معلومة

3.2.2.4: الهياكل المتماثلة - علم الأحياء

3.2.2.4: الهياكل المتماثلة - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

الهياكل المتماثلة هي هياكل متشابهة نشأت من سلف مشترك.

أهداف التعلم

  • وصف العلاقة بين التطور وظهور البنى المتماثلة

النقاط الرئيسية

  • التنادد هو علاقة محددة بين الهياكل أو الحمض النووي المشتق من سلف مشترك ويوضح النسب من سلف مشترك.
  • الهياكل المماثلة هي هياكل متشابهة جسديًا (ولكن ليس وراثيًا) لم تكن موجودة في آخر سلف مشترك.
  • يمكن أن يكون التنادد أيضًا جزئيًا ؛ يمكن أن تتطور الهياكل الجديدة من خلال مجموعة أو أجزاء من المسارات التنموية.
  • يمكن أيضًا الإشارة إلى القياس على أنه homoplasy ، والذي ينقسم أيضًا إلى التوازي ، والانعكاس ، والتقارب.

الشروط الاساسية

  • تنادد: تطابق هياكل في شكلين من أشكال الحياة مع أصل تطوري مشترك ، مثل الزعانف واليدين.
  • تشبيه: العلاقة بين الخصائص التي تبدو متشابهة ولكنها لم تتطور من نفس البنية
  • homoplasy: تطابق بين أجزاء أو أعضاء الأنواع المختلفة المكتسبة نتيجة للتطور أو التقارب المتوازي.

هياكل متجانسة

التنادد هو العلاقة بين الهياكل أو الحمض النووي المشتق من أحدث سلف مشترك. من الأمثلة الشائعة على الهياكل المتماثلة في علم الأحياء التطوري أجنحة الخفافيش وأذرع الرئيسيات. على الرغم من أن هذين الهيكلين لا يبدوان متشابهين أو لهما نفس الوظيفة ، إلا أنهما يأتيان من نفس بنية السلف المشترك الأخير. لذلك يتم تفسير السمات المتشابهة للكائنات من خلال النسب من سلف مشترك.

من المهم أن نلاحظ أن تحديد بنيتين على أنهما متماثلان يعتمد على ما يوصف بالسلف بالسلف المشترك. إذا عدنا إلى بداية الحياة ، فكل الهياكل متجانسة!

في علم الوراثة ، يُقاس التنادد بمقارنة تسلسل البروتين أو الحمض النووي. تشترك التسلسلات الجينية المتماثلة في التشابه الكبير ، مما يدعم الفرضية القائلة بأنها تشترك في سلف مشترك.

يمكن أن يكون التنادد أيضًا جزئيًا: يمكن أن تتطور الهياكل الجديدة من خلال مجموعة من المسارات التنموية أو أجزاء منها. نتيجة لذلك ، يمكن أن تتطور الهياكل الهجينة أو الفسيفسائية التي تظهر التماثلات الجزئية. على سبيل المثال ، بعض الأوراق المركبة للنباتات المزهرة متجانسة جزئيًا مع كل من الأوراق والبراعم لأنها تجمع بين بعض سمات الأوراق وبعض البراعم.

هياكل Paralogous

تعتبر المتواليات المتماثلة متوازنة إذا تم فصلها بواسطة حدث ازدواج جيني ؛ إذا تم تكرار جين في كائن ما لشغل موقعين مختلفين في نفس الجينوم ، فإن النسختين متوازيتان.

تسمى مجموعة من المتواليات التي تعتبر متوازنة Paralogs لبعضها البعض. عادة ما يكون لدى Paralogs نفس الوظيفة أو وظيفة مماثلة ، لكن في بعض الأحيان لا تفعل ذلك. يعتبر أنه بسبب نقص الضغط الانتقائي الأصلي على نسخة واحدة من الجين المضاعف ، فإن هذه النسخة حرة في التحور واكتساب وظائف جديدة.

غالبًا ما تنتمي الجينات Paralogous إلى نفس النوع ، ولكن ليس دائمًا. على سبيل المثال ، يعتبر جين الهيموجلوبين للبشر وجين الميوغلوبين للشمبانزي من المتماثلات. هذه مشكلة شائعة في المعلوماتية الحيوية. عندما يتم تسلسل جينومات الأنواع المختلفة والعثور على جينات متجانسة ، لا يمكن للمرء أن يستنتج على الفور أن هذه الجينات لها نفس الوظيفة أو وظيفة مماثلة ، حيث يمكن أن تكون نظائرًا تباعدت وظيفتها.

الهياكل المماثلة

على النقيض من الهياكل المتماثلة هي هياكل متشابهة ، وهي هياكل متشابهة فيزيائيًا بين نوعين من الأصناف تطورت بشكل منفصل (بدلاً من أن تكون موجودة في السلف المشترك الأخير). تطورت أجنحة الخفافيش وأجنحة الطيور بشكل مستقل وتعتبر هياكل مماثلة. من الناحية الجينية ، يوجد القليل جدًا من القواسم المشتركة بين جناح الخفافيش وجناح الطائر ؛ لم يكن للسلف المشترك الأخير للخفافيش والطيور أجنحة مثل الخفافيش أو الطيور. تطورت الأجنحة بشكل مستقل في كل سلالة بعد تباعدها عن الأسلاف ذات الأطراف الأمامية التي لم تستخدم كأجنحة (الثدييات الأرضية والديناصورات ذوات الأقدام ، على التوالي).

من المهم التمييز بين المستويات الهرمية المختلفة للتماثل من أجل إجراء مقارنات بيولوجية مفيدة. في المثال أعلاه ، أجنحة الطائر والخفافيش مماثلة للأجنحة ، ولكنها متماثلة مثل الأطراف الأمامية لأن العضو كان بمثابة ساعد (وليس جناحًا) في آخر سلف مشترك لرباعي الأطراف.

التشبيه مختلف عن التماثل. على الرغم من أن الخصائص المتشابهة متشابهة ظاهريًا ، إلا أنها ليست متجانسة لأنها مستقلة نسبيًا. أجنحة بذرة القيقب وأجنحة طائر القطرس متشابهة ولكنها ليست متجانسة (كلاهما يسمح للكائن الحي بالسفر مع الريح ، لكن كلاهما لم يتطور من نفس البنية). يشار إلى القياس أيضًا باسم homoplasy.


علم الأحياء والجيولوجيا 4 ESO

في الفيديو التالي ، يشرح لنا البروفيسور جورج وولف ما هي الهياكل المتشابهة. يبدأ بذكر الأعضاء الأثرية (أعضاء في أجسادنا ليس لها وظيفة أباء) ، وبعد ذلك يبدأ بما نعرفه على أنه بنى متجانسة. هذه هي الهياكل في أجسام الحيوانات التي قد تبدو مختلفة في العديد من الأنواع (على سبيل المثال ، أرجل القطط والذراعين عند البشر) ، ولكنها في الواقع تتكون من نفس الهيكل المادي.

يمكن رؤية هذا المثال بوضوح من خلال هيكل ذراع بشري وزعنفة دولفين. كلاهما لهما عظم واحد في بداية الذراع (عظم العضد) ، متبوعًا بعظمتين أخريين (نصف القطر والزند) ، وويزرت وخمسة أصابع.

هياكل متشابهة قد يملك وظيفة مختلفة، ولكن بشكل نهائي سيكون لها الامتداد نفس الهيكل. وكما نعلم ، يتم تحديد الهياكل المتماثلة بواسطة جيناتنا.


التنادد الصرفي

يصف أوجه التشابه التشريحية والهيكلية فيما يتعلق بالشكل ، والتنسيب ، و / أو الوظيفة بين الكائنات الحية التي تنتمي إلى نفس الفئة التصنيفية. ينشأ الهيكل المشترك بسبب تطور الأنواع المختلفة من سلف مشترك. ومع ذلك ، فإن وظيفة أو استخدام هذا الهيكل قد تكون أو لا تكون هي نفسها في جميع الكائنات الحية. يرجع هذا التفاوت إلى ظاهرة التكيف الطبيعي للكائنات الحية مع محيطها. ومن ثم ، يمكن اعتبار التطور عملية إعادة تشكيل ، مدفوعة بقوة الانتقاء الطبيعي من أجل السماح للأنواع الأكثر تكيفًا بالتطور والتكاثر.

ومع ذلك ، لا ينبغي الخلط بين هذا المفهوم ومفهوم الهياكل المماثلة ، والتي هي هياكل تؤدي نفس الوظيفة في الكائنات الحية المختلفة ، ومع ذلك ، فهي ليست مشتقة من سلف مشترك. مثال على مثل هذه الحالة هو أجنحة الفراشة والخفاش والطيور. في حين أن الملاحق الثلاثة تشترك في نفس الوظيفة ، فإن التنسيب المتنوع للعظام والسمات المميزة المختلفة لكل عظم تشير إلى أنها ليست اختلافات في سمة مورفولوجية بدائية مشتركة.

يتضح مثال شائع للتماثل المورفولوجي في البنية الهيكلية للأطراف الأمامية للفقاريات مثل البشر والقطط والحيتان والخفافيش وخنازير البحر والخيول والضفادع ، إلخ. كما هو موضح في الشكل أعلاه ، فإن الهيكل العظمي الأساسي متشابه بدرجة كافية ، ويتكون من نفس النوع من العظام والمفاصل بحيث يكون واضحًا أنها مشتقة من سلف مشترك. الاختلافات في طول وموضع العظام المختلفة في الطرف الأمامي هي نتيجة للتكيف التطوري. على سبيل المثال ، في حالة الرجل يأخذ الطرف الأمامي شكل الذراع العلوية والسفلية واليد ، وفي حالة الخفاش يتحول إلى جناح ، وفي حالة خنزير البحر يشكل زعنفة / زعنفة. ومن ثم يمكن تسمية الهياكل العظمية في هذه الحيوانات بالبنى المتجانسة.

هيكل العظام التي تشكل يعتبر تجويف الصدر لدى البشر والقردة مثالاً آخر على التركيب المتماثل للهيكل العظمي. التجويف الصدري في كلا النوعين أعرض مما هو عميق ، وله شفرات كتف مسطحة في الخلف. تشير هذه الميزات إلى أن كلا من البشر والقردة قد انحدروا من نفس السلف الذي يمكن أن يعلق نفسه باستخدام أطرافه العلوية. وبالمقارنة ، فإن القرود الأخرى ذات الأرجل الرباعية ، مثل القرود ، لها صناديق عميقة وضيقة مع وجود شفرات الكتف على الجانبين.

فيما يتعلق بالنباتات ، مثال على التماثل المورفولوجي سيكون أوراق نبات الإبريق ، فينوس صائدة الذباب ، البونسيتة ، والصبار. بينما لا تبدو أي من هذه الأوراق متشابهة جدًا في المظهر ، أو لها نفس الوظائف ، إلا أنها مع ذلك متماثلة ومشتقة من سلف مشترك. في نبات القاذف ، يتم تعديل الأوراق إلى شكل يشبه الإبريق (ومن هنا جاءت تسميته) يمسك الحشرات ويحتجزها بداخله. يعرض مصيدة فينوس صائدة الذباب أوراقًا معدلة في شكل فكوك بدائية تصطاد الحشرات. أوراق البونسيتة تشبه بتلات الزهرة الملونة الزاهية ، وبالتالي فهي تعمل على جذب الحشرات والملقحات. أخيرًا ، تم تعديل أوراق الصبار & # 8217 بشكل خاص إلى أشواك لتقليل كمية الماء المفقودة عن طريق النتح. هذا يساعدها على الاحتفاظ بالمياه والنمو في الظروف الجافة.


شاهد الفيديو: الخلايا التائية HD1 (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Cenon

    في هذا الشيء. قبل أن أفكر خلاف ذلك ، أشكرك على المساعدة في هذا السؤال.

  2. Hahnee

    موافق ، فكرة مفيدة للغاية

  3. Estefan

    انت مخطئ. أدخل سنناقشها. اكتب لي في PM.

  4. Dakotah

    ارتكاب الاخطاء. اكتب لي في PM.

  5. Kenn

    مدهش! شكرًا!!!

  6. Vudojora

    هم مخطئون. أنا قادر على إثبات ذلك. اكتب لي في رئيس الوزراء ، ناقشها.



اكتب رسالة