ESTRUCTURES HOMÒLOGUES I ANÀLOGUES (AMB EXEMPLES) - BIOLOGIA - 2025

Les estructura homòlogues són parts d'un organisme biològic que comparteixen un ancestre en comú, mentre que les anàlogues exerceixen funcions similars. A l'hora de comparar dos processos o estructures, podem assignar-los com homòlegs i anàlegs.

Aquests conceptes van guanyar popularitat després de l'aparició de la teoria evolutiva, i el seu reconeixement i distinció són claus per a la reconstrucció reeixida de les relacions filogenètiques entre els éssers orgànics.

Font: Волков Владислав Петрович (Vladlen666); translation by Angelito7, via Wikimedia Commons

bases teòriques

En dues espècies, un caràcter es defineix com homòleg si ha estat derivat d'un ancestre en comú. Aquest pot haver estat intensament modificat i no necessàriament presenta la mateixa funció.

Pel que fa a les analogies, alguns autors solen utilitzar de manera sinònima i intercanviable amb el terme homoplàsia per referir-se a les estructures similars que estan presents en dos o més espècies i no comparteixen un antecessor comú proper.

En contrast, en altres fonts, el terme analogia s'usa per designar la semblança de dues o més estructures en terme de funció, mentre que la homoplàsia queda restringit avaluar estructures similars entre si, morfològicament parlant.

A més, un caràcter pot ser homòleg entre dues espècies, però un estat de l'caràcter no. La pentadáctila és un exemple excel·lent d'aquest fet.

En humà i en cocodrils podem distingir cinc dits, però els rinoceronts posseeixen estructures amb tres dits que no són homòlogues, ja que ha evolucionat aquesta condició de manera independent.

L'aplicació d'aquests termes no es restringeix a la morfologia de l'individu, també es poden usar per a descriure característiques cel·lulars, fisiològiques, moleculars, etc.

Com es diagnostiquen les homologies i les analogies?

Encara que els termes homologia i analogia són fàcils de definir, no són fàcils de diagnosticar.

Generalment, els biòlegs plantegen que certes estructures són homòlogues entre si, si hi ha correspondència en la posició relativa a altres parts de el cos i correspondència en l'estructura, en cas que l'estructura sigui composta. Els estudis embriològics també juguen un paper important en el diagnòstic.

D'aquesta manera, qualsevol correspondència que pot existir en forma o en funció no és una característica útil per diagnosticar a les homologies.

Per què existeixen les analogies?

En la majoria dels casos - però no tots - les espècies que presenten característiques similars habiten regions o zones amb condicions semblants i estan sotmesos a pressions selectives comparables.

En altres paraules, les espècies van resoldre un problema de la mateixa manera, encara que no conscientment, és clar.

A aquest procés se li denomina evolució convergent. Alguns autors prefereixen separar l'evolució convergent dels paral·lelismes.

L'evolució convergent o convergència porta a la formació de similituds superficials que ocorren mitjançant vies de desenvolupament diferencials. El paral·lelisme, d'altra banda, involucra vies de desenvolupament similars.

exemples

-Forma fusiforme en animals aquàtics

En l'època aristotèlica, es considerava que l'aspecte fusiforme d'un peix i d'una balena era suficient per agrupar tots dos organismes en la categoria àmplia i imprecisa de "peixos".

No obstant això, quan analitzem amb cura l'estructura interna de tots dos grups, podrem concloure que la semblança és exclusivament extern i superficial.

Aplicant el pensament evolutiu, podrem suposar que, al llarg de milions d'anys, les forces evolutives van beneficiar l'increment de freqüència dels individus aquàtics que presentaven aquesta forma particular.

Podem suposar, a més, que aquesta morfologia fusiforme atorgava algun benefici, com minimitzar la fricció i incrementar la capacitat de locomoció en els ambients aquàtics.

Hi ha un cas molt particular de semblances entre dos grups animals aquàtics: els dofins i els ja extints ictiosaurios. Si el lector curiós busqués una imatge d'aquest últim grup de saurópsidos, podria confondre fàcilment amb els dofins.

-Dents en anurs

Un fenomen que pot portar a l'aparició d'analogies, és la reversió d'un caràcter a la seva forma ancestral. A la sistemàtica, aquest esdeveniment pot resultar confús, ja que no totes les espècies descendents presentaran les mateixes característiques o trets.

Existeixen algunes espècies de granotes que, per reversió evolutiva, van adquirir dents a la mandíbula inferior. La condició "normal" de les granotes és l'absència de dents, tot i que l'ancestre comú d'elles els posseïa.

Així, seria un error pensar que les dents d'aquestes granotes peculiars resulten homòlegs pel que fa a les dents d'un altre grup animal, ja que no els van adquirir d'un ancestre en comú.

-Parecidos entre marsupials australians i mamífers sud-americans

Les similituds que existeixen entre els dos grups animals deriven d'un ancestre en comú - un mamífer -, però es van adquirir de manera diferencial i independent en els grups australians de mamífers metaterios i en els mamífers sud-americans euteris.

cactus

Els exemples d'analogia i homologia no es restringeixen únicament a el regne animal, aquests esdeveniments estan difosos a tot el complex i intricat arbre de la vida.

En les plantes, hi ha una sèrie d'adaptacions que permeten la tolerància als ambients desèrtics, com tiges suculentes, tiges columnars, espines amb funcions de protecció i una reducció considerable de la superfície foliar (fulles).

No obstant això, no és correcte agrupar totes les plantes que posseeixen aquestes característiques com cactus ja que els individus que les porten no les van adquirir d'un ancestre en comú.

De fet, hi ha tres famílies diferents de fanerògames: Euphorbiaceae, Cactaceae i Asclepiadaceae, els representants van adquirir de manera convergent les adaptacions als ambients àrids.

Conseqüències de confondre una estructura anàloga amb una homòloga

En biologia evolutiva, i en altres branques de la biologia, el concepte de homologia és fonamental, ja que ens permet establir la filogènia dels éssers orgànics - una de les tasques més conspícues dels biòlegs actuals.

Cal emfatitzar que només les característiques homologues reflecteixen de manera adequada la ancestría comuna dels organismes.

Considerem que en certa estudi volem dilucidar la història evolutiva de tres organismes: les aus, els ratpenats i els ratolins. Si prenguéssim, per exemple, la característica de les ales per reconstruir la nostra filogènia, arribaríem a una conclusió errada.

Per què? Perquè aus i ratpenats presenten ales i assumiríem que estan més relacionats entre si que cadascun amb el ratolí. No obstant això, nosaltres coneixem a priori que tots dos, ratolins i rates penades, són mamífers, així que estan més relacionats entre si que cada un amb l'au.

Llavors, hem de buscar característiques homòlogues que ens permetin dilucidar correctament el patró. Per exemple, la presència de pèl o glàndules mamàries.

Aplicant aquesta nova visió donarem amb el patró de relacions correcte: el ratpenat i el ratolí estan més relacionats entre si que cada un amb l'au.

referències

1. Arcas, LP (1861). Elements de zoologia. Impremta de Gabriel Alhambra.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invitació a la Biologia. Ed. Mèdica Panamericana.
3. Hall, BK (Ed.). (2012). Homology: The hierarchial basis of comparative biology. Academic Press.
4. Kardong, KV (2006). Vertebrates: comparative anatomy, function, evolution. McGraw-Hill.
5. Lickliter, R., & Bahrick, LI (2012). The concept of homology es a basis for Evaluating developmental mechanisms: exploring selective attention across the life-span. Developmental psychobiology, 55 (1), 76-83.
6. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, ES (1992). Biologia de les plantes (Vol. 2). Reverté.
7. Soler, M. (2002). Evolució: la base de la Biologia. Projecte Sud.