В биологии, что такое гомология?

Гомология - это биологическая концепция, описывающая сходство между видами, происходящими из общего происхождения. Это центральная идея в исследовании эволюции, потому что она отражает ветвление филогенетического дерева. Вообще говоря, если два вида имеют много свойств и генов, они, вероятно, отошли друг от друга - т.е. видоизменены - относительно недавно в эволюционном времени.

Все организмы связаны с другими организмами в результате эволюции от небольшого числа общих предков. Следовательно, гомологии в биологическом мире предостаточно. Окислительное фосфорилирование, процесс использования окисления для получения аденозинтрифосфата, является почти универсальной биологической гомологией. Процесс использовался самыми ранними организмами, и последующие события в эволюции изменили, но не заменили его.

Мозги, напротив, не появляются в каждом организме. Они характерны только для животных. Не у всех животных есть мозг, но у большинства есть. Обладает ли тот или иной вид мозгом, дает четкое указание на его положение в эволюционном дереве. Некоторые организмы, которые претерпели меньше изменений с этого момента, имеют мозг, похожий на самые ранние. Однако важно помнить, что эти организмы выжили и изменились в течение такого же эволюционного времени, как и более сложные.

Гомология часто обсуждается в отличие от аналогии. Не всякое сходство между двумя организмами является результатом общего эволюционного происхождения. Если два вида оказываются в среде, способствующей определенной адаптации, эта адаптация может появиться независимо у обоих видов. Например, опоссумы эволюционировали противоположные большие пальцы независимо от приматов. Этот результат не слишком удивителен, так как полезные противные пальцы полезны. Однако, поскольку эволюция непредсказуема и хаотична, аналогия встречается гораздо реже, чем гомология.

Изучение генетики уточнило концепцию гомологии путем прямого сравнения последовательностей ДНК. Прежде чем стало возможным непосредственное чтение генетической информации, ученым приходилось угадывать гомологию - и таксономию в целом - на основании физиологических наблюдений. Теперь, относительное сходство аллелей, обнаруженных в разных организмах, может служить убедительным доказательством их эволюционной родственности. Неопределенность относительно того, является ли общее свойство гомологичным или аналогичным, может быть полностью решена при исследовании ДНК; статистически, определенный уровень сходства между последовательностями не мог произойти сам по себе.

Генетика также создала потребность в подклассификациях в рамках концепции гомологии. Ортология относится к сходствам генов, которые являются результатом видообразования. Паралогия описывает гомологии между генами, которые возникли в результате дупликации в геноме одного организма. Ксенология - это гомология, возникающая в результате латерального переноса генов: например, генетический материал передается через вирус или учеными. Существование ксенологических гомологий усложняет идею совершенно однонаправленного ветвления эволюционного дерева.