HOMOLOGE EN ANALOGE STRUCTUREN (MET VOORBEELDEN) - BIOLOGIE - 2025

De homologe structuur zijn onderdelen van een biologisch organisme die een gemeenschappelijke voorouder delen, terwijl de analoog vergelijkbare functies vervult. Als we twee processen of structuren vergelijken, kunnen we ze als homologen en analogen toewijzen.

Deze concepten werden populair na de opkomst van de evolutietheorie, en hun erkenning en onderscheid zijn de sleutel tot de succesvolle reconstructie van de fylogenetische relaties tussen organische wezens.

Bron: Волков Владислав Петрович (Vladlen666); vertaling door Angelito7, via Wikimedia Commons

Theoretische grondslagen

Bij twee soorten wordt een kenmerk als homoloog gedefinieerd als het is afgeleid van een gemeenschappelijke voorouder. Dit is mogelijk uitgebreid gewijzigd en heeft niet noodzakelijk dezelfde functie.

Met betrekking tot analogieën gebruiken sommige auteurs de term homoplasie vaak als synoniemen en onderling uitwisselbaar om te verwijzen naar vergelijkbare structuren die aanwezig zijn in twee of meer soorten en geen nauwe gemeenschappelijke voorouder delen.

Daarentegen wordt in andere bronnen de term analogie gebruikt om de gelijkenis van twee of meer structuren in termen van functie aan te duiden, terwijl homoplasie beperkt is tot het evalueren van structuren die op elkaar lijken, morfologisch gezien.

Een eigenschap kan ook homoloog zijn tussen twee soorten, maar een eigenschapstatus kan dat niet. De pentadactyl is een uitstekend voorbeeld van dit feit.

Bij mensen en krokodillen kunnen we vijf vingers onderscheiden, maar neushoorns hebben structuren met drie vingers die niet homoloog zijn, aangezien deze aandoening onafhankelijk is geëvolueerd.

De toepassing van deze termen is niet beperkt tot de morfologie van het individu, ze kunnen ook worden gebruikt om cellulaire, fysiologische, moleculaire kenmerken enz. Te beschrijven.

Hoe worden homologieën en analogieën gediagnosticeerd?

Hoewel de termen homologie en analogie gemakkelijk te definiëren zijn, zijn ze niet gemakkelijk te diagnosticeren.

In het algemeen stellen biologen dat bepaalde structuren homoloog zijn aan elkaar, als er overeenstemming is in de positie ten opzichte van andere delen van het lichaam en overeenstemming in de structuur, als de structuur samengesteld is. Embryologische studies spelen ook een belangrijke rol bij de diagnose.

Elke correspondentie die in vorm of functie kan bestaan, is dus geen bruikbare eigenschap voor het diagnosticeren van homologieën.

Waarom bestaan ​​de analogieën?

In de meeste gevallen - maar niet alle - soorten met vergelijkbare kenmerken bewonen regio's of zones met vergelijkbare omstandigheden en worden ze onderworpen aan vergelijkbare selectiedruk.

Met andere woorden, de soort loste een probleem op dezelfde manier op, zij het natuurlijk niet bewust.

Dit proces wordt convergente evolutie genoemd. Sommige auteurs geven er de voorkeur aan om convergente evolutie te scheiden van parallellen.

Convergente evolutie of convergentie leidt tot de vorming van oppervlakkige overeenkomsten die optreden via verschillende ontwikkelingsroutes. Parallellisme daarentegen omvat vergelijkbare ontwikkelingspaden.

Voorbeelden

-Fusiforme vorm bij waterdieren

In Aristotelische tijden werd het spoelvormig voorkomen van een vis en een walvis voldoende geacht om beide organismen in de brede en onnauwkeurige categorie van 'vissen' te groeperen.

Als we echter de interne structuur van beide groepen zorgvuldig analyseren, kunnen we concluderen dat de overeenkomst uitsluitend extern en oppervlakkig is.

Door evolutionair denken toe te passen, kunnen we aannemen dat evolutionaire krachten gedurende miljoenen jaren de toegenomen frequentie van aquatische individuen die deze specifieke vorm vertoonden, ten goede kwamen.

We kunnen ook aannemen dat deze fusiforme morfologie enig voordeel opleverde, zoals het minimaliseren van wrijving en het vergroten van de voortbewegingscapaciteit in aquatische omgevingen.

Er is een heel bijzonder geval van overeenkomsten tussen twee groepen waterdieren: dolfijnen en de nu uitgestorven ichthyosauriërs. Als de nieuwsgierige lezer op zoek zou gaan naar een foto van deze laatste groep sauropsiden, zouden ze het gemakkelijk voor dolfijnen kunnen aanzien.

-Tanden in anurans

Een fenomeen dat kan leiden tot het verschijnen van analogieën is de terugkeer van een personage naar zijn voorouderlijke vorm. In systematiek kan deze gebeurtenis verwarrend zijn, aangezien niet alle afstammelingen dezelfde kenmerken of eigenschappen zullen vertonen.

Er zijn enkele soorten kikkers die door evolutionaire omkering tanden in de onderkaak hebben gekregen. De "normale" toestand van kikkers is de afwezigheid van tanden, hoewel hun gemeenschappelijke voorouder ze bezat.

Het zou dus een vergissing zijn om te denken dat de tanden van deze eigenaardige kikkers homoloog zijn ten opzichte van de tanden van een andere diergroep, aangezien ze ze niet van een gemeenschappelijke voorouder hebben gekregen.

- Vergelijkbaar tussen Australische buideldieren en Zuid-Amerikaanse zoogdieren

De overeenkomsten die tussen beide diergroepen bestaan, zijn afkomstig van een gemeenschappelijke voorouder - een zoogdier -, maar ze werden differentieel en onafhankelijk verworven in de Australische groepen van metatherische zoogdieren en in de Zuid-Amerikaanse eutherische zoogdieren.

Cactus

De voorbeelden van analogie en homologie zijn niet alleen beperkt tot het dierenrijk, deze gebeurtenissen zijn verspreid door de complexe en ingewikkelde boom des levens.

Bij planten zijn er een reeks aanpassingen die tolerantie voor woestijnomgevingen mogelijk maken, zoals sappige stengels, kolomvormige stengels, stekels met beschermende functies en een aanzienlijke vermindering van het bladoppervlak (bladeren).

Het is echter niet correct om alle planten met deze kenmerken als cactussen te groeperen, aangezien de individuen die ze dragen ze niet van een gemeenschappelijke voorouder hebben gekregen.

In feite zijn er drie verschillende families van phanerogamen: Euphorbiaceae, Cactaceae en Asclepiadaceae, waarvan de vertegenwoordigers convergerend zich hebben aangepast aan droge omgevingen.

Gevolgen van het verwarren van een analoge structuur met een homologe

In de evolutiebiologie en in andere takken van de biologie is het concept van homologie fundamenteel, aangezien het ons in staat stelt om de fylogenie van organische wezens vast te stellen - een van de meest opvallende taken van de huidige biologen.

Benadrukt moet worden dat alleen homologe kenmerken voldoende de gemeenschappelijke afkomst van organismen weerspiegelen.

Bedenk dat we in een bepaalde studie de evolutionaire geschiedenis van drie organismen willen ophelderen: vogels, vleermuizen en muizen. Als we bijvoorbeeld het kenmerk van vleugels zouden nemen om onze fylogenie te reconstrueren, zouden we tot de verkeerde conclusie komen.

Waarom? Omdat vogels en vleermuizen vleugels hebben en we zouden aannemen dat ze meer aan elkaar verwant zijn dan aan de muis. We weten echter a priori dat zowel muizen als vleermuizen zoogdieren zijn, dus ze zijn meer aan elkaar verwant dan aan de vogel.

Vervolgens moeten we zoeken naar homologe kenmerken waarmee we het patroon correct kunnen verduidelijken. Bijvoorbeeld de aanwezigheid van haar- of borstklieren.

Als we deze nieuwe visie toepassen, zullen we het juiste patroon van relaties vinden: de vleermuis en de muis zijn meer aan elkaar verwant dan aan de vogel.

Referenties

1. Arcas, LP (1861). Elementen van zoölogie. Afdrukken van Gabriel Alhambra.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Uitnodiging voor biologie. Panamerican Medical Ed.
3. Hall, BK (Ed.). (2012). Homologie: de hiërarchische basis van vergelijkende biologie. Academische pers.
4. Kardong, KV (2006). Gewervelde dieren: vergelijkende anatomie, functie, evolutie. McGraw-Hill.
5. Lickliter, R., en Bahrick, LE (2012). Het concept van homologie als basis voor het evalueren van ontwikkelingsmechanismen: het onderzoeken van selectieve aandacht gedurende de levensduur. Ontwikkelingspsychobiologie, 55 (1), 76-83.
6. Raven, PH, Evert, RF, en Eichhorn, SE (1992). Plant Biology (Vol. 2). Ik draaide me om.
7. Soler, M. (2002). Evolutie: de basis van biologie. Zuid-project.