Homologie vs. Analogie

Stammesgeschichte als Homologieforschung

Evolutionsforschung unterteilt sich in die Untersuchungsgebiete von

• Ursachen des Evolutionsvorgangs
• Verwandtschaftsbeziehungen zwischen Lebewesen

Homologien im Bau von Lebewesen

Als Homologie werden Strukturen bezeichnet, denen gleichartige genetische Informationen zugrunde liegen (Bsp.: fünfgliedrige Vorderextremitäten als Hände beim Menschen und Grabwerkzeug beim Maulwurf).

Unter Analogie sind hingegen Strukturen mit ähnlicher Funktion zu verzeichnen, die jedoch auf unterschiedlichem Bauplan basieren und von unterschiedlichen Genen codiert sind (Bsp.: Flügel beim Flugsaurier, Flügel“hand“ bei der Fledermaus; Grabbein beim Maulwurf, Grabbein bei der Maulwurfsgrille).

Brückentiere

Brückentiere sind Lebewesen mit strukturellen Übergangsformen und vereinigen damit Merkmale verschiedener Klassen der Wirbeltiere.

o      Archaeopteryx: Merkmale von Vögeln und Reptilien (-> siehe auch Linktipp)
o      Ichthyostega: Merkmale von Fischen und Amphibien

Als zeitgemäßes Brückentier ist das Kloakentier anzuführen, welches Eigenschaften sowohl von Reptilien als auch von Säugetieren aufweist. Es besitzt nur eine Körperöffnung zur Entleerung von Darm und Harnblase, legt Eier und ist mit Milchdrüsen sowie Fell ausgestattet.

Homologie von Organen

Diese ist nach folgenden Kriterien zu beurteilen:

• Lage: Homologie vorhanden bei gleicher Anzahl und Lage von Organen und bei einem gemeinsamen Grundbauplan (z.B. Vorderextremitäten von Wirbeltieren)
• Spezifische Qualität von Strukturen: Komplexe Strukturen gelten als homolog, wenn sie in zahlreichen Einzelheiten spezieller Merkmale übereinstimmen (Hautschuppe Haifisch, Säugerzähne)
• Stetigkeit: Homolog vorhanden, wenn verschiedene Strukturen durch Zwischenformen gestaltlich verbunden werden können.
• Korrelationsregel: Sind bestimmte Organe homolog bei Lebewesen, sind es meist auch Mechanismen wie Kreislauf, Atmung sowie Metabolismusstrukturen.

Analogie

Exemplarisch lässt sich eine Analogie zwischen Kartoffeln und Dahlien bzgl. ihrer Speicherorgane anführen. In beiden Fällen handelt es sich dabei um eine Knollenstruktur, wobei die Kartoffel diese aus ihrer Sprosse bildet, während sie bei der Dahlie aus Wurzelgewebe aufgebaut wird. Die Aufgabe der Knollen ist jedoch identisch: Speicherung von Reservestoffen!

• Konvergenz: Analoge Organe werden einander unter vergleichbarem Selektionsdruck im Aufbau sehr ähnlich.
• Organrudimente: Noch immer vorhandene Merkmale ehemaliger Organe (Weiteres Argument für Abstammungszusammenhänge)
  • Bsp. Mensch: Muskulatur Ohrenbewegung, Segmentierte Bauchmuskeln, Eckzähne, Weisheitszähne, Nickhaut am Auge, Wurmfortsatz, Steißbein, Körperbehaarung
• Atavismus: Im Rahmen einer Rückentwicklung wird ein rudimentäres Merkmal stark ausgebildet.
  • Bsp. Menschen: Steißbeinverlängerung,
  • Bsp. Pferd: Zehenknochen
  • Bsp. Tulpen: grüne Blüten

Homologien in der Ontogenese - biochemische und molekulare Homologien

Haeckels biogenetische Regel besagt sinngemäß: „Die Entwicklung eines Einzelwesens (Ontogenese) ist die kurze Wiederholung seiner Stammesentwicklung.“

Homologien von Genen

Alle Lebewesen besitzen als Grundbaustein die aus Aminosäuren aufgebaute DNA. Weisen die DNA bzw. Proteinsequenzen verschiedener Organismen Ähnlichkeiten auf, so spricht man von zueinander homologen Genen. Der Vergleich eines bestimmten Gens verschiedener Lebewesen dient der Erstellung eines Stammbaums.

Homologie von Parasiten

Verschiedene Tierarten können über die sogenannte Wirtsspezifität eine Homologie zueinander aufweisen. Haben sie nahe verwandte Parasiten, gehen sie vermutlich auf eine gemeinsame Stammform zurück:

• Bsp.: Herpes beim Menschen und Menschenaffen
• Bsp.: Kopflaus beim Mensch und Menschenaffen

Bildung neuer Gene

Die Neubildung eines Gens geschieht über das sogenannte Crossing-over im Rahmen der meiotischen Prophase I. Dabei überkreuzen sich zwei Chromatiden (je eines von jedem Elternteil stammend), sodass ein neues, vollständiges Chromosom entsteht.