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- Definiremos la homología morfológica.
- La distinguiremos de otros dos tipos de homología: la molecular y la del desarrollo.
- Después discutiremos las diferencias entre rasgos homólogos y análogos, y por qué es importante distinguir entre ambos.
Definición de homología morfológica
Algunas especies tienen rasgos y características similares, ya que tienen antepasados comunes o han estado sometidas a presiones de selección similares.
Lahomología se refiere a las similitudes en rasgos y características debidas a una ascendencia común. Por otra parte, los rasgos homólogos son rasgos similares que se encuentran en organismos diferentes y que pueden remontarse a un antepasado común.
Estudiando la homología y los rasgos homólogos de los organismos, podemos deducir cómo están relacionados. En general, cuantas más similitudes compartan los organismos, más emparentados estarán.
Definición de homología morfológica y estructuras morfológicas homólogas
Profundicemos y veamos qué significan realmente estos términos.
Morfología: estudio de la estructura y la forma de los organismos. Homología mor fológica: cuando diferentes especies tienen estructuras similares con la misma forma básica debido a una ascendencia común.
Estructuras morfológicas homólogas: son estructuras que parecen similares y pueden remontarse a antepasados comunes, pero cumplen funciones diferentes debido a la evolución.
Ejemplos de homología morfológica y estructuras morfológicas homólogas
Los vertebrados como los cerdos, las aves y las ballenas tienen extremidades anteriores con los mismos componentes básicos que pueden remontarse a un antepasado común. Debido a la evolución, las extremidades anteriores de estos vertebrados han cambiado con el tiempo para servir a diferentes propósitos que se adaptan a su entorno actual. Las extremidades anteriores de los vertebrados son ejemplos de estructuras morfológicas homólogas.
Otro ejemplo de homología morfológica puede observarse en la clasificación de los mamíferos. Los mamíferos pueden clasificarse en monotremas, marsupiales y placentarios.
Los monotremas, como los ornitorrincos, son mamíferos que ponen huevos.
Losplacentarios, como los roedores, los perros y las ballenas, son mamíferos con placenta, que es un órgano temporal que conecta el embrión con el útero de la madre.
Losmarsupiales, como los canguros, wombats y koalas, utilizan bolsas externas para criar a sus crías recién nacidas.
Los organismos de cada grupo -monotremas, placentarios y marsupiales- se clasifican como tales porque tienen estructuras morfológicas homólogas y pueden remontarse a un antepasado evolutivo común.
¿Te has preguntado alguna vez por qué hay aves no voladoras? Las alas de las aves no voladoras son un ejemplo de estructuras vestigiales. Las estructuras vestigiales son partes anatómicas de una especie que han perdido su función original en el curso de la evolución.
Las estructuras vestigiales, como las alas de las aves no voladoras, suelen ser homólogas y se utilizan como prueba de la evolución, ya que muestran cómo las especies con ascendencia común pueden cambiar con el tiempo. Otros ejemplos de estructuras vestigiales son el hueso pélvico de las serpientes, el apéndice de los humanos y los ojos de los animales ciegos de las cavernas.
Otros tipos de homología
Además de la estructura y la forma, también se dan similitudes en el código genético y en las etapas de desarrollo de los organismos. En este apartado trataremos brevemente otros dos tipos de homología: la homología molecular y la homología del desarrollo.
Definición de homología molecular
Lahomología molecular se da cuando especies diferentes tienen secuencias de nucleótidos similares en el ADN o el ARN que se heredaron de un antepasado común. Tanto el ADN como el ARN son moléculas orgánicas que contienen información genética.
Contienen bases nucleotídicas que se emparejan de la siguiente manera:
Emparejamientos de bases nucleotídicas en el ADN | Emparejamientos de bases nucleotídicas en el ARN |
La adenina (A) se empareja con la timina (T) | La adenina (A) se empareja con el uracilo (U) |
La citosina (C) se empareja con la guanina (G) | La citosina (C) se empareja con la guanina (G) |
La secuencia de bases nucleotídicas determina la información genética contenida en el ADN. Por ejemplo, una secuencia de ADN CGATGG podría transmitir información genética para el pelo negro, mientras que CGATCG podría transmitir información genética para el pelo castaño.
Para determinar la homología molecular, los investigadores alinean las secuencias de ADN o ARN de los organismos estudiados.
La secuenciación del ADN oARN es el proceso de determinar el orden de las bases nucleotídicas. Los científicos utilizan la secuenciación del ADN o el ARN para determinar la relación evolutiva de los organismos alineando secuencias comparables.
Si las secuencias son diferentes sólo en uno o unos pocos sitios, es probable que las especies estén muy estrechamente relacionadas.
Si hay bases diferentes de varias longitudes en muchos sitios, es probable que las especies estén lejanamente relacionadas.
Es importante tener en cuenta que los organismos estrechamente emparentados pueden parecer muy diferentes pero tener genes similares. Del mismo modo, los organismos que no están estrechamente relacionados pueden tener un aspecto muy similar.
Los pejerreyes hawaianos son diferentes especies de plantas (que van desde arbustos bajos a arbustos altos) que son genéticamente similares entre sí a pesar de tener un aspecto muy diferente. La Dubautia linearis y la Argyroxiphium sandwicense que aparecen a continuación son ejemplos.
Las pruebas demuestran que todas las espadas de plata de Hawai descienden de un antepasado común: el alquitrán(Carlquistia muirii) de Norteamérica. Cuando el tarweed colonizó las islas deshabitadas y geológicamente diversas de Hawai, se extendió por distintos nichos ecológicos y formó adaptaciones específicas a estos nichos.
Al estar adaptadas a sus nichos ecológicos únicos, las especies descendientes se volvieron muy diferentes entre sí. Con el tiempo, se formaron muchas especies de pejerrey hawaiano.
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Figuras 2-3. Dubautia linearis (izquierda) y Argyroxiphium sandwicense (derecha) son dos especies de plantas de Espada de plata hawaiana de aspecto morfológicamente diferente, pero genéticamente similares.
Definición de homología del desarrollo
Se habla dehomología del desarrollo cuando distintas especies tienen estructuras similares en determinadas fases del desarrollo. Estas estructuras suelen aparecer sólo durante la fase embrionaria y desaparecen cuando alcanzan su fase juvenil o adulta. Por este motivo, también se conoce como homología embrionaria.
Por ejemplo, todos los embriones de vertebrados (¡incluso los humanos!) tienen hendiduras branquiales y cola. En los animales terrestres, éstas desaparecen en el momento del nacimiento, mientras que en los peces y otros grupos acuáticos, mantienen estas estructuras incluso en la edad adulta.
La imagen siguiente muestra una imagen de un embrión humano de 5 semanas en la que se ve claramente la cola, que desaparecerá cuando alcance las 8 semanas.
¿Cuál es la diferencia entre la homología morfológica, molecular y del desarrollo?
La principal diferencia entre la homología morfológica, molecular y del desarrollo es dónde se producen las similitudes.
En la homología morfológica, las similitudes aparecen en la estructura y la forma de las especies.
En la homología molecular, las similitudes aparecen en los genes o la secuencia de ADN de la especie.
En la homología del desarrollo, las similitudes aparecen en etapas concretas del desarrollo de la especie.
"Análogo" frente a "Homólogo" en Biología
En Biología, homólogo significa tener rasgos similares debido a una ascendencia común. Los rasgos homólogos pueden ayudarnos a determinar la relación evolutiva entre distintos organismos.
Por otro lado, análogo significa tener estructuras similares, no debido a una ascendencia común, sino a una evolución convergente. Evolución convergente es cuando especies que no están estrechamente relacionadas han evolucionado hasta tener rasgos similares debido a presiones de selección comunes.
Por ejemplo, los insectos y las aves comparten rasgos que cumplen la misma función: ambos tienen alas que les dan la capacidad de volar.
Pero las estructuras anatómicas y los orígenes embrionarios de sus alas son completamente diferentes entre sí. Esto nos demuestra que los insectos y las aves no están estrechamente relacionados. Las estructuras similares que no se deben a una ascendencia común se denominan estructuras análogas.
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Presiones de selección: son factores externos -incluidas las condiciones ambientales- que afectan a las posibilidades de un organismo de sobrevivir en su entorno.
¿Por qué es importante distinguir entre rasgos análogos y homólogos?
La historia evolutiva y las relaciones de los organismos suelen presentarse en diagramas de ramificación llamados árboles filogenéticos. Al reconstruir los árboles filogenéticos, los científicos se centran en los rasgos homólogos, porque sólo éstos muestran las relaciones evolutivas entre los organismos. Esto se debe a que los rasgos análogos están causados por presiones de selección, no por una ascendencia común.
La imagen siguiente es un árbol filogenético de Rodentia. Estudiando la homología molecular de estos organismos mediante la alineación genómica de las secuencias codificantes y no codificantes de proteínas, los investigadores pudieron determinar cómo están relacionados estos organismos.
Aparte de la homología molecular, los roedores también comparten características específicas, como tener un par superior y un par inferior de dientes incisivos sin raíz que crecen continuamente. Estas características ayudan a los investigadores a distinguirlos de organismos que parecen similares o tienen rasgos parecidos (por ejemplo, los erizos y las musarañas), pero que en realidad no están estrechamente relacionados.
Homología morfológica - Puntos clave
- La homología se refiere a las similitudes en rasgos y características debidas a una ascendencia común. Hay tres tipos principales de homología:
En la homología morfológica, las semejanzas aparecen en la estructura y la forma de las especies.
En la homología molecular, las similitudes aparecen en los genes o la secuencia de ADN de las especies.
En la homología del desarrollo, las similitudes aparecen en etapas concretas del desarrollo de la especie.
Estudiando la homología de los organismos, podemos deducir cómo están relacionados. En general, cuantas más similitudes compartan los organismos, más emparentados estarán.
- Análogo significa tener estructuras similares debido a presiones de selección similares, pero no debido a una ascendencia común.
- Los rasgos y características homólogos pueden ayudarnos a determinar la relación evolutiva entre distintos organismos.
Referencias
- Figura 2: Dubautia linearis (https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3b/Dubautia_linearis_Kalopa.jpg) de Karl Magnacca. Licencia CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/deed.en).
- Figura 3: Argyroxiphium sandwicense (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Argyroxiphium_sandwicense_Haleakala.jpg) por Karl Magnacca. Licencia CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/deed.en).
- Figura 4: Embrión humano con cola visible (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tubal_Pregnancy_with_embryo.jpg) por Ed Uthman, MD (https://www.flickr.com/photos/euthman/). Dominio público.
- Figura 5: Ala de insecto (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Variety_of_different_insect_wings,_details_of_wings_of_a_wasp,_a_series_of_photos,_3rd_of_3.jpg) por Retro Lenses. Licencia CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.en).
- Figura 6: Ala de pájaro (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sarcoramphus_papa_-Berlin_Zoo_-wing-8b.jpg) por s shepherd (https://www.flickr.com/people/84175980@N00). Licencia CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/deed.en).
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