Avíza

Anatómia, evolúcia a úloha homológnych štruktúr

Anatómia, evolúcia a úloha homológnych štruktúr

Ak ste sa niekedy pýtali, prečo vyzerá ľudská ruka a opičia labka podobným spôsobom, potom už viete niečo o homológnych štruktúrach. Ľudia, ktorí študujú anatómiu, definujú tieto štruktúry ako časť tela jedného druhu, ktorá sa veľmi podobá štruktúre iného. Nemusíte však byť vedcom, aby ste pochopili, že uznávanie homológnych štruktúr môže byť užitočné nielen na porovnanie, ale aj na klasifikáciu a organizovanie mnohých rôznych druhov živočíšneho života na planéte.

Vedci tvrdia, že tieto podobnosti sú dôkazom toho, že život na Zemi zdieľa spoločného starodávneho predka, z ktorého sa postupom času vyvinuli mnohé alebo všetky ostatné druhy. Dôkazy o tomto spoločnom predku je možné vidieť v štruktúre a vývoji týchto homológnych štruktúr, aj keď ich funkcie sú odlišné.

Príklady organizmov

Čím užšie sú organizmy príbuzné, tým viac sú homologické štruktúry podobné. Napríklad veľa cicavcov má podobné končatinové štruktúry. Plutvy veľryby, krídla netopiera a stehna mačky sú všetky veľmi podobné ľudskému ramenu s veľkou hornou kosťou „ramena“ (humerus u ľudí) a spodnou časťou z dvoch kostí, väčšia kosť na jednej strane (polomer u ľudí) a menšia kosť na druhej strane (ulna). Tieto druhy majú tiež kolekciu menších kostí v oblasti zápästia (nazývané u ľudí karpálne kosti), ktoré vedú k „prstom“ alebo falangám.

Aj keď štruktúra kostí môže byť veľmi podobná, funkcia sa veľmi líši. Homológne končatiny sa dajú použiť na lietanie, plávanie, chôdzu alebo na všetko, čo ľudia robia so zbraňami. Tieto funkcie sa vyvíjali prirodzeným výberom v priebehu miliónov rokov.

Homológy

Keď švédsky botanik Carolus Linnaeus formuloval svoj systém taxonómie na pomenovanie a kategorizáciu organizmov v 17. storočí, bol tento druh rozhodujúcim faktorom skupiny, do ktorej bol druh zaradený. Postupom času a pokročilých technológií sa homologické štruktúry stali dôležitejšími pri rozhodovaní o konečnom umiestnení na fylogenetický strom života.

Linnaeusov taxonomický systém zaraďuje druhy do širokých kategórií. Hlavné kategórie od všeobecných po špecifické sú kráľovstvo, kmeň, trieda, poriadok, rodina, rod a druh. S vývojom technológie, ktorá umožňuje vedcom študovať život na genetickej úrovni, boli tieto kategórie aktualizované tak, aby zahŕňali doménu, najširšiu kategóriu v taxonómickej hierarchii. Organizmy sú zoskupené primárne podľa rozdielov v štruktúre ribozomálnej RNA.

Vedecký pokrok

Tieto zmeny v technológii zmenili spôsob, akým vedci kategorizujú druhy. Napríklad veľryby boli kedysi klasifikované ako ryby, pretože žijú vo vode a majú plutvy. Keď sa zistilo, že tieto plutvy obsahovali homologické štruktúry ľudských nôh a paží, presunuli sa do časti stromu, ktorá užšie súvisí s ľuďmi. Ďalší genetický výskum ukázal, že veľryby môžu úzko súvisieť s hrochmi.

Netopiere boli pôvodne považované za úzko spojené s vtákmi a hmyzom. Všetko s krídlami bolo vložené do tej istej vetvy fylogenetického stromu. Po ďalšom výskume a objavení homológnych štruktúr sa ukázalo, že nie všetky krídla sú rovnaké. Aj keď majú rovnakú funkciu, aby organizmus mohol byť vo vzduchu, sú štrukturálne veľmi odlišné. Zatiaľ čo krídlo netopiera sa podobá štruktúre ľudskej ruky, vtáčie krídlo je veľmi odlišné, ako aj krídlo hmyzu. Vedci si uvedomili, že netopiere sú bližšie k človeku ako k vtákom alebo hmyzu a presunuli ich do zodpovedajúcej vetvy fylogenetického stromu života.

Zatiaľ čo dôkazy o homológnych štruktúrach sú už dávno známe, nedávno sa široko akceptovali ako dôkazy vývoja. Až v druhej polovici 20. storočia, keď bolo možné analyzovať a porovnávať DNA, mohli vedci opätovne potvrdiť evolučnú príbuznosť druhov s homológnymi štruktúrami.