- มุมมองทางประวัติศาสตร์
- homology คืออะไร?
- homology แบบอนุกรม
- homologies ระดับโมเลกุล
- homology ลึก ๆ
- การเปรียบเทียบและ homoplasia
- ความสำคัญในวิวัฒนาการ
- อ้างอิง
คล้ายคลึงกันเป็นโครงสร้างอวัยวะหรือกระบวนการในสองคนที่สามารถสอบกลับไปยังต้นกำเนิดที่พบบ่อย การติดต่อไม่จำเป็นต้องเหมือนกันโครงสร้างสามารถแก้ไขได้ในแต่ละเชื้อสายที่ศึกษา ตัวอย่างเช่นสมาชิกของสัตว์มีกระดูกสันหลังมีความคล้ายคลึงกันเนื่องจากโครงสร้างสามารถตรวจสอบย้อนกลับไปยังบรรพบุรุษร่วมกันของกลุ่มนี้ได้
ความคล้ายคลึงกันแสดงถึงพื้นฐานของชีววิทยาเชิงเปรียบเทียบ สามารถศึกษาได้ในระดับต่างๆ ได้แก่ โมเลกุลยีนเซลล์อวัยวะพฤติกรรมและอื่น ๆ ดังนั้นจึงเป็นแนวคิดที่สำคัญในด้านต่างๆของชีววิทยา
ที่มา: ВолковВладиславПетрович (Vladlen666); แปลโดย Angelito7 ผ่าน Wikimedia Commons
มุมมองทางประวัติศาสตร์
Homology เป็นแนวคิดที่เชื่อมโยงกับการจำแนกและการศึกษาลักษณะทางสัณฐานวิทยาตลอดประวัติศาสตร์และมีรากฐานมาจากกายวิภาคศาสตร์เปรียบเทียบ มันเป็นปรากฏการณ์ที่นักคิดอย่างอริสโตเติลซึ่งคุ้นเคยกับโครงสร้างที่คล้ายคลึงกันในสัตว์ต่างๆ
Belon ในปี 1555 ได้ตีพิมพ์ผลงานที่เป็นตัวแทนของการเปรียบเทียบระหว่างโครงกระดูกของนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
สำหรับ Geoffroy Saint-Hilaire มีรูปแบบหรือองค์ประกอบในโครงสร้างที่อาจแตกต่างกันในสิ่งมีชีวิต แต่ยังคงมีความมั่นคงในความสัมพันธ์และการเชื่อมต่อกับโครงสร้างที่อยู่ติดกัน อย่างไรก็ตาม Saint-Hilaire อธิบายกระบวนการเหล่านี้ว่าคล้ายคลึงกัน
แม้ว่าคำนี้จะมีมาก่อน แต่ในอดีตมีการอ้างถึงริชาร์ดโอเวนนักสัตววิทยาซึ่งนิยามว่า: "อวัยวะเดียวกันในสัตว์ต่างชนิดกันภายใต้รูปแบบและหน้าที่ที่แตกต่างกัน"
โอเว่นเชื่อในความไม่เปลี่ยนรูปของสิ่งมีชีวิต แต่รู้สึกว่าการติดต่อกันระหว่างโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตต้องการคำอธิบาย จากมุมมองของยุคก่อนดาร์วินและการต่อต้านวิวัฒนาการโอเว่นมุ่งเน้นแนวคิดของเขาเกี่ยวกับ“ ต้นแบบ” ซึ่งเป็นรูปแบบหรือแผนการที่กลุ่มสัตว์ปฏิบัติตาม
homology คืออะไร?
ปัจจุบันคำว่า homology ถูกกำหนดให้เป็นโครงสร้างสองกระบวนการหรือลักษณะที่มีบรรพบุรุษร่วมกัน นั่นคือโครงสร้างสามารถย้อนเวลากลับไปสู่ลักษณะเดียวกันในบรรพบุรุษร่วมกันได้
homology แบบอนุกรม
ความคล้ายคลึงกันแบบอนุกรมเป็นกรณีพิเศษของความคล้ายคลึงกันซึ่งมีความคล้ายคลึงกันระหว่างชิ้นส่วนที่ต่อเนื่องและซ้ำกันในสิ่งมีชีวิตเดียวกัน (สองชนิดหรือสองบุคคลจะไม่ถูกเปรียบเทียบอีกต่อไป)
ตัวอย่างทั่วไปของโฮโมโลยีแบบอนุกรมคือห่วงโซ่ของกระดูกสันหลังในกระดูกสันหลังของสัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนโค้งแขนงที่ต่อเนื่องกันและส่วนของกล้ามเนื้อที่วิ่งไปตามร่างกาย
homologies ระดับโมเลกุล
ในระดับโมเลกุลเรายังพบ homologies ที่ชัดเจนที่สุดคือการมีอยู่ของรหัสพันธุกรรมทั่วไปสำหรับสิ่งมีชีวิตทุกชนิด
ไม่มีเหตุผลว่าทำไมกรดอะมิโนบางชนิดจึงเกี่ยวข้องกับโคดอนที่เฉพาะเจาะจงเนื่องจากเป็นทางเลือกโดยพลการเช่นเดียวกับภาษาของมนุษย์โดยพลการ ไม่มีเหตุผลที่จะเรียกว่า "เก้าอี้" แต่เราทำเพราะเราเรียนรู้จากใครบางคนบรรพบุรุษของเรา เช่นเดียวกับรหัส
เหตุผลที่สมเหตุสมผลที่สุดที่สิ่งมีชีวิตทั้งหมดใช้รหัสพันธุกรรมร่วมกันเป็นเพราะบรรพบุรุษร่วมกันของรูปแบบเหล่านี้ใช้ระบบเดียวกัน
เช่นเดียวกับวิถีการเผาผลาญอาหารหลายชนิดที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตหลายชนิดเช่นไกลโคไลซิสเป็นต้น
homology ลึก ๆ
การถือกำเนิดของอณูชีววิทยาและความสามารถในการจัดลำดับทำให้เกิดคำศัพท์ใหม่: homology เชิงลึก การค้นพบเหล่านี้ทำให้เราสามารถสรุปได้ว่าแม้ว่าสิ่งมีชีวิตสองชนิดจะแตกต่างกันในแง่ของสัณฐานวิทยา แต่ก็สามารถแบ่งปันรูปแบบของการควบคุมทางพันธุกรรมได้
ดังนั้นการคล้ายคลึงกันอย่างลึกซึ้งจึงนำมุมมองใหม่มาสู่วิวัฒนาการทางสัณฐานวิทยา คำนี้ถูกใช้เป็นครั้งแรกในบทความที่มีอิทธิพลในวารสาร Nature อันทรงเกียรติที่มีชื่อว่า: ฟอสซิลยีนและวิวัฒนาการของแขนขาสัตว์
Shubin et al. ผู้เขียนบทความให้คำจำกัดความว่า "การดำรงอยู่ของวิถีทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องกับกฎระเบียบที่ใช้ในการสร้างลักษณะเฉพาะในสัตว์ที่มีความแตกต่างกันในแง่ของสัณฐานวิทยาและความห่างไกลของสายวิวัฒนาการ" กล่าวอีกนัยหนึ่งความคล้ายคลึงกันอย่างลึกซึ้งสามารถพบได้ในโครงสร้างที่คล้ายคลึงกัน
ยีน Pax6 มีบทบาทสำคัญในการสร้างการมองเห็นในหอยแมลงและสัตว์มีกระดูกสันหลัง ในทางกลับกันยีน Hox มีความสำคัญต่อการสร้างแขนขาในปลาและแขนขา tetrapod ทั้งสองเป็นตัวอย่างของ homologies ที่ลึกซึ้ง
ที่มา: Washington NL, Haendel MA, Mungall CJ, Ashburner M, Westerfield M, Lewis SE , ผ่าน Wikimedia Commons
ที่มา: PhiLiP ผ่าน Wikimedia Commons
การเปรียบเทียบและ homoplasia
เมื่อคุณต้องการศึกษาความคล้ายคลึงกันระหว่างกระบวนการหรือโครงสร้างสองกระบวนการสามารถทำได้ทั้งในแง่ของฟังก์ชันและรูปลักษณ์ไม่ใช่แค่ทำตามเกณฑ์ของบรรพบุรุษร่วมกัน
ดังนั้นจึงมีคำที่เกี่ยวข้องสองคำ: คำเปรียบเทียบที่อธิบายลักษณะที่มีฟังก์ชันคล้ายกันและอาจมีบรรพบุรุษร่วมกันหรือไม่ก็ได้
ในทางกลับกัน homoplasia หมายถึงโครงสร้างที่ดูเหมือนกัน แม้ว่าคำศัพท์เหล่านี้จะเกิดขึ้นในศตวรรษที่ 19 แต่ก็ได้รับความนิยมจากแนวคิดวิวัฒนาการ
ตัวอย่างเช่นปีกของผีเสื้อและนกมีหน้าที่เหมือนกันคือการบิน ดังนั้นเราสามารถสรุปได้ว่าพวกมันคล้ายคลึงกัน แต่เราไม่สามารถสืบหาต้นกำเนิดของพวกมันไปยังบรรพบุรุษร่วมกันที่มีปีกได้ ด้วยเหตุนี้จึงไม่ใช่โครงสร้างที่คล้ายคลึงกัน
ปีกของค้างคาวและนกก็เช่นเดียวกัน อย่างไรก็ตามกระดูกที่ประกอบกันหากเป็นเหมือนกันเพราะเราสามารถติดตามต้นกำเนิดทั่วไปของเชื้อสายเหล่านี้ที่มีรูปแบบของกระดูกของแขนขาด้านบน: กระดูกต้นแขนลูกบาศก์รัศมีเส้นโค้งเป็นต้น โปรดทราบว่าข้อกำหนดนี้ไม่สามารถใช้ร่วมกันได้
Homoplasia สามารถสะท้อนให้เห็นในโครงสร้างที่คล้ายคลึงกันเช่นครีบของปลาโลมาและของเต่า
ที่มา: John Romanes (1848-1894) ผ่าน Wikimedia Commons
ความสำคัญในวิวัฒนาการ
ความคล้ายคลึงกันเป็นแนวคิดหลักในชีววิทยาวิวัฒนาการเนื่องจากมีเพียงสิ่งเดียวเท่านั้นที่สะท้อนถึง
บรรพบุรุษร่วมกันของสิ่งมีชีวิตได้อย่างเพียงพอ
หากเราต้องการสร้างสายพันธุ์ใหม่เพื่อสร้างความสัมพันธ์ทางเครือญาติวงศ์ตระกูลและเชื้อสายของสิ่งมีชีวิตสองชนิดและโดยไม่ได้ตั้งใจเราใช้ลักษณะเฉพาะที่แบ่งปันรูปแบบและหน้าที่เท่านั้นเราจะได้ข้อสรุปที่ผิดพลาด
ตัวอย่างเช่นหากเราต้องการกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างค้างคาวนกและโลมาและใช้ปีกเป็นลักษณะที่คล้ายคลึงกันโดยไม่ได้ตั้งใจเราจะได้ข้อสรุปว่าค้างคาวและนกมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกันมากกว่าค้างคาวกับปลาโลมา
เราทราบดีว่าความสัมพันธ์นี้ไม่เป็นความจริงเพราะเรารู้ว่าค้างคาวและโลมาเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและมีความสัมพันธ์กันมากกว่าแต่ละกลุ่มกับนก ดังนั้นเราจึงต้องใช้อักขระที่คล้ายคลึงกันเช่นต่อมน้ำนมกระดูกเล็ก ๆ สามชิ้นของหูชั้นกลางเป็นต้น
อ้างอิง
- Hall, BK (Ed.). (2012) Homology: พื้นฐานลำดับชั้นของชีววิทยาเปรียบเทียบ สำนักพิมพ์วิชาการ.
- การ์ดอง, KV (2549). สัตว์มีกระดูกสันหลัง: กายวิภาคเปรียบเทียบฟังก์ชันวิวัฒนาการ McGraw-Hill
- Lickliter, R. , & Bahrick, LE (2012). แนวคิดเกี่ยวกับความคล้ายคลึงกันเป็นพื้นฐานในการประเมินกลไกการพัฒนา: สำรวจความสนใจที่เลือกตลอดช่วงชีวิต จิตวิทยาพัฒนาการ, 55 (1), 76-83.
- Rosenfield, I. , Ziff, E. , & Van Loon, B. (2011). DNA: คู่มือกราฟฟิคเกี่ยวกับโมเลกุลที่เขย่าโลก สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย
- Scharff, C. , & Petri, J. (2011). Evo-devo, homology เชิงลึกและ FoxP2: ผลกระทบต่อวิวัฒนาการของคำพูดและภาษา การทำธุรกรรมทางปรัชญาของ Royal Society of London ซีรี่ส์ B, วิทยาศาสตร์ชีวภาพ, 366 (1574), 2124-40
- Shubin, N. , Tabin, C. , & Carroll, S. (1997). ฟอสซิลยีนและวิวัฒนาการของแขนขาสัตว์ ธรรมชาติ, 388 (6643), 639.
- Shubin, N. , Tabin, C. , & Carroll, S. (2009). ความคล้ายคลึงกันอย่างลึกซึ้งและต้นกำเนิดของวิวัฒนาการที่แปลกใหม่ ธรรมชาติ, 457 (7231), 818.
- โซลเลอร์, M. (2002). วิวัฒนาการ: พื้นฐานของชีววิทยา โครงการทิศใต้.