- Quan điểm lịch sử
- Tương đồng là gì?
- Tương đồng nối tiếp
- Tương đồng phân tử
- Tương đồng sâu sắc
- Tương tự và tương đồng
- Tầm quan trọng trong tiến hóa
- Người giới thiệu
Một tương đồng là một cấu trúc, cơ quan hoặc quá trình trong hai cá nhân có thể được bắt nguồn từ một nguồn gốc chung. Các thư từ không nhất thiết phải giống nhau, cấu trúc có thể được sửa đổi trong mỗi dòng được nghiên cứu. Ví dụ, các thành viên của động vật có xương sống tương đồng với nhau, vì cấu trúc có thể được bắt nguồn từ tổ tiên chung của nhóm này.
Tương đồng đại diện cho cơ sở cho sinh học so sánh. Nó có thể được nghiên cứu ở các cấp độ khác nhau, bao gồm phân tử, gen, tế bào, cơ quan, hành vi, v.v. Do đó, nó là một khái niệm quan trọng trong các lĩnh vực sinh học khác nhau.
Nguồn: Волков Владислав Петрович (Vladlen666); bản dịch của Angelito7, qua Wikimedia Commons
Quan điểm lịch sử
Homology là một khái niệm được liên kết với việc phân loại và nghiên cứu các hình thái trong suốt lịch sử và nguồn gốc của nó được tìm thấy trong giải phẫu học so sánh. Nó đã là một hiện tượng được trực giác bởi những nhà tư tưởng như Aristotle, người đã quen thuộc với những cấu trúc tương tự ở các loài động vật khác nhau.
Belon, vào năm 1555, công bố một công trình đại diện cho một loạt các so sánh giữa bộ xương của chim và động vật có vú.
Đối với Geoffroy Saint-Hilaire, có những dạng hoặc thành phần trong cấu trúc có thể khác nhau ở các sinh vật, nhưng vẫn có một sự cố định nhất định trong mối quan hệ và mối liên hệ với các cấu trúc liền kề. Tuy nhiên, Saint-Hilaire mô tả các quá trình này là tương tự.
Mặc dù thuật ngữ này có tiền thân của nó, nhưng về mặt lịch sử, nó được cho là do nhà động vật học Richard Owen, người đã định nghĩa nó là: "cùng một cơ quan ở các loài động vật khác nhau dưới mỗi biến thể về hình thức và chức năng."
Owen tin vào sự bất biến của các loài, nhưng cảm thấy rằng sự tương ứng giữa các cấu trúc của các sinh vật cần một lời giải thích. Theo quan điểm tiền Darwin và phản tiến hóa, Owen tập trung khái niệm của mình vào "nguyên mẫu" - một loại sơ đồ hoặc kế hoạch mà các nhóm động vật tuân theo.
Tương đồng là gì?
Hiện nay, thuật ngữ tương đồng được định nghĩa là hai cấu trúc, quá trình hoặc đặc điểm có chung một tổ tiên. Có nghĩa là, cấu trúc có thể được truy ngược thời gian về cùng một đặc điểm trong tổ tiên chung.
Tương đồng nối tiếp
Tương đồng nối tiếp là một trường hợp tương đồng đặc biệt, trong đó có sự giống nhau giữa các phần liên tiếp và lặp lại trong cùng một sinh vật (hai loài hoặc hai cá thể không còn được so sánh với nhau).
Các ví dụ điển hình của tương đồng nối tiếp là chuỗi đốt sống ở cột sống động vật có xương sống, các vòm mang liên tiếp và các đoạn cơ chạy dọc cơ thể.
Tương đồng phân tử
Ở cấp độ phân tử, chúng ta cũng có thể tìm thấy các chất tương đồng. Rõ ràng nhất là sự tồn tại của một mã di truyền chung cho mọi sinh vật sống.
Không có lý do gì tại sao một axit amin nhất định lại liên quan đến một codon cụ thể, vì nó là một sự lựa chọn tùy ý - cũng như ngôn ngữ của con người là tùy ý. Không có lý do gì tại sao "cái ghế" lại được gọi như vậy, nhưng chúng tôi làm điều đó bởi vì chúng tôi đã học nó từ ai đó, tổ tiên của chúng tôi. Điều tương tự cũng áp dụng cho mã.
Lý do hợp lý nhất khiến tất cả các sinh vật chia sẻ mã di truyền là vì tổ tiên chung của các dạng này đã sử dụng cùng một hệ thống.
Điều này cũng đúng với một số con đường trao đổi chất có trong nhiều loại sinh vật, chẳng hạn như đường phân.
Tương đồng sâu sắc
Sự ra đời của sinh học phân tử và khả năng giải trình tự đã nhường chỗ cho sự xuất hiện của một thuật ngữ mới: tương đồng sâu. Những khám phá này cho phép kết luận rằng mặc dù hai sinh vật khác nhau về hình thái, chúng có thể có chung một kiểu điều hòa di truyền.
Do đó, tương đồng sâu sắc mang lại một cái nhìn mới cho sự tiến hóa hình thái học. Thuật ngữ này được sử dụng lần đầu tiên trong một bài báo có ảnh hưởng trên tạp chí danh tiếng Nature với tựa đề: Hóa thạch, gen và sự tiến hóa của các chi động vật.
Shubin và cộng sự, tác giả của bài báo, định nghĩa nó là "sự tồn tại của các con đường di truyền liên quan đến quy định được sử dụng để xây dựng các đặc điểm ở động vật khác nhau về hình thái và phát sinh loài". Nói cách khác, sự tương đồng sâu sắc có thể được tìm thấy trong các cấu trúc tương tự.
Gen Pax6 đóng một vai trò không thể thiếu trong việc hình thành thị giác ở động vật thân mềm, côn trùng và động vật có xương sống. Mặt khác, gen Hox rất quan trọng đối với việc cấu tạo các chi ở cá và các chi tứ bội. Cả hai đều là những ví dụ về sự tương đồng sâu sắc.
Nguồn: Washington NL, Haendel MA, Mungall CJ, Ashburner M, Westerfield M, Lewis SE. , qua Wikimedia Commons
Nguồn: PhiLiP, qua Wikimedia Commons
Tương tự và tương đồng
Khi bạn muốn nghiên cứu sự giống nhau giữa hai quá trình hoặc cấu trúc, nó có thể được thực hiện về chức năng và hình thức, chứ không chỉ theo tiêu chí của tổ tiên chung.
Do đó, có hai thuật ngữ liên quan: phép loại suy mô tả các đặc điểm có chức năng tương tự và có thể có hoặc không có tổ tiên chung.
Mặt khác, homoplasia đề cập đến các cấu trúc đơn giản là trông giống nhau. Mặc dù những thuật ngữ này có nguồn gốc từ thế kỷ 19, nhưng chúng đã trở nên phổ biến với sự ra đời của các ý tưởng tiến hóa.
Ví dụ, cánh của bướm và chim có cùng chức năng: bay. Do đó, chúng ta có thể kết luận rằng chúng tương tự nhau, tuy nhiên chúng ta không thể truy tìm nguồn gốc của chúng từ một tổ tiên chung có cánh. Vì lý do này, chúng không phải là cấu trúc tương đồng.
Cánh của dơi và chim cũng vậy. Tuy nhiên, các xương cấu thành nếu chúng tương đồng với nhau, bởi vì chúng ta có thể truy tìm nguồn gốc chung của các dòng họ này có chung mô hình xương của các chi trên: xương, hình khối, bán kính, phalanges, v.v. Lưu ý rằng các điều khoản không loại trừ lẫn nhau.
Sự đồng sản có thể được phản ánh trong các cấu trúc tương tự, chẳng hạn như vây của cá heo và vây của rùa.
Nguồn: John Romanes (1848-1894), qua Wikimedia Commons
Tầm quan trọng trong tiến hóa
Homology là một khái niệm then chốt trong sinh học tiến hóa, vì chỉ nó mới phản ánh
đầy đủ tổ tiên chung của các sinh vật.
Nếu chúng ta muốn tái tạo lại hệ phát sinh loài để thiết lập mối quan hệ họ hàng, tổ tiên và dòng dõi của hai loài, và do nhầm lẫn chúng ta sử dụng một đặc điểm chỉ có chung hình thức và chức năng, chúng ta sẽ đưa ra kết luận sai.
Ví dụ, nếu chúng ta muốn xác định mối quan hệ giữa dơi, chim và cá heo và sử dụng nhầm đôi cánh như một đặc điểm tương đồng, chúng ta sẽ đi đến kết luận rằng dơi và chim có quan hệ họ hàng với nhau hơn là dơi với cá heo.
Trước hết chúng ta biết rằng mối quan hệ này là không đúng, bởi vì chúng ta biết rằng dơi và cá heo là động vật có vú và có quan hệ họ hàng với nhau nhiều hơn là từng nhóm với chim. Do đó, chúng ta phải sử dụng các nhân vật tương đồng, chẳng hạn như các tuyến vú, ba xương nhỏ của tai giữa, trong số những nhân vật khác.
Người giới thiệu
- Hall, BK (Ed.). (2012). Homology: Cơ sở phân cấp của sinh học so sánh. Báo chí Học thuật.
- Kardong, KV (2006). Động vật có xương sống: so sánh giải phẫu, chức năng, sự tiến hóa. McGraw-Hill.
- 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.
- Rosenfield, I., Ziff, E., & Van Loon, B. (2011). DNA: Hướng dẫn bằng hình ảnh về phân tử gây chấn động thế giới. Nhà xuất bản Đại học Columbia.
- Scharff, C., & Petri, J. (2011). Evo-sùng, tương đồng sâu sắc và FoxP2: ý nghĩa đối với sự phát triển của lời nói và ngôn ngữ. Các giao dịch triết học của Hiệp hội Hoàng gia London. Loạt B, Khoa học sinh học, 366 (1574), 2124-40.
- Shubin, N., Tabin, C., & Carroll, S. (1997). Hóa thạch, gen và sự tiến hóa của các chi động vật. Thiên nhiên, 388 (6643), 639.
- Shubin, N., Tabin, C., & Carroll, S. (2009). Sự tương đồng sâu sắc và nguồn gốc của tính mới trong tiến hóa. Thiên nhiên, 457 (7231), 818.
- Soler, M. (2002). Tiến hóa: cơ sở của Sinh học. Dự án phía Nam.