Omologia (biologia)

L'omologia è una struttura, un organo o un processo presente in due o più individui che possono essere rintracciati fino alla sua origine comune. L'immagine mostra omologie tra animali e umani, nel catalogo di Sir Richard Owen, 1848

Cos'è un'omologia?

UN Omologia È una struttura, un organo o un processo in due individui che possono essere rintracciati in un'origine comune. La corrispondenza non deve essere identica, la struttura può essere modificata in ciascun lignaggio studiato.

Ad esempio, i membri dei vertebrati sono omologhi tra loro, poiché la struttura può essere rintracciata sull'antenato comune di questo gruppo.

Le omologie rappresentano la base per la biologia comparata. Può essere studiato a diversi livelli, tra cui molecole, geni, cellule, organi, comportamenti e altri. Pertanto, è un concetto cruciale sono varie aree di biologia.

Tipi di omologia

Attualmente, il termine omologia è definito come due strutture, processi o caratteristiche che condividono un antenato in comune.

Cioè, la struttura può essere rintracciata nel tempo fino alla stessa caratteristica nell'antenato in comune.

Omologia seria

L'omologia seriale è un caso speciale di omologia, in cui esiste una somiglianza tra parti successive e ripetute nello stesso organismo (due specie o due individui non sono più confrontate).

Gli esempi tipici di omologie seriali sono la catena delle vertebre nella colonna vertebrata, archi di branchie consecutive e segmenti muscolari fissi lungo il corpo.

Omologie molecolari

A livello molecolare, possiamo anche trovare omologie. Il più ovvio è l'esistenza di un codice genetico comune per tutti gli organismi viventi.

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Non vi è motivo che un determinato aminoacido sia correlato a un codone specifico, poiché è una scelta arbitraria.

Il motivo più logico per cui tutti gli organismi condividono il codice genetico è perché l'antenato comune di queste forme utilizzava lo stesso sistema.

Lo stesso vale per una serie di percorsi metabolici presenti in una vasta gamma di organismi, come la glicolisi, ad esempio.

Profonda omologia

L'arrivo della biologia molecolare e la capacità di sequenza, hanno lasciato il posto all'emergere di un nuovo termine: omologia profonda. Queste scoperte ci hanno permesso di concludere che sebbene due organismi siano diversi nella loro morfologia, possono condividere un modello di regolazione genetica.

Pertanto, l'omologia profonda contribuisce con una nuova prospettiva all'evoluzione morfologica. Il termine è stato usato per la prima volta in un articolo influente sulla prestigiosa rivista Natura intitolato: Fossili, geni e l'evoluzione degli arti animali.

Shubin et al., Autori dell'articolo, lo definiscono come "l'esistenza di percorsi genetici coinvolti nella regolazione utilizzata per costruire caratteristiche in animali disparati nel periodo di morfologia e filogenicamente remoto".

In altre parole, si possono trovare omologie profonde in strutture analoghe.

Il gene Pax6 ha un ruolo indispensabile nella generazione di visione in molluschi, insetti e vertebrati. Geni Hox, D'altra parte, sono importanti per la costruzione delle estremità nei pesci e nei membri dei tetrapodi. Entrambi sono esempi di omologie profonde.

Analogia e omoplasia

Quando si desidera studiare la somiglianza tra due processi o strutture, può essere eseguita in termini di funzione e aspetto e non solo seguendo i criteri antenati comuni.

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Pertanto, ci sono due termini correlati: l'analogia, che descrive le caratteristiche con funzioni simili e può o meno avere un antenato comune.

D'altra parte, l'omoplasia si riferisce a strutture che sembrano semplicemente. Sebbene questi termini abbiano avuto origine nel diciannovesimo secolo, hanno guadagnato popolarità con l'arrivo delle idee evolutive.

Ad esempio, le farfalle e le ali degli uccelli hanno la stessa funzione: il volo. Pertanto, possiamo concludere che sono analoghi, tuttavia, non possiamo tracciare la loro origine su un antenato comune con le ali. Per questo motivo, non sono strutture omologhe.

Lo stesso vale per le ali di pipistrelli e uccelli. Tuttavia, le ossa che costituiscono sono omologhe tra loro, perché possiamo tracciare un'origine comune di questi lignaggi che condividono il modello osseo degli arti superiori: omero, cubico, radio, falangi, ecc. Si noti che i termini non si escludono a vicenda.

L'omoplasia può essere riflessa in strutture simili, come le pinne di un delfino e quelle di una tartaruga.

Struttura delle ali in uccelli, pipistrelli e pterodattili. Fonte: Wikimedia Commons

Importanza dell'omologia in evoluzione

L'omologia è un concetto chiave nella biologia evolutiva, poiché riflette solo
propriamente la discendenza comune di organismi.

Se vogliamo ricostruire una filogenesi per stabilire le relazioni di parentela, antenati e progenie di due specie e per errore usiamo una caratteristica che solo forma e funzione condivise, raggiungiamo conclusioni sbagliate.

Ad esempio, se vogliamo determinare le relazioni tra pipistrelli, uccelli e delfini e per errore usiamo le ali come carattere omologa, concludiamo che pipistrelli e uccelli sono più correlati tra loro, che il pipistrello con i delfini.

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A priori Sappiamo che questa relazione non è vera, perché sappiamo che pipistrelli e delfini sono mammiferi e sono più correlati tra loro rispetto a ciascun gruppo con gli uccelli. Pertanto, dobbiamo usare personaggi omologhi, come le ghiandole mammarie, le tre auto dell'orecchio medio, tra le altre.

Riferimenti

1. Hall, b. K. (Ed.). (2012). Omologia: le basi gerarchiche della biologia comparata. Academic Press.
2. Kardong, k. V. (2006). Vertebrati: anatomia comparativa, funzione, evoluzione. McGraw-Hill.