ШТА ЈЕ ХОМОЛОГИЈА У БИОЛОГИЈИ? (СА ПРИМЕРИМА) - БИОЛОГИЈА - 2025

Хомологије је структура, орган или процес у два лица која се могу пратити уназад до заједничког порекла. Дописништво не мора бити идентично, структура се може модификовати у свакој студијској лози. На пример, припадници краљежњака су хомологни једни другима, јер се структура може пратити до заједничког претка ове групе.

Хомологије представљају основу за компаративну биологију. Може се проучавати на различитим нивоима, укључујући молекуле, гене, ћелије, органе, понашање и тако даље. Стога је пресудан концепт у разним областима биологије.

Извор: Волков Владислав Петрович (Владлен666); превод Ангелито7, са Викимедиа Цоммонс

Историјска перспектива

Хомологија је концепт који је током историје повезан са класификацијом и проучавањем морфологија, а њени корени се налазе у упоредној анатомији. То је већ била појава коју су интуитивали мислиоци попут Аристотела, који су били упознати са сличним структурама код различитих животиња.

Белон је 1555. године објавио дело које представља низ поређења између костура птица и сисара.

За Геоффрои Саинт-Хилаире, постојали су облици или састави у структурама који су се могли разликовати у организмима, али и даље је постојала одређена сталност у односу и повезаности са суседним структурама. Међутим, Саинт-Хилаире је те процесе описао као аналогне.

Иако је тај израз имао претходника, историјски се приписује зоологу Рицхарду Овену, који га је дефинисао као: "исти орган код различитих животиња у свакој варијацији облика и функције."

Овен је вјеровао у непромјенљивост врста, али сматрао је да кореспонденција између структура организама треба објашњење. Са пред-дарвинистичког и антиеволуцијског становишта, Овен је свој концепт усредсредио на "архетипове" - неку врсту шеме или плана који су пратиле животињске групе.

Шта је хомологија?

Тренутно се термин хомологија дефинише као две структуре, процеси или карактеристике које имају заједничког претка. Односно, структура се може временом пратити до исте карактеристике код заједничког претка.

Серијска хомологија

Серијска хомологија је посебан случај хомологије, где постоји сличност узастопних и поновљених делова у истом организму (две врсте или две јединке се више не упоређују).

Типични примери серијских хомологија су ланац краљежака у кичми краљежњака, узастопни гранасти лукови и мишићни сегменти који иду уздуж тела.

Молекуларне хомологије

На молекуларном нивоу такође можемо наћи хомологије. Најочигледније је постојање заједничког генетског кода за све живе организме.

Нема разлога зашто је одређена аминокиселина повезана са одређеним кодоном, јер је то произвољни избор - баш као што је људски језик произвољан. Не постоји разлог зашто би се „столица“ тако звала, али то радимо јер смо је научили од некога, нашег претка. Исто се односи и на код.

Најлогичнији разлог зашто сви организми деле генетски код је тај што је заједнички предак ових облика користио исти систем.

Исто важи за бројне метаболичке путеве присутне у широком спектру организама, као што је на пример гликолиза.

Дубока хомологија

Појава молекуларне биологије и способност секвенцирања уступила је место новом појаву: дубока хомологија. Ова открића су нам омогућила да закључимо да иако су два организма различита по својој морфологији, они могу делити образац генетске регулације.

Дакле, дубока хомологија доноси нову перспективу морфолошкој еволуцији. Израз се први пут користио у утицајном чланку у престижном часопису Натуре под насловом: Фосили, гени и еволуција удова животиња.

Схубин ет ал., Аутори чланка, дефинирају га као „постојање генетских путева укључених у регулацију која се користи за конструирање карактеристика у животиња које су различите у морфологији и филогенетски удаљеним“. Другим речима, дубоке хомологије могу се наћи у аналогним структурама.

Пак6 ген игра незамјењиву улогу у стварању вида код мекушаца, инсеката и кичмењака. С друге стране, хокс гени су важни за изградњу удова у удовима риба и тетрапода. Оба су примера дубоких хомологија.

Извор: Васхингтон НЛ, Хаендел МА, Мунгалл ЦЈ, Асхбурнер М, Вестерфиелд М, Левис СЕ. , путем Викимедиа Цоммонса

Извор: ПхиЛиП, преко Викимедиа Цоммонс

Аналогија и хомоплазија

Када желите да проучите сличност два процеса или структуре, то се може учинити у погледу функције и изгледа, а не само по критеријуму заједничког претка.

Дакле, постоје два повезана термина: аналогија која описује карактеристике са сличним функцијама и може имати, али не мора имати и заједничког претка.

Са друге стране, хомоплазија се односи на структуре које једноставно изгледају слично. Иако су ови појмови настали у 19. веку, они су стекли популарност појавом еволутивних идеја.

На пример, крила лептира и птица имају исту функцију: лет. Дакле, можемо закључити да су аналогне, али не можемо да пратимо њихово порекло заједничком претку са крилима. Из тог разлога, они нису хомологне структуре.

Исто важи и за крила слепих мишева и птица. Међутим, кости које се састоје ако су хомологне једна другој, јер можемо пратити уобичајено порекло ових родова који деле образац костију горњих удова: надлахтница, кубика, радијус, фаланге итд. Имајте на уму да изрази нису међусобно искључиви.

Хомоплазија се може огледати у сличним структурама, попут пераја делфина и корњаче.

Извор: Јохн Романес (1848-1894), путем Викимедиа Цоммонса

Значај у еволуцији

Хомологија је кључни појам у еволуцијској биологији, јер само она
адекватно одражава заједничко поријекло организама.

Ако желимо да реконструишемо филогенију да бисмо успоставили сродство, порекло и потомство две врсте, и грешком бисмо користили карактеристику која дели само облик и функцију, дошли бисмо до погрешних закључака.

На пример, ако желимо да утврдимо однос између слепих мишева, птица и делфина и да погрешно користимо крила као хомологни лик, дошли бисмо до закључка да су слепи мишеви и птице међусобно више повезани него шишмиш и делфин.

А приори знамо да та веза није тачна, јер знамо да су слепи мишеви и делфини сисари и да су више повезани једно са другим него са сваком групом са птицама. Стога морамо користити хомологне ликове, попут млечних жлезда, три мале кости средњег уха, између осталог.

Референце

1. Халл, БК (ур.). (2012). Хомологија: хијерархијска основа компаративне биологије. Академска штампа.
2. Кардонг, КВ (2006). Вертебратес: упоредна анатомија, функција, еволуција. МцГрав-Хилл.
3. Лицклитер, Р., и Бахрицк, ЛЕ (2012). Концепт хомологије као основа за процену развојних механизама: истраживање селективне пажње кроз читав животни век. Развојна психобиологија, 55 (1), 76-83.
4. Росенфиелд, И., Зифф, Е., и Ван Лоон, Б. (2011). ДНК: Графички водич за молекуле који су уздрмали свет. Цолумбиа Университи Пресс.
5. Сцхарфф, Ц., и Петри, Ј. (2011). Ево-дево, дубока хомологија и ФокП2: импликације на еволуцију говора и језика. Филозофске трансакције Лондонског краљевског друштва. Серија Б, Биолошке науке, 366 (1574), 2124-40.
6. Схубин, Н., Табин, Ц., и Царролл, С. (1997). Фосили, гени и еволуција удова животиња. Натуре, 388 (6643), 639.
7. Схубин, Н., Табин, Ц., и Царролл, С. (2009). Дубока хомологија и порекло еволуционе новости. Природа, 457 (7231), 818.
8. Солер, М. (2002). Еволуција: основа биологије Соутх Пројецт.