Evolución 3° electivo: FICHA 10 “Descubriendo Homologías y Analogías”

El principio de semejanza, el más intuitivo y elemental de los empleados en inferencia filogenética, establece que la filogenia más probable es aquella en la que las especies más estrechamente emparentadas son las que comparten un mayor número de caracteres o atributos. Sin embargo, este principio es simplista y debe precisarse, ya que existe un motivo, también elemental, por el que grupos taxonómicos no emparentados pueden desarrollar caracteres similares, que no es otro que el de una adaptación independiente a nichos ecológicos afines. Para ello, la Anatomía Comparada estudia la organización de las estructuras de los grupos de animales y plantas con el fin de encontrar semejanzas y diferencias, basándose en dos conceptos sustanciales para la Evolución: Homologías, si aparecen ya en el ancestro común de los taxa que se comparan y Analogías, si no están presentes en el ancestro común y, por tanto, han evolucionado de forma independiente.

Homologías:

Las homologías establecen semejanzas entre órganos de acuerdo a una misma estructura, posición y origen durante el desarrollo embrionario, pero que evolucionan permitiendo al organismo adaptarse a condiciones ambientales diferentes. Es decir, un mismo órgano con un origen embrionario común, puede entre especies diferentes ser distinto en su aspecto y función de acuerdo al tipo de adaptación requerida por la presión de ambiente. Por otra parte, las homologías evalúan el grado con que se pueden establecer semejanzas entre estructuras embrionarias o de origen y es por ello que este principio representa un factor importante a favor de la teoría evolutiva ya que establece una idea clara de las relaciones de parentesco y la herencia a partir de antecesores comunes, al margen que el parecido fenotípico resulte mas evidente en unos casos (los fémures de los vertebrados cuadrúpedos son todos homólogos) que en otros (los huesecillos del oído medio de los mamíferos son homólogos de determinadas piezas de la articulación mandibular de los tiburones).

Analogías:

Los parecidos estructurales no siempre revelan relaciones de parentesco. Es así que los organismos pueden desarrollar parecidos estructurales o estructuras semejantes para solucionar un mismo problema biológico. Estas correspondencias responden por lo tanto a una semejanza funcional y no a un origen común. Son las Analogías u Órganos Análogos por ejemplo, el ala, que ha evolucionado en distintos fila de animales que no tienen ninguna relación directa de parentesco; Murciélagos, aves, insectos tienen alas y también los dinosaurios alados. Los armadillos de Sudamérica y los Pangolinos de África no están emparentados; sin embargo ambos han desarrollado placas epidérmicas que les permiten enrollar el cuerpo y protegerse de los depredadores. Los ojos de los cefalópodos (pulpos, calamares y jibias) y vertebrados. Estos parecidos estructurales de organismos que no tienen parentesco directo en respuesta a adaptaciones a hábitats similares se denomina en Evolución, Convergencia Adaptativa. Un criterio adicional es que los caracteres adaptativos mas generales, aptos para funcionar con eficiencia en una mayor variedad de ambientes, suelen presentar tasas de evolución lentas que hacen de ellos buenos candidatos a constituir homologías compartidas por todos los miembros de un grupo, mientras que las adaptaciones especificas a ambientes o nichos concretos evolucionan mas rápidamente y es mas probable que sean convergentes (análogas). Así, la columna vertebral (con el desarrollo de un sistema nervioso central) es un buen ejemplo de adaptación general (homologa) en todos los vertebrados. De modo semejante, en el orden Rodentia, los incisivos son todos homólogos y resultan adaptativos en una gran variedad de condiciones ambientales. Sin embargo, las patas saltadoras y largas colas de distintas familias de roedores europeos y americanos son adaptaciones convergentes al desplazamiento rápido en ambientes áridos, así también la forma de cactus suculentos de las Cactaceae en Norteamérica y Euphorbiaceae en Sudáfrica son una respuesta convergente al mismo tipo de ambiente.

Actividades:

1) Compare el ala de un insecto, de un ave y de un murciélago. En todos ellos el ala tiene la misma función pero, discuta las semejanzas y diferencias en función de la forma, tamaño y estructuras de sostén

2) Compare y esquematice la estructura ósea de las extremidades anteriores y posteriores de un anfibio, ave, mamífero terrestre y mamífero marino. Observe e identifique huesos y relacione la forma de ellos con la función que cumplen. Complemente con los esquemas entregados.

3) Observe y esquematice la dentadura en diferentes cráneos de mamíferos; todos los dientes son homólogos pero, analice la forma de incisivos, caninos, premolares y molares con la función que cumplen.

4) Observe, compare y esquematice branquias de peces, crustáceos y anfibios. Determine posición espacial y temporal en el ciclo de vida de estos organismos además de su función.

5) Los órganos vestigiales también son prueba de evolución. Observe y esquematice reducción de dedos en patas de cerdo, de vaca o de caballo. Determine el número de dedos en las extremidades de vertebrados, incluido el hombre y observe la reducción en su número en algunos organismos. Relacione con el hábitat en que viven.