CẤU TRÚC TƯƠNG ĐỒNG VÀ TƯƠNG TỰ (VỚI VÍ DỤ) - SINH HỌC - 2025

Các cấu trúc tương đồng là bộ phận của một cơ thể sinh học có chung một tổ tiên chung, trong khi tương tự thực hiện chức năng tương tự. Khi so sánh hai quá trình hoặc cấu trúc, chúng ta có thể gán chúng là tương đồng và tương tự.

Những khái niệm này đã trở nên phổ biến sau sự xuất hiện của thuyết tiến hóa, và sự thừa nhận và phân biệt chúng là chìa khóa để tái tạo thành công các mối quan hệ phát sinh loài giữa các sinh vật hữu cơ.

Nguồn: Волков Владислав Петрович (Vladlen666); bản dịch của Angelito7, qua Wikimedia Commons

Cơ sở lý thuyết

Ở hai loài, một tính trạng được xác định là tương đồng nếu nó có nguồn gốc từ một tổ tiên chung. Điều này có thể đã được sửa đổi rộng rãi và không nhất thiết phải có cùng chức năng.

Về loại suy, một số tác giả thường sử dụng thuật ngữ tương đồng đồng nghĩa và thay thế cho nhau để chỉ những cấu trúc tương tự có ở hai hoặc nhiều loài và không có chung tổ tiên gần gũi.

Ngược lại, trong các nguồn khác, thuật ngữ loại suy được sử dụng để chỉ sự giống nhau của hai hoặc nhiều cấu trúc về mặt chức năng, trong khi sự tương đồng bị hạn chế để đánh giá các cấu trúc tương tự nhau, nói về mặt hình thái.

Ngoài ra, một tính trạng có thể là tương đồng giữa hai loài, nhưng một trạng thái tính trạng thì không. Pentadactyl là một ví dụ tuyệt vời cho điều này.

Ở người và cá sấu, chúng ta có thể phân biệt năm ngón, tuy nhiên tê giác có cấu trúc với ba ngón không giống nhau, vì tình trạng này đã tiến hóa độc lập.

Việc áp dụng các thuật ngữ này không bị giới hạn đối với hình thái của cá thể, chúng cũng có thể được sử dụng để mô tả các đặc điểm tế bào, sinh lý, phân tử, v.v.

Các phép tương đồng và loại suy được chẩn đoán như thế nào?

Mặc dù các thuật ngữ tương đồng và loại suy rất dễ xác định, chúng không dễ chẩn đoán.

Nói chung, các nhà sinh vật học tuyên bố rằng một số cấu trúc nhất định là tương đồng với nhau, nếu có sự tương ứng về vị trí so với các bộ phận khác của cơ thể và sự tương ứng trong cấu trúc, trong trường hợp cấu trúc là hỗn hợp. Nghiên cứu phôi học cũng đóng một vai trò quan trọng trong chẩn đoán.

Do đó, bất kỳ sự tương ứng nào có thể tồn tại ở dạng hoặc chức năng không phải là một đặc điểm hữu ích để chẩn đoán sự tương đồng.

Tại sao các phép loại suy tồn tại?

Trong hầu hết các trường hợp - nhưng không phải tất cả - các loài có đặc điểm giống nhau sống ở các vùng hoặc khu vực có điều kiện tương tự và phải chịu áp lực chọn lọc tương đương.

Nói cách khác, các loài giải quyết một vấn đề theo cách tương tự, mặc dù tất nhiên là không có ý thức.

Quá trình này được gọi là quá trình tiến hóa hội tụ. Một số tác giả thích tách quá trình tiến hóa hội tụ khỏi các điểm song song.

Sự tiến hóa hội tụ hay sự hội tụ dẫn đến sự hình thành những điểm tương đồng bề ngoài xảy ra thông qua những con đường phát triển khác biệt. Mặt khác, song song liên quan đến các con đường phát triển tương tự.

Ví dụ

-Fusiform hình ở động vật sống dưới nước

Vào thời Aristotle, sự xuất hiện hình trục xoay của một con cá và một con cá voi được coi là đủ để nhóm cả hai sinh vật vào danh mục rộng rãi và không chính xác là "cá".

Tuy nhiên, khi phân tích kỹ cấu trúc bên trong của cả hai nhóm, chúng ta có thể kết luận rằng sự giống nhau hoàn toàn là bên ngoài và bề ngoài.

Áp dụng tư duy tiến hóa, chúng ta có thể giả định rằng, qua hàng triệu năm, các lực lượng tiến hóa đã mang lại lợi ích cho tần suất gia tăng của các cá thể thủy sinh có hình dạng đặc biệt này.

Chúng ta cũng có thể giả định rằng hình thái fusiform này mang lại một số lợi ích, chẳng hạn như giảm thiểu ma sát và tăng khả năng vận động trong môi trường nước.

Có một trường hợp rất đặc biệt về sự tương đồng giữa hai nhóm động vật sống dưới nước: cá heo và loài khủng long bạo chúa hiện đã tuyệt chủng. Nếu người đọc tò mò muốn tìm kiếm hình ảnh của nhóm cá sauropsid cuối cùng này, họ có thể dễ dàng nhầm nó với cá heo.

-Teeth in anurans

Một hiện tượng có thể dẫn đến sự xuất hiện của phép loại suy là sự đảo ngược một nhân vật về dạng tổ tiên của nó. Trong hệ thống học, sự kiện này có thể gây nhầm lẫn, vì không phải tất cả các loài con cháu đều có những đặc điểm hoặc đặc điểm giống nhau.

Có một số loài ếch, do quá trình tiến hóa đảo ngược, đã có được răng ở hàm dưới. Tình trạng "bình thường" của ếch là không có răng, mặc dù tổ tiên chung của chúng sở hữu chúng.

Vì vậy, sẽ là sai lầm khi nghĩ rằng răng của những con ếch đặc biệt này là tương đồng với răng của một nhóm động vật khác, vì chúng không có được chúng từ một tổ tiên chung.

-Tương tự giữa thú có túi Úc và động vật có vú Nam Mỹ

Những điểm tương đồng tồn tại giữa cả hai nhóm động vật đều xuất phát từ một tổ tiên chung - động vật có vú -, nhưng chúng được thu nhận một cách khác biệt và độc lập trong các nhóm động vật có vú ăn thịt ở Úc và ở các loài động vật có vú eutherian ở Nam Mỹ.

cây xương rồng

Các ví dụ về loại suy và tương đồng không chỉ giới hạn trong giới động vật, những sự kiện này được lan tỏa khắp cây sự sống phức tạp và phức tạp.

Ở thực vật có hàng loạt kiểu thích nghi cho phép chống chịu với môi trường sa mạc như thân mọng nước, thân cột, gai có chức năng bảo vệ và bề mặt lá (lá) giảm đáng kể.

Tuy nhiên, việc nhóm tất cả các cây có những đặc điểm này thành xương rồng là không đúng vì các cá thể mang chúng không có được chúng từ một tổ tiên chung.

Trên thực tế, có ba họ phanerogams khác nhau: Euphorbiaceae, Cactaceae và Asclepiadaceae, các đại diện của chúng có khả năng thích nghi hội tụ với môi trường khô cằn.

Hậu quả của việc nhầm lẫn một cấu trúc tương tự với một cấu trúc tương đồng

Trong sinh học tiến hóa và trong các ngành sinh học khác, khái niệm tương đồng là cơ bản, vì nó cho phép chúng ta thiết lập sự phát sinh loài của các sinh vật hữu cơ - một trong những nhiệm vụ dễ thấy nhất của các nhà sinh học hiện nay.

Cần phải nhấn mạnh rằng chỉ những đặc điểm tương đồng mới phản ánh đầy đủ tổ tiên chung của các sinh vật.

Hãy xem xét rằng trong một nghiên cứu nào đó, chúng tôi muốn làm sáng tỏ lịch sử tiến hóa của ba sinh vật: chim, dơi và chuột. Ví dụ, nếu chúng ta lấy đặc điểm của đôi cánh để tái tạo lại hệ phát sinh loài của chúng ta, chúng ta sẽ đi đến kết luận sai.

Tại sao? Bởi vì chim và dơi đều có cánh và chúng ta sẽ cho rằng chúng có quan hệ họ hàng với nhau hơn là chuột. Tuy nhiên, chúng ta biết trước rằng cả chuột và dơi đều là động vật có vú, vì vậy chúng có quan hệ họ hàng với nhau hơn là loài chim.

Sau đó, chúng ta phải tìm kiếm các đặc điểm tương đồng cho phép chúng ta làm sáng tỏ mô hình một cách chính xác. Ví dụ, sự hiện diện của tóc hoặc các tuyến vú.

Áp dụng tầm nhìn mới này, chúng ta sẽ tìm ra mô hình mối quan hệ chính xác: con dơi và con chuột có quan hệ họ hàng với nhau hơn là con chim.

Người giới thiệu

1. Arcas, LP (1861). Các yếu tố của động vật học. Bản in của Gabriel Alhambra.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Thư mời tham gia môn Sinh học. Panamerican Medical Ed.
3. Hall, BK (Ed.). (2012). Homology: Cơ sở phân cấp của sinh học so sánh. Báo chí Học thuật.
4. Kardong, KV (2006). Động vật có xương sống: so sánh giải phẫu, chức năng, sự tiến hóa. McGraw-Hill.
5. Lickliter, R., & Bahrick, LE (2012). Khái niệm tương đồng làm cơ sở để đánh giá các cơ chế phát triển: khám phá sự chú ý có chọn lọc trong suốt cuộc đời. Tâm sinh học phát triển, 55 (1), 76-83.
6. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (1992). Sinh học thực vật (Tập 2). Tôi đã đảo ngược.
7. Soler, M. (2002). Tiến hóa: cơ sở của Sinh học. Dự án phía Nam.