ما هو التماثل في علم الأحياء؟ (مع أمثلة)

ل تناظر إنه هيكل أو عضو أو عملية في فردين يمكن إرجاعهما إلى الأصل المشترك. لا يجب أن تكون المراسلات متطابقة ، يمكن تعديل الهيكل في كل سلالة تمت دراستها. على سبيل المثال ، أعضاء الفقاريات متماثلون لبعضهم البعض ، حيث يمكن تتبع الهيكل مرة أخرى إلى الجد المشترك لهذه المجموعة.

التماثلات تمثل الأساس لعلم الأحياء المقارن. يمكن دراستها على مستويات مختلفة ، بما في ذلك الجزيئات والجينات والخلايا والأعضاء والسلوك وما إلى ذلك. لذلك ، هو مفهوم حاسم في مختلف مجالات علم الأحياء.

مؤشر

• 1 منظور تاريخي
• 2 ما هو التماثل?
  • 2.1 التماثل التسلسلي
  • 2.2 التماثل الجزيئي
  • 2.3 التماثل العميق
• 3 القياس والمثلية
• 4 الأهمية في التطور
• 5 المراجع

المنظور التاريخي

التماثل هو مفهوم تم ربطه بتصنيف ودراسة التشكلات عبر التاريخ وجذوره في علم التشريح المقارن. لقد كانت بالفعل ظاهرة حدسية من قبل مفكرين مثل أرسطو ، الذين كانوا على دراية بهياكل مماثلة في حيوانات مختلفة.

نشر بيلون ، في عام 1555 ، عملاً يمثل سلسلة من المقارنات بين الهياكل العظمية للطيور والثدييات.

بالنسبة إلى Geoffroy Saint-Hilaire ، كانت هناك أشكال أو تكوينات في الهياكل التي يمكن أن تختلف في الكائنات الحية ، ولكن لا يزال هناك ثبات معين في العلاقة وفي البنى المجاورة. ومع ذلك ، وصف سانت هيلير هذه العمليات بأنها مماثلة.

على الرغم من أن المصطلح كان له أسلافه ، إلا أنه من الناحية التاريخية يُنسب إلى عالم الحيوان ريتشارد أوين ، الذي عرّفه على أنه: "نفس العضو في حيوانات مختلفة تحت كل شكل من أشكال الاختلاف والوظيفة".

أوين يؤمن بعدم ثبات الأنواع ، لكنه شعر أن المراسلات بين هياكل الكائنات الحية تحتاج إلى شرح. من وجهة نظر ما قبل الداروينية والتطورية ، ركز أوين مفهومه على "النماذج الأصلية" - وهو نوع من المخطط أو الخطة التي تتبعها المجموعات الحيوانية.

ما هو التماثل?

حاليًا ، يُعرّف مصطلح التماثل على أنه بنيان أو عمليات أو خصائص تشترك في سلف مشترك. وهذا هو ، يمكن تتبع الهيكل في الوقت المناسب لنفس الخاصية في الجد المشترك.

التماثل التسلسلي

التماثل المتسلسل هو حالة خاصة من التماثل ، حيث يوجد تشابه بين الأجزاء المتتالية والأجزاء المتكررة في نفس الكائن (لم يعد هناك نوعان أو فردان قيد المقارنة).

أمثلة نموذجية للتماثلات المتسلسلة هي سلسلة فقرات العمود الفقري ، والأقواس المتفرعة المتتالية وقطاعات العضلات التي يتم ترتيبها في جميع أنحاء الجسم.

التماثل الجزيئي

على المستوى الجزيئي ، يمكننا أن نجد التماثلات أيضًا. الأكثر وضوحا هو وجود رمز وراثي مشترك لجميع الكائنات الحية.

لا يوجد سبب لوجود حمض أميني معين يرتبط بكودون معين ، لأنه اختيار تعسفي - بنفس الطريقة التي تكون بها لغة الإنسان تعسفية. لا يوجد أي سبب يدعو إلى تسمية "الكرسي" على هذا النحو ، لكننا نفعل ذلك لأننا تعلمناه من شخص ما ، أسلافنا. الأمر نفسه ينطبق على الكود.

السبب الأكثر منطقية لمشاركة جميع الكائنات في الشفرة الوراثية هو أن الجد المشترك لهذه الأشكال استخدم نفس النظام.

يحدث الشيء نفسه مع سلسلة من المسارات الأيضية الموجودة في مجموعة واسعة من الكائنات الحية ، مثل تحلل السكر ، على سبيل المثال.

التماثل العميق

أعطى وصول البيولوجيا الجزيئية والقدرة على التسلسل الطريق لوصول مصطلح جديد: التماثل العميق. أتاحت لنا هذه النتائج أن نستنتج أنه على الرغم من اختلاف كائنين حيويين في التشكل ، إلا أنهما يمكنهما مشاركة نمط التنظيم الجيني.

وهكذا ، يجلب التماثل العميق منظورًا جديدًا للتطور المورفولوجي. تم استخدام المصطلح لأول مرة في تأثير مقال للمجلة المرموقة طبيعة بعنوان: الحفريات والجينات وتطور الأطراف الحيوانية.

شوبين وآخرون., يعرّف مؤلفو المقال بأنه "وجود مسارات وراثية تشارك في التنظيم المستخدم لبناء الخصائص في الحيوانات المتباينة من حيث التشكل والبعد الوراثي phylogenetically". وبعبارة أخرى ، يمكن العثور على التماثلات العميقة في الهياكل المماثلة.

الجين Pax6 لها دور لا غنى عنه في توليد الرؤية في الرخويات والحشرات والفقاريات. الجينات هوكس, من ناحية أخرى ، فهي مهمة لبناء الأطراف في الأسماك وفي أعضاء رباعيات الأرجل. كلاهما أمثلة على التماثلات العميقة.

القياس والتماثل

عندما يكون المطلوب هو دراسة التشابه بين عمليتين أو هيكل ، يمكن أن يتم ذلك من حيث الوظيفة والمظهر ، وليس فقط باتباع معيار السلف المشترك.

وبالتالي ، هناك مصطلحين مرتبطان: القياس الذي يصف الخصائص ذات الوظائف المتشابهة وقد يكون أو لا يوجد سلف مشترك.

من ناحية أخرى ، تشير المثلية إلى هياكل تشبه بعضها البعض. على الرغم من أن هذه المصطلحات نشأت في القرن التاسع عشر ، إلا أنها اكتسبت شعبية مع ظهور الأفكار التطورية.

على سبيل المثال ، أجنحة الفراشات والطيور لها نفس الوظيفة: الطيران. وبالتالي ، يمكننا أن نستنتج أنها متشابهة ، ولكن لا يمكننا تتبع أصلهم إلى سلف مشترك مع الأجنحة. لهذا السبب ، فهي ليست هياكل متجانسة.

الشيء نفسه ينطبق على أجنحة الخفافيش والطيور. ومع ذلك ، فإن العظام التي تشكل إذا كانت متجانسة مع بعضها البعض ، لأنه يمكننا تتبع أصل مشترك من هذه الأنساب التي تشترك في نمط العظام في الأطراف العليا: العضد ، المكعب ، نصف القطر ، الكتائب ، إلخ. لاحظ أن الشروط ليست متبادلة.

يمكن أن تنعكس المثلية في هياكل مماثلة ، مثل زعانف الدلفين والسلاحف.

الأهمية في التطور

التماثل هو مفهوم رئيسي في البيولوجيا التطورية ، حيث إنه يعكس فقط
بشكل كاف أصل مشترك من الكائنات الحية.

إذا كنا نرغب في إعادة بناء نسيلة لإقامة علاقات القرابة والنسب والنسب لنوعين ، وبالخطأ استخدام خاصية لا تتقاسم إلا الشكل والوظيفة ، فسنصل إلى استنتاجات خاطئة.

على سبيل المثال ، إذا أردنا تحديد العلاقات بين الخفافيش والطيور والدلافين واستخدمنا الأجنحة عن طريق الخطأ بشكل متماثل ، فإننا سنصل إلى استنتاج مفاده أن الخفافيش والطيور أكثر ارتباطًا من الخفافيش بالدلافين.

بداهة نحن نعلم أن هذه العلاقة غير صحيحة ، لأننا نعرف أن الخفافيش والدلافين ثدييات وأكثر ارتباطًا بكل مجموعة من الطيور. لذلك ، يجب علينا استخدام شخصيات متجانسة ، مثل الغدد الثديية ، والعظام الثلاثة الصغيرة للأذن الوسطى ، من بين أشياء أخرى.

مراجع

1. هول ، ب ك. (محرر). (2012). التماثل: الأساس الهرمي لعلم الأحياء المقارن. الصحافة الأكاديمية.
2. Kardong، K. V. (2006). الفقاريات: التشريح المقارن ، الوظيفة ، التطور. ماكجرو هيل.
3. Lickliter، R.، & Bahrick، L. E. (2012). مفهوم التماثل كأساس لتقييم الآليات التنموية: استكشاف الاهتمام الانتقائي عبر فترة الحياة. علم النفس التنموي, 55(1) ، 76-83.
4. Rosenfield، I.، Ziff، E.، & Van Loon، B. (2011). الحمض النووي: دليل الرسوم البيانية للجزيء الذي هز العالم. مطبعة جامعة كولومبيا.
5. Scharff، C.، & Petri، J. (2011). Evo-devo ، التماثل العميق و FoxP2: الآثار المترتبة على تطور الكلام واللغة. المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية في لندن. السلسلة B ، العلوم البيولوجية, 366(1574) ، 2124-40.
6. Shubin، N.، Tabin، C.، & Carroll، S. (1997). الحفريات والجينات وتطور الأطراف الحيوانية. طبيعة, 388(6643) ، 639.
7. Shubin، N.، Tabin، C.، & Carroll، S. (2009). التماثل العميق وأصول الجدة التطورية. طبيعة, 457(7231) ، 818.
8. سولير ، M. (2002). التطور: أساس علم الأحياء. مشروع الجنوب.