), 2124-40.
6. Shubin, N., Tabin, C., & Carroll, S. (1997). מאובנים, גנים ואבולוציה של איברי חיות. הטבע, 388(6643), 639.
7. Shubin, N., Tabin, C., & Carroll, S. (2009). הומולוגיה עמוקה ומקורות החידוש האבולוציוני. הטבע, 457(7231), 818.
8. סולר, מ. (2002). אבולוציה: הבסיס לביולוגיה. דרום.