Apa itu homologi dalam biologi? (dengan contoh)



Satu homologi itu adalah struktur, organ atau proses dalam dua individu yang dapat ditelusuri kembali ke asal yang sama. Korespondensi tidak harus identik, strukturnya dapat dimodifikasi di setiap garis keturunan yang dipelajari. Sebagai contoh, anggota vertebrata homolog satu sama lain, karena struktur dapat ditelusuri kembali ke nenek moyang yang sama dari kelompok ini..

Homologi mewakili dasar untuk biologi komparatif. Itu dapat dipelajari pada tingkat yang berbeda, termasuk molekul, gen, sel, organ, perilaku dan sebagainya. Oleh karena itu, ini adalah konsep penting dalam berbagai bidang biologi.

Indeks

  • 1 Perspektif sejarah
  • 2 Apa itu homologi?
    • 2.1 Homologi serial
    • 2.2 Homologi molekuler
    • 2.3 Homologi mendalam
  • 3 Analogi dan homoplasia
  • 4 Pentingnya evolusi
  • 5 Referensi

Perspektif sejarah

Homologi adalah konsep yang telah dikaitkan dengan klasifikasi dan studi morfologi sepanjang sejarah dan akarnya dalam anatomi komparatif. Itu sudah merupakan fenomena yang digerakkan oleh para pemikir seperti Aristoteles, yang akrab dengan struktur serupa pada hewan yang berbeda.

Belon, pada tahun 1555, menerbitkan sebuah karya yang mewakili serangkaian perbandingan antara kerangka burung dan mamalia..

Untuk Geoffroy Saint-Hilaire ada bentuk atau komposisi dalam struktur yang dapat berbeda dalam organisme, tetapi masih ada keteguhan tertentu dalam hubungan dan dalam hubungan dengan struktur yang berdekatan. Namun, Saint.Hilaire menggambarkan proses ini sebagai analog.

Meskipun istilah tersebut memiliki pendahulunya, secara historis ini dikaitkan dengan ahli zoologi Richard Owen, yang mendefinisikannya sebagai: "organ yang sama pada hewan yang berbeda di bawah setiap variasi bentuk dan fungsi".

Owen percaya pada kekekalan spesies, tetapi dia merasa bahwa korespondensi antara struktur organisme membutuhkan penjelasan. Dari sudut pandang pra-Darwinian dan anti-evolusionis, Owen memusatkan konsepnya pada "arketipe" - semacam skema atau rencana yang diikuti oleh kelompok-kelompok hewan.

Apa itu homologi??

Saat ini, istilah homologi didefinisikan sebagai dua struktur, proses atau karakteristik yang memiliki kesamaan nenek moyang. Artinya, struktur dapat dilacak dalam waktu ke karakteristik yang sama pada leluhur bersama.

Homologi seri

Serial homology adalah kasus khusus homologi, di mana terdapat kesamaan antara bagian yang berurutan dan yang berulang dalam organisme yang sama (dua spesies atau dua individu tidak lagi dibandingkan).

Contoh khas dari homologi serial adalah rantai vertebra kolom vertebra, lengkung cabang berturut-turut dan segmen otot yang tersusun di seluruh tubuh.

Homologi molekuler

Pada tingkat molekuler, kita juga dapat menemukan homologi. Yang paling jelas adalah keberadaan kode genetik umum untuk semua organisme hidup.

Tidak ada alasan untuk asam amino tertentu terkait dengan kodon tertentu, karena itu adalah pilihan yang sewenang-wenang - dengan cara yang sama bahwa bahasa manusia adalah arbitrer. Tidak ada alasan mengapa "kursi" harus dipanggil seperti itu, tetapi kami melakukannya karena kami mempelajarinya dari seseorang, leluhur kami. Hal yang sama berlaku untuk kode.

Alasan paling logis mengapa semua organisme berbagi kode genetik adalah karena nenek moyang yang sama dari bentuk-bentuk ini menggunakan sistem yang sama.

Hal yang sama terjadi dengan serangkaian jalur metabolisme yang ada di berbagai organisme, seperti glikolisis, misalnya.

Homologi mendalam

Kedatangan biologi molekuler dan kemampuan untuk mengurutkan memberi jalan bagi kedatangan istilah baru: homologi mendalam. Temuan ini memungkinkan kami untuk menyimpulkan bahwa meskipun dua organisme berbeda dalam morfologi mereka, mereka dapat berbagi pola pengaturan genetik.

Dengan demikian, homologi mendalam membawa perspektif baru pada evolusi morfologis. Istilah ini digunakan untuk pertama kalinya dalam artikel pengaruh majalah bergengsi Alam berjudul: Fosil, gen, dan evolusi anggota tubuh hewan.

Shubin et al., Para penulis artikel mendefinisikannya sebagai "keberadaan jalur genetik yang terlibat dalam peraturan yang digunakan untuk membangun karakteristik pada hewan yang berbeda dalam hal morfologi dan jauh secara filogenetik". Dengan kata lain, homologi yang dalam dapat ditemukan dalam struktur analog.

Gen Pax6 Ia memiliki peran yang sangat diperlukan dalam menghasilkan penglihatan dalam moluska, serangga, dan vertebrata. Gen Hox, di sisi lain, mereka penting untuk pembangunan anggota badan pada ikan dan anggota tetrapoda. Keduanya adalah contoh dari homologi mendalam.

Analogi dan homoplasia

Ketika diinginkan untuk mempelajari kesamaan antara dua proses atau struktur, itu dapat dilakukan dalam hal fungsi dan penampilan, dan tidak hanya mengikuti kriteria leluhur yang sama..

Dengan demikian, ada dua istilah terkait: analogi yang menggambarkan karakteristik dengan fungsi yang sama dan mungkin atau mungkin tidak memiliki leluhur yang sama.

Di sisi lain, homoplasia mengacu pada struktur yang hanya menyerupai satu sama lain. Meskipun istilah-istilah ini berasal dari abad ke-19, mereka mendapatkan popularitas dengan munculnya ide-ide evolusi.

Misalnya, sayap kupu-kupu dan burung memiliki fungsi yang sama: terbang. Dengan demikian, kita dapat menyimpulkan bahwa mereka analog, namun kita tidak dapat melacak asal usul mereka pada leluhur yang sama dengan sayap. Untuk alasan ini, mereka bukan struktur homolog.

Hal yang sama berlaku untuk sayap kelelawar dan burung. Namun, tulang yang membentuk jika mereka homolog satu sama lain, karena kita dapat melacak asal usul yang sama dari garis keturunan ini yang memiliki pola tulang anggota tubuh atas: humerus, kubik, jari-jari, falang, dll. Perhatikan bahwa ketentuan tidak saling eksklusif.

Homoplasia dapat tercermin dalam struktur yang serupa, seperti sirip lumba-lumba dan kura-kura.

Pentingnya dalam evolusi

Homologi adalah konsep kunci dalam biologi evolusi, karena hanya itu yang mencerminkan
cukup nenek moyang organisme.

Jika kita ingin merekonstruksi filogeni untuk membangun hubungan kekerabatan, keturunan dan keturunan dua spesies, dan secara tidak sengaja menggunakan karakteristik yang hanya berbagi bentuk dan fungsi, kita akan sampai pada kesimpulan yang salah..

Misalnya, jika kita ingin menentukan hubungan antara kelelawar, burung, dan lumba-lumba, dan kita secara keliru menggunakan sayap sebagai karakter yang homolog, kita akan mencapai kesimpulan bahwa kelelawar dan burung lebih terkait daripada kelelawar dengan lumba-lumba..

A priori kita tahu bahwa hubungan ini tidak benar, karena kita tahu bahwa kelelawar dan lumba-lumba adalah mamalia dan lebih terkait satu sama lain daripada masing-masing kelompok dengan burung. Oleh karena itu, kita harus menggunakan karakter homolog, seperti kelenjar susu, tiga tulang kecil dari telinga tengah, antara lain.

Referensi

  1. Hall, B. K. (Ed.). (2012). Homologi: Dasar hierarki biologi komparatif. Pers Akademik.
  2. Kardong, K. V. (2006). Vertebrata: anatomi komparatif, fungsi, evolusi. McGraw-Hill.
  3. Lickliter, R., & Bahrick, L. E. (2012). Konsep homologi sebagai dasar untuk mengevaluasi mekanisme perkembangan: mengeksplorasi perhatian selektif sepanjang umur. Psikologi perkembangan, 55(1), 76-83.
  4. Rosenfield, I., Ziff, E., & Van Loon, B. (2011). DNA: Panduan Grafik untuk Molekul yang Mengguncang Dunia. Columbia University Press.
  5. Scharff, C., & Petri, J. (2011). Evo-devo, homologi mendalam dan FoxP2: implikasi bagi evolusi wicara dan bahasa. Transaksi filosofis dari Royal Society of London. Seri B, ilmu biologi, 366(1574), 2124-40.
  6. Shubin, N., Tabin, C., & Carroll, S. (1997). Fosil, gen, dan evolusi anggota tubuh hewan. Alam, 388(6643), 639.
  7. Shubin, N., Tabin, C., & Carroll, S. (2009). Homologi mendalam dan asal-usul kebaruan evolusioner. Alam, 457(7231), 818.
  8. Soler, M. (2002). Evolusi: dasar Biologi. Proyek Selatan.