Sind es Homologe oder Analoge Organe?
Bin mir nicht sicher, ob die folgenden Tiere Analog oder Homolog sind.
- Sammelbein der Honigbiene und Grabbein der Maulwurfsgrille
- Walflosse und Delfinflosse
- Delfinflosse und Pinguinflügel (ist glaube ich analog?)
- Vorderbein des Pferdes und Sprungbein der Heuschrecke
Und dann steht da noch etwas, was ich nicht verstehe:
- Vogelflügel und Flügel der ___________
4 Antworten
Homologie bedeutet, dass zwei Merkmale ursprungsgleich sind. Damit ist gemeint, dass die Merkmale von einem gemeinsamen Vorfahren abstammten und aus der gleichen Struktur hervorgegangen sind. Homologien sind deshalb ein klarer Beleg für eine Verwandtschaft zweier Lebewesen miteinander. Homologe Strukturen können sich dabei ähnlich sehen, sie müssen es aber nicht. Die Ähnlichkeit ist also nicht das kriterium, wohl aber die gemeinsame Herkunft.
Im Unterschied dazu bezeichnet der Begriff Analogie Strukturen, die auf eine ähnliche Anpassung schließen lassen, jedoch unabhängig voneinander erworben wurden. Sie ähneln sich, weil eine ähnliche Lebensweise oftmals ähnliche Anpassungen erfordert. So müssen beispielsweise alle Flügel im Tierreich, egal ob nun von Insekten, Flugsauriern, Vögeln oder Fledertieren, die Anforderungen an die Aerodynamik erfüllen. Alle sehen deshalb wie Tragflächen aus. Dass die Flügel aber nicht zueinander homolog sind, sondern Analogien, erkennt man, indem man den Feinbau miteinander vergleicht. Die Flügel der Insekten sind Neubildungen, die mit den Gliedmaßen selbst nichts zu tun haben. Die Flügel der anderen drei Gruppen sind dagegen aus Vordergliedmaßen gebildet worden.
Aber auch die Flügel von Flugsauriern, Vögeln und Fledertieren sind zueinander analog, obwohl sie alle aus Vordergliedmaßen gebildet wurden. Man muss deshalb immer darauf achten, welche Ebene man betrachtet. Als Vordergliedmaßen sind sie nämlich homolog - sie gehen auf die ursprüngliche Vordergliedmaße im klassichen Bauplan der Landwirbeltiere zurück. Als Flügel dagegen sind es analoge Strukturen. Die Fähigkeit des Fliegens haben alle drei Gruppen nämlich unabhängig voneinander erworben zu ganz unterschiedlichen Zeiten. Die Flugsaurier vor rund 210 Mio. Jahren in der Trias, die Vögel im Mittleren Jura und die Fledertiere gar erst in der Kreide. Dass die Flügel nicht homolog sind, erkennt man, indem man sich ihren Aufbau anschaut. Denn die einzelnen Gruppen haben die Aufgabe "Flügel" ganz unterschiedlich gelöst. Bei den Flugsauriern ist der vierte Finger stark verlängert und zwischen ihn und den Körperrumpf ist eine Flughaut gespannt. Bei den Vögeln sind die Zehen alle stark reduziert und verschmolzen. Die Tragfläche wird durch die Schwungfedern gebildet. Und bei den Fledertieren ist zwar wie bei den Flugsauriern eine Flugmembran gespannt. Jedoch sind bei ihnen alle Finger (mit Ausnahme des Daumens) stark verlängert.
Ob zwei Strukturen zueinander homolog sind, überprüft man mit Hilfe der 3 Homologie-Kriterien nach Remane.
- Kriterium der Lage: Zwei Strukturen sind zueinander homolog, wenn ihre Bestandteile im Lagegefüge die gleiche Position haben. Das ist z. B. bei der Vorderextremität der Landwirbeltiere so. Immer folgt auf einen Oberarmknochen ein Unterarm aus zwei Knochen (Radius und Ulna), gefolgt von den Handwurzelknochen, den Handmittelknochen und zuletzt den Fingerknochen. Die einzelne Anzahl der Hand- und Fingerknochen kann variabel sein (im Grundbauplan sind es 5 Finger, bei z. B. Pferden ist nur noch ein Finger übrig, bei Walen sind es ganz viele Finger), die Lage zueinander ist aber gleich.
- Kriterium der spezifischen Qualität: Homologie kann angenommen werden, wenn zwei Strukturen den gleichen anatomischen Feinbau zeigen. Typisches Beispiel dafür sind die Placoid-Schuppen der Haie und unsere Zähne. Beide stammen vom knöchernen Hautskelett früher Wirbeltiere ab und zeigen den gleichen Bau: innen eine Pulpa mit Nerven und Blutgefäßen. Darum das Zahnbein (Dentin) und darüber als Abschluss eine Schicht aus Schmelz (Enamelum). Sowohl Placoid-Schuppen als auch Zähne werden außerdem auf die gleiche Weise im Bindegewebe verankert, über so genannte Sharpey-Fasern.
- Kriterium der Stetigkeit: Strukturen sind homolog, wenn sie über Zwischenformen verbunden sind. So sind z. B. bei den Säugern die Gehörknochen Hammer und Amboss zu den Knochen homolog, die bei "Reptilien" das Kiefergelenk bilden. Bei Säugetieren wurden diese Knochen des primären Kiefergelenks ins Mittelohr verlagert und an ihre Stelle trat ein sekundäres Kiefergelenk. Man weiß das, weil man Fossilien (Morganucodon) gefunden hat, die beide Kiefergelenke besitzen und somit den ursprünglichen (plesiomorphen) Bauplan der frühen Säugervorfahren mit dem abgeleiteten (apomorphen) Bauplan heutiger Säuger verbinden.
Nicht nur anatomische Strukturen, auch Gene können homolog sein. Hier unterscheidet man prinzipiell aber zwei verschiedene Formen der Homologie: die Paralogie und die Orthologie. Orthologie entspricht der "klassischen" Homologie und bezeichnet Gene, die auf ein gemeinsames Vorläufer-Gen zurückgehen. Ein Beispiel dafür sind das Hämoglobin-Gen des Menschen und das Hämoglobin-Gen des Hundes. Beide stammen von einem "Ur-Hämoglobin-Gen" ab.
Von Paralogie spricht man, wenn ein Gen verdoppelt wird und die beiden Genkopien sich dann unterschiedlich entwickeln. So kam es beim "Ur-Globin-Gen" zu einer Verdopplung. Eine Genkopie wurde zum Vorläufer der Hämoglobin-Gene wie oben beschrieben. Die andere wurde zum Vorläufer der Myoglobin-Gene. Paralog zueinander sind daher z. B. das Myoglobin-Gen des Menschen und das Hämoglobin-Gen des Menschen.
Ortholog sind also immer Gene zwischen verschiedenen Lebewesen, während Orthologien innerhalb eines Lebewesens auftreten. Will man Stammbäume von Lebewesen aufstellen und dafür die molekularbiologischen Daten nutzen, muss man darauf achten, deshalb stets zueinander orthologe Gene zu verwenden und nicht bspw. das Hämoglobin-Gen des Menschen mit dem Myoglobin-Gen des Hundes zu vergleichen. Paraloge Gene sind dafür aber besonders gut geeignet, um Stammbäume von Genfamilien zu erstellen.
Was du für deine Aufgabe also tun musst, ist 1. zu schauen, welche Ebene du vergleichen sollst und 2. zu überprüfen, ob die beiden Strukturen von einem gemeinsamen Vorfahren kommen (dann sind sie homolog) oder unabhängig entwickelt wurden (dann sind sie analog).
das sind meine hausaufgaben
Genau. Die du zu machen hast. Nicht ich. Gutefrage ist kein Hausaufgabenportal.
Und wo liegt dein Verständnisproblem? Alles was du tun musst, ist die drei Homologiekriterien abzuklopfen: Haben die jeweiligen Extremitäten die gleiche Lage im Gesamtsystem? Bestehen sie aus den gleichen Teilen? Wenn nein, gibt es bekannte Übergänge?
Etwas verwirrend könnte hier sein, dass auch Analogien auf Basis von homologen Strukturen entstehen können. Die Extremitäten von Delfin und Pinguin sind beispielsweise als ganzes homolog, die ähnliche Form der Extremitäten ist aber bei beiden unabhängig voneinander entstanden, was man z.B. an der völlig unterschiedlichen Anordnung der Knochen erkennt.
Und bei der letzten Frage ist vermutlich nach dem Flügel der Fledermäuse gefragt.
Aber wenn sie unabhängig voneinander entstanden sind sind sie doch analog. Weil bei delfin und Pinguin steht homolog. Oder bringe ich jetzt alles durcheinander?
Sie sind auf unterschiedlichen Ebenen analog bzw. homolog. Als Vorderextremität (Grundbauplan der Tetrapoden) sind Wal- und Pinguinflosse homolog, denn sie leiten sich von der Vorderextremität des ursprünglichen Ur-Landwirbeltiers ab. Als Flossen (=Einrichtungen, um damit schwimmen zu können) sind sie jedoch analog, weil Wal und Pinguin voneinander unabhängig aus ihren Vorderextremitäten Flossen gebildet haben.
Verwirrend kommt noch hinzu, dass die Homo- und Analogie auf der Ebene der Gene noch einmal ganz anders sein können. Morphologisch betrachtet ähneln sich Insektenbein und unser Bein überhaupt nicht. Ihre Entwicklung wird aber von den gleichen Genen gesteuert.
- analog
- homolog
- analog
- analog
Je nach Kriterium ist die Beurteilung sehr schwer. Schau dir doch noch die Wikipediaeinträge an, die sind nicht schlecht:
https://de.wikipedia.org/wiki/Homologie_(Biologie)
https://de.wikipedia.org/wiki/Analogie_(Biologie)
Vogelflügel und Flügel der Fledermaus. Ist ein beliebter Vergleich und ein Beispiel für Analogie.
Vielen Vielen Dank. War sehr hilfreich. Auch bei den verlinkten Seiten steht es nochmal gut.
homologe organe sind organe, die sich aus dem gleichen ursprungsorgan entwickelt haben. die können nun ganz unterschiedlich aussehen, obwohl sie irgendwann in der evoultion mal dasselbe waren.
analoge organe sehen gleich aus und dienen dem gleichen zweck. aber die entstehung, wie die tiere im laufe der evolution zu diesen organen kamen, ist unterschiedlich.
Danke schon mal. Aber ich bin mir immer noch nicht sicher, ob ich es mir richtig überlegt habe. Woher weiß ich denn ob es den gleichen Ursprung hat? Oder eben nicht?
das hast du gelernt oder liest es nach. überlege dir, welche der tiere aus deiner aufgabe näher miteinander verwandt sind als mit anderen. bilde 2 gruppen. ps: in der antwort von volturin ist mindestens ein fehler.
Digger ya das liest doch keiner schreib lösung challas das sind meine hausaufgaben