COS'È UN'OMOLOGIA IN BIOLOGIA? (CON ESEMPI) - BIOLOGIA - 2025

Un omologia è una struttura, organo o un processo in due individui che riconducibili ad un'origine comune. La corrispondenza non deve essere identica, la struttura può essere modificata in ogni lignaggio studiato. Ad esempio, i membri dei vertebrati sono omologhi tra loro, poiché la struttura può essere fatta risalire all'antenato comune di questo gruppo.

Le omologie rappresentano la base per la biologia comparata. Può essere studiato a diversi livelli, inclusi molecole, geni, cellule, organi, comportamento e così via. Pertanto, è un concetto cruciale in varie aree della biologia.

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

Prospettiva storica

L'omologia è un concetto che è stato collegato alla classificazione e agli studi delle morfologie nel corso della storia e le sue radici si trovano nell'anatomia comparata. Era già un fenomeno intuito da pensatori come Aristotele, che avevano familiarità con strutture simili in animali diversi.

Belon, nell'anno 1555, pubblicò un'opera che rappresenta una serie di confronti tra scheletri di uccelli e mammiferi.

Per Geoffroy Saint-Hilaire, c'erano forme o composizione in strutture che potevano differire negli organismi, ma c'era ancora una certa costanza nella relazione e nella connessione con strutture adiacenti. Tuttavia, Saint-Hilaire ha descritto questi processi come analoghi.

Sebbene il termine avesse i suoi predecessori, storicamente è attribuito allo zoologo Richard Owen, che lo definì come: "lo stesso organo in animali diversi sotto ogni variazione di forma e funzione".

Owen credeva nell'immutabilità delle specie, ma riteneva che la corrispondenza tra le strutture degli organismi avesse bisogno di una spiegazione. Da un punto di vista pre-darwiniano e antievoluzionario, Owen ha concentrato il suo concetto sugli "archeotipi" - una sorta di schema o piano seguito dai gruppi di animali.

Cos'è l'omologia?

Attualmente, il termine omologia è definito come due strutture, processi o caratteristiche che condividono un antenato comune. Cioè, la struttura può essere fatta risalire nel tempo alla stessa caratteristica nell'antenato comune.

Omologia seriale

L'omologia seriale è un caso speciale di omologia, dove c'è somiglianza tra parti successive e ripetute nello stesso organismo (due specie o due individui non vengono più confrontati).

Tipici esempi di omologie seriali sono la catena delle vertebre nella colonna vertebrale dei vertebrati, gli archi branchiali consecutivi ei segmenti muscolari che corrono lungo il corpo.

Omologie molecolari

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

Non c'è motivo per cui un certo amminoacido sia correlato a un codone specifico, poiché è una scelta arbitraria, proprio come il linguaggio umano è arbitrario. Non c'è motivo per cui "sedia" dovrebbe essere chiamata così, ma lo facciamo perché l'abbiamo imparato da qualcuno, il nostro antenato. Lo stesso vale per il codice.

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 vie metaboliche presenti in un'ampia gamma di organismi, come la glicolisi, ad esempio.

Omologia profonda

L'avvento della biologia molecolare e la capacità di sequenziare, hanno dato il via all'arrivo di un nuovo termine: omologia profonda. Queste scoperte ci hanno permesso di concludere che sebbene due organismi siano diversi in termini di morfologia, possono condividere un modello di regolazione genetica.

Pertanto, l'omologia profonda offre una nuova prospettiva all'evoluzione morfologica. Il termine è stato utilizzato per la prima volta in un influente articolo sulla prestigiosa rivista Nature dal titolo: Fossili, geni e l'evoluzione degli arti animali.

Shubin et al., Autori dell'articolo, la definiscono come "l'esistenza di percorsi genetici coinvolti nella regolazione utilizzati per costruire caratteristiche in animali che sono disparati in termini di morfologia e filogeneticamente distanti". In altre parole, le omologie profonde possono essere trovate in strutture analoghe.

Il gene Pax6 svolge un ruolo indispensabile nella generazione della vista in molluschi, insetti e vertebrati. I geni Hox, d'altra parte, sono importanti per la costruzione degli arti nei pesci e negli arti dei tetrapodi. Entrambi sono esempi di profonde omologie.

Fonte: Washington NL, Haendel MA, Mungall CJ, Ashburner M, Westerfield M, Lewis SE. , tramite Wikimedia Commons

Fonte: PhiLiP, tramite Wikimedia Commons

Analogia e omoplasia

Quando si vuole studiare la somiglianza tra due processi o strutture, lo si può fare in termini di funzione e aspetto, e non solo seguendo il criterio dell'antenato comune.

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

D'altra parte, l'omoplasia si riferisce a strutture che si assomigliano semplicemente. Sebbene questi termini abbiano avuto origine nel 19 ° secolo, hanno guadagnato popolarità con l'avvento delle idee evolutive.

Ad esempio, le ali delle farfalle e degli uccelli hanno la stessa funzione: il volo. Quindi, possiamo concludere che sono analoghi, tuttavia non possiamo far risalire la loro origine a 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 si costituiscono se sono omologhe tra loro, perché possiamo rintracciare un'origine comune di questi lignaggi che condividono lo schema delle ossa degli arti superiori: omero, cubico, raggio, falangi, ecc. Nota che i termini non si escludono a vicenda.

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

Fonte: John Romanes (1848-1894), tramite Wikimedia Commons

Importanza nell'evoluzione

L'omologia è un concetto chiave nella biologia evolutiva, poiché solo riflette
adeguatamente l'ascendenza comune degli organismi.

Se desideriamo ricostruire una filogenesi per stabilire le relazioni di parentela, discendenza e discendenza di due specie, e per errore usiamo una caratteristica che condivide solo forma e funzione, giungeremmo a conclusioni sbagliate.

Ad esempio, se vogliamo determinare le relazioni tra pipistrelli, uccelli e delfini e utilizzare erroneamente le ali come caratteri omologhi, arriveremmo alla conclusione che pipistrelli e uccelli sono più legati l'uno all'altro del pipistrello al delfino.

A priori sappiamo che questa relazione non è vera, perché sappiamo che pipistrelli e delfini sono mammiferi e sono più legati tra loro di ogni gruppo con uccelli. Pertanto, dobbiamo usare caratteri omologhi, come le ghiandole mammarie, le tre piccole ossa dell'orecchio medio, tra gli altri.

Riferimenti

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