Tiere und Natur

Anatomie, Evolution und homologe Strukturen

Wenn Sie sich jemals gefragt haben, warum eine menschliche Hand und eine Affentatze ähnlich aussehen, dann wissen Sie bereits etwas über homologe Strukturen. Menschen, die sich mit Anatomie befassen, definieren diese Strukturen als einen Körperteil einer Art, der dem einer anderen sehr ähnlich ist. Sie müssen jedoch kein Wissenschaftler sein, um zu verstehen, dass das Erkennen homologer Strukturen nicht nur zum Vergleich, sondern auch zur Klassifizierung und Organisation der vielen verschiedenen Arten von Tierleben auf dem Planeten nützlich sein kann.

Wissenschaftler sagen, dass diese Ähnlichkeiten ein Beweis dafür sind, dass das Leben auf der Erde einen gemeinsamen alten Vorfahren hat, aus dem sich im Laufe der Zeit viele oder alle anderen Arten entwickelt haben. Hinweise auf diese gemeinsame Abstammung finden sich in der Struktur und Entwicklung dieser homologen Strukturen, auch wenn ihre Funktionen unterschiedlich sind.

Beispiele für Organismen

Je enger Organismen verwandt sind, desto ähnlicher sind die homologen Strukturen. Beispielsweise haben viele Säugetiere ähnliche Extremitätenstrukturen. Die Flosse eines Wals, der Flügel einer Fledermaus und das Bein einer Katze sind dem menschlichen Arm sehr ähnlich, mit einem großen oberen „Arm“ -Knochen (dem Humerus beim Menschen) und einem unteren Teil aus zwei Knochen. ein größerer Knochen auf der einen Seite (der Radius beim Menschen) und ein kleinerer Knochen auf der anderen Seite (die Ulna). Diese Arten haben auch eine Ansammlung kleinerer Knochen im Bereich „Handgelenk“ (beim Menschen Karpalknochen genannt), die in die „Finger“ oder Phalangen führen.

Obwohl die Knochenstruktur sehr ähnlich sein kann, variiert die Funktion stark. Homologe Gliedmaßen können zum Fliegen, Schwimmen, Gehen oder für alles verwendet werden, was Menschen mit ihren Armen tun. Diese Funktionen haben sich durch natürliche Selektion über Millionen von Jahren entwickelt.

Homologie

Als die schwedische Botanikerin  Carolus Linnaeus im 18. Jahrhundert sein Taxonomiesystem formulierte, um Organismen zu benennen und zu kategorisieren, war das Aussehen der Art der bestimmende Faktor für die Gruppe, in die die Art eingeordnet wurde. Mit der Zeit und dem Fortschritt der Technologie wurden homologe Strukturen für die Entscheidung über die endgültige Platzierung auf dem phylogenetischen Lebensbaum immer wichtiger .

Das Taxonomiesystem von Linnaeus ordnet Arten in breite Kategorien ein. Die Hauptkategorien von allgemein bis spezifisch sind Königreich, Stamm, Klasse, Ordnung, Familie, Gattung und Art. Im Zuge der technologischen Entwicklung, die es Wissenschaftlern ermöglicht, das Leben auf genetischer Ebene zu untersuchen, wurden diese Kategorien aktualisiert und umfassen nun die Domäne. die breiteste Kategorie in der taxonomischen Hierarchie. Organismen werden hauptsächlich nach Unterschieden in der ribosomalen RNA-  Struktur gruppiert  .

Wissenschaftliche Fortschritte

Diese technologischen Veränderungen haben die Art und Weise verändert, wie Wissenschaftler Arten kategorisieren. Zum Beispiel wurden Wale einst als Fische eingestuft, weil sie im Wasser leben und Flossen haben. Nachdem festgestellt wurde, dass diese Flossen homologe Strukturen zu menschlichen Beinen und Armen enthielten, wurden sie zu einem Teil des Baumes bewegt, der enger mit Menschen verwandt war. Weitere genetische Untersuchungen haben gezeigt, dass Wale eng mit Flusspferden verwandt sein können.

Es wurde ursprünglich angenommen, dass Fledermäuse eng mit Vögeln und Insekten verwandt sind. Alles mit Flügeln wurde in den gleichen Ast des phylogenetischen Baumes gelegt. Nach weiteren Forschungen und der Entdeckung homologer Strukturen stellte sich heraus, dass nicht alle Flügel gleich sind. Obwohl sie die gleiche Funktion haben – um den Organismus in die Luft zu befördern -, sind sie strukturell sehr unterschiedlich. Während der Fledermausflügel in seiner Struktur dem menschlichen Arm ähnelt, ist der Vogelflügel sehr unterschiedlich, ebenso wie der Insektenflügel. Wissenschaftler erkannten, dass Fledermäuse enger mit Menschen verwandt sind als mit Vögeln oder Insekten und bewegten sie zu einem entsprechenden Ast auf dem phylogenetischen Baum des Lebens.

Während der Nachweis homologer Strukturen seit langem bekannt ist, wurde er erst kürzlich weithin als Beweis für die Evolution akzeptiert. Erst in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts, als es möglich wurde, DNA zu analysieren und zu vergleichen , konnten Forscher die evolutionäre Verwandtschaft von Arten mit homologen Strukturen bestätigen.

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