Homologi (biologi)

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi

Homologi er et samsvar mellom karakterer (egenskaper, organer osv.) hos forskjellige arter som skyldes at en tilsvarende karakter har blitt ervervet én gang i den delen av artenes evolusjonære historien som artene har hatt til felles. Karakterene det gjelder kalles også homologier eller homologe egenskaper. Homologe karakterer må m.a.o. ha blitt nedarvet, som regel fra en felles stamart. Motsatsen til homologi er «analogi», eller «analoge egenskaper».

[rediger] Eksempler

Fuglevingen og armen vår er f.eks. homologe, selv om vi bruker dem på nokså ulike måter. Både fuglevingen og vår arm hadde sitt evolusjonære opphav i forlemmet til en øglelignende amniot. Derfor finner man også at bygningen av fuglevingen og armen vår følger det samme mønsteret: Selv om de involverte beina (overarmsbein, albubein, spolebein, håndrotsbeina osv.) kan ha ulik form og størrelse, er det nøyaktig like mange, og de ligger i samme posisjon i forhold til hverandre.

Ikke alle likheter mellom organismer skyldes homologi. Likheter kan også oppstå uavhengig av hverandre i ulike arter. Disse kalles analogier (eller av og til konvergenser eller parallelismer).

I det biologiske fagspråket er man veldig nøye med å spesifisere som hva eller på hvilket grunnlag to egenskaper er homologe. Flaggermus- og fuglevingen kan brukes som eksempel: Ifølge ovenstående argumentasjon er flaggermus- og fuglevingen homologe organer. Begge går tilbake på forlemmet i en felles stamart, og begge inneholder nøyaktig de samme beina. Men det betyr bare at de er homologe som forlem. De er derimot ikke homologe som vinger. Den siste felles stamarten for flaggermus og fugler (som også var vår og hvalenes siste felles stamart!) hadde nemlig ikke vinger. Som vinger er derfor flaggermus- og fuglevingen analogier, ikke homologier.

På samme måte brukes blekksprut- og virveldyrøyet ofte som eksempel på en analog egenskap. Dette er selvfølgelig korrekt, fordi blekksprutenes og våre øyne som linseøyne oppstod uavhengig av hverandre i fullstendig adskilte «grener» av dyrenes stamtre. Begge er imidlertid avledet av lysømfintlige celler i vår felles stamart (en havlevende ormelignende bilaterier). Man kan derfor godt si at blekksprut- og virveldyrøyet er homologe som lysømfintlige organer.

Ikke bare morfologiske egenskaper kan være homologe. Det samme gjelder selvfølgelig for gener, for fysiologiske funksjoner (f.eks. åndedrett) og til og med atferd.

Til slutt er det heller ikke slik at alle homologer nødvendigvis er likheter. Organer kan være veldig ulike hverandre og likevel være homologe. Et eksempel er knoklene i mellomøret vårt (ambolt, hammer og stigbøyle), som er homologe med deler av fiskenes kjever. Også vår skjoldbruskkjertel ligner lite på den såkalte hypobrankialfuren i lansettfiskenes gjelletarm, som den er homolog med.

[rediger] Homologikriterier

Hvordan vet man at to organer – som av til ikke en gang ligner på hverandre – er homologe? For å besvare dette spørsmålet, bruker biologien såkalte homologikriterier. De mest brukte slike kriteriene er egenskapenes plass, oppbygning og dannelse. Med plass menes posisjonen i kroppen i forhold til andre organer. Oppbygning sikter både til materialet og strukturene (f.eks. delene) et organ består av. Dannelsen betegner organets tilblivelse i løpet av individualutviklingen (f.eks. fosterutviklingen).

Også overgangsformer har ofte vist seg å være nyttige for å dokumentere homologi mellom to egenskaper. Forståelsen av at knoklene i vårt mellomøret er homologe med fiskenes kjever, har f.eks. fått god støtte ikke bare fra fosterutviklingen til pattedyr, men også fra at det fins levende og utdødde mellomformer: Amfibier og fugler har f.eks. også en stigbøyle (bare at den her kalles søylebein). I fossile dyr kan man dessuten iaktta den gradvise overgangen fra de to kjeveknoklene til sin nye funksjon i mellomøret.

[rediger] Betydningen av homologier

Homologier har avgjørende betydning for fylogenetikken, dvs. for vitenskapen som rekonstruerer organismenes stamtre. Deler to organismegrupper en homolog egenskap, betyr dette vanligvis at de har hatt en felles stamart. På denne måten kan slektskapsforholdene mellom grupper avsløres. Et viktig skille i fylogenetisk sammenheng er om homologiene er «evolusjonære nyvinninger» eller «opprinnelige egenskaper» (se apomorfi og plesiomorfi).