STRUTTURE OMOLOGHE E ANALOGHE (CON ESEMPI) - BIOLOGIA - 2025

La struttura omologa sono parti di un organismo biologico che condividono un antenato comune, mentre l'analogo svolge funzioni simili. Quando si confrontano due processi o strutture, possiamo assegnarli come omologhi e analoghi.

Questi concetti hanno guadagnato popolarità dopo l'emergere della teoria evolutiva e il loro riconoscimento e distinzione sono fondamentali per la ricostruzione riuscita delle relazioni filogenetiche tra esseri organici.

Fonte: Волков Владислав Петрович (Vladlen666); traduzione di Angelito7, tramite Wikimedia Commons

Basi teoriche

In due specie, un tratto è definito omologo se è stato derivato da un antenato comune. Questo può essere stato ampiamente modificato e non ha necessariamente la stessa funzione.

Per quanto riguarda le analogie, alcuni autori usano spesso il termine omoplasia come sinonimo e in modo intercambiabile per riferirsi a strutture simili che sono presenti in due o più specie e non condividono uno stretto antenato comune.

Al contrario, in altre fonti, il termine analogia è usato per designare la somiglianza di due o più strutture in termini di funzione, mentre l'omoplasia è limitata alla valutazione di strutture simili tra loro, morfologicamente parlando.

Inoltre, un tratto può essere omologo tra due specie, ma uno stato di tratto non può. Il pentadattilo è un ottimo esempio di questo fatto.

Nell'uomo e nei coccodrilli possiamo distinguere cinque dita, tuttavia i rinoceronti hanno strutture con tre dita che non sono omologhe, poiché questa condizione si è evoluta in modo indipendente.

L'applicazione di questi termini non si limita alla morfologia dell'individuo, possono anche essere utilizzati per descrivere caratteristiche cellulari, fisiologiche, molecolari, ecc.

Come vengono diagnosticate omologie e analogie?

Sebbene i termini omologia e analogia siano facili da definire, non sono facili da diagnosticare.

In generale, i biologi affermano che alcune strutture sono omologhe tra loro, se c'è corrispondenza nella posizione rispetto ad altre parti del corpo e corrispondenza nella struttura, nel caso in cui la struttura sia composita. Anche gli studi embriologici svolgono un ruolo importante nella diagnosi.

Pertanto, qualsiasi corrispondenza che può esistere nella forma o nella funzione non è una caratteristica utile per la diagnosi delle omologie.

Perché esistono le analogie?

Nella maggior parte dei casi, ma non in tutte, le specie con caratteristiche simili abitano regioni o zone con condizioni simili e sono soggette a pressioni selettive comparabili.

In altre parole, la specie ha risolto un problema allo stesso modo, anche se non consapevolmente, ovviamente.

Questo processo è chiamato evoluzione convergente. Alcuni autori preferiscono separare l'evoluzione convergente dai paralleli.

L'evoluzione o convergenza convergente porta alla formazione di somiglianze superficiali che si verificano attraverso percorsi di sviluppo differenziali. Il parallelismo, d'altra parte, coinvolge percorsi di sviluppo simili.

Esempi

-Forma fusiforme negli animali acquatici

In epoca aristotelica, l'aspetto a forma di fuso di un pesce e di una balena era considerato sufficiente per raggruppare entrambi gli organismi nella categoria ampia e imprecisa di "pesce".

Tuttavia, quando analizziamo attentamente la struttura interna di entrambi i gruppi, possiamo concludere che la somiglianza è esclusivamente esterna e superficiale.

Applicando il pensiero evolutivo, possiamo presumere che, nel corso di milioni di anni, le forze evolutive abbiano beneficiato della maggiore frequenza di individui acquatici che esibiscono questa particolare forma.

Possiamo anche supporre che questa morfologia fusiforme abbia conferito alcuni benefici, come la riduzione al minimo dell'attrito e l'aumento della capacità di locomozione negli ambienti acquatici.

C'è un caso molto particolare di somiglianze tra due gruppi di animali acquatici: i delfini e gli ittiosauri ormai estinti. Se il lettore curioso cercasse un'immagine di questo ultimo gruppo di sauropsidi, potrebbe facilmente scambiarla per delfini.

-Denti in anuri

Un fenomeno che può portare alla comparsa di analogie è il ritorno di un personaggio alla sua forma ancestrale. Nella sistematica, questo evento può creare confusione, poiché non tutte le specie discendenti presenteranno le stesse caratteristiche o tratti.

Esistono alcune specie di rane che, per reversione evolutiva, hanno acquisito denti nella mascella inferiore. La condizione "normale" delle rane è l'assenza di denti, sebbene il loro antenato comune li possedesse.

Quindi, sarebbe un errore pensare che i denti di queste peculiari rane siano omologhi rispetto ai denti di un altro gruppo animale, poiché non li hanno acquisiti da un antenato comune.

-Simile tra marsupiali australiani e mammiferi sudamericani

Le somiglianze che esistono tra i due gruppi animali derivano da un antenato comune - un mammifero -, ma sono state acquisite in modo differenziato e indipendente nei gruppi australiani di mammiferi metatheriani e nei mammiferi euteri sudamericani.

Cactus

Gli esempi di analogia e omologia non sono limitati al solo regno animale, questi eventi sono diffusi in tutto il complesso e intricato albero della vita.

Nelle piante sono presenti una serie di adattamenti che consentono la tolleranza agli ambienti desertici, come fusti succulenti, fusti colonnari, spine con funzioni protettive e una notevole riduzione della superficie fogliare (foglie).

Tuttavia, non è corretto raggruppare tutte le piante che hanno queste caratteristiche come cactus poiché gli individui che le portano non le hanno acquisite da un antenato comune.

Esistono infatti tre diverse famiglie di fanerogame: Euphorbiaceae, Cactaceae e Asclepiadaceae, i cui rappresentanti acquisivano convergentemente adattamenti ad ambienti aridi.

Conseguenze di confondere una struttura analoga con una omologa

Nella biologia evolutiva e in altri rami della biologia, il concetto di omologia è fondamentale, poiché ci consente di stabilire la filogenesi degli esseri organici, uno dei compiti più cospicui dei biologi attuali.

Va sottolineato che solo le caratteristiche omologhe riflettono adeguatamente l'ascendenza comune degli organismi.

Considera che in un certo studio vogliamo delucidare la storia evolutiva di tre organismi: uccelli, pipistrelli e topi. Se prendessimo, ad esempio, la caratteristica delle ali per ricostruire la nostra filogenesi, arriveremmo a una conclusione sbagliata.

Perché? Perché uccelli e pipistrelli hanno le ali e presumiamo che siano più legati l'uno all'altro che al topo. Tuttavia, sappiamo a priori che sia i topi che i pipistrelli sono mammiferi, quindi sono più legati l'uno all'altro che all'uccello.

Quindi, dobbiamo cercare caratteristiche omologhe che ci permettano di chiarire correttamente il modello. Ad esempio, la presenza di capelli o ghiandole mammarie.

Applicando questa nuova visione troveremo il corretto schema di relazioni: il pipistrello e il topo sono più legati l'uno all'altro che ciascuno all'uccello.

Riferimenti

1. Arcas, LP (1861). Elementi di zoologia. Stampa di Gabriel Alhambra.
2. Curtis, H. e Schnek, A. (2006). Invito alla biologia. Ed. Medica panamericana
3. Hall, BK (Ed.). (2012). Omologia: la base gerarchica della biologia comparata. Academic Press.
4. Kardong, KV (2006). Vertebrati: anatomia comparata, funzione, evoluzione. McGraw-Hill.
5. Lickliter, R. e Bahrick, LE (2012). Il concetto di omologia come base per la valutazione dei meccanismi di sviluppo: esplorare l'attenzione selettiva lungo tutto l'arco della vita. Psicobiologia dello sviluppo, 55 (1), 76-83.
6. Raven, PH, Evert, RF e Eichhorn, SE (1992). Biologia vegetale (Vol.2). Ho invertito.
7. Soler, M. (2002). Evoluzione: le basi della biologia. Progetto Sud.