Homologie und Merkmalsanalyse

Die Merkmalsanalyse ist der Prozess der Identifizierung vergleichbarer Merkmale bei Organismen und der Bewertung, ob ihre Ähnlichkeit auf eine gemeinsame Abstammung (Homologie) oder einen unabhängigen Ursprung (Homoplasie) zurückzuführen ist.

Definition

Homologie ist eine Ähnlichkeit, die von einem gemeinsamen Vorfahren geerbt wurde; ein Merkmal ist eine Eigenschaft, die zwischen Taxa variiert und in Zustände unterteilt wird, deren Verteilung als Evidenz zur Gruppierung von Taxa dient.

Scope

Dieses Thema behandelt, wie morphologische, molekulare und Verhaltensmerkmale in Merkmale und Merkmalszustände abgegrenzt werden, die Kriterien, die zur Hypothese der Homologie verwendet werden, die Unterscheidung zwischen primärer und sekundärer Homologie sowie die Erkennung von Homoplasie durch Konvergenz, Parallelismus und Reversion. Dies sind die Rohdaten der phylogenetischen Inferenz und Klassifikation.

Core questions

• Wie wird ein Merkmal als Charakter mit diskreten Zuständen abgegrenzt?
• Welche Kriterien unterscheiden Homologie von konvergenter oder paralleler Ähnlichkeit?
• Wie wird Merkmalskonflikt (Homoplasie) erkannt und berücksichtigt?
• Worin besteht der Unterschied zwischen der Hypothese der Homologie vor der Analyse und ihrer Überprüfung an einem Baum?

Key theories

Primäre und sekundäre Homologie

Primäre Homologie ist die anfängliche Hypothese der Korrespondenz, basierend auf Ähnlichkeit von Position und Struktur; sekundäre Homologie ist die bestätigte Hypothese, nachdem die Übereinstimmung mit anderen Merkmalen an einem phylogenetischen Baum bewertet wurde.

Synapomorphie als Evidenz

Gemeinsame abgeleitete Merkmalszustände (Synapomorphien) sind die einzigen Ähnlichkeiten, die monophyletische Gruppen stützen; gemeinsame ursprüngliche Zustände (Symplesiomorphien) und Konvergenzen tun dies nicht.

Clinical relevance

Eine rigorose Merkmalsanalyse ist die Grundlage für die zuverlässige Identifizierung von Organismen in der Landwirtschaft, der Forensik und bei Krankheitsvektoren und liefert Informationen für vergleichende Studien zur Merkmalsevolution, die für Medizin und Biotechnologie relevant sind.

History

Das Konzept der Homologie geht der Evolutionstheorie in der vergleichenden Anatomie von Owen voraus, erhielt aber seine moderne, genealogische Bedeutung nach Darwin und wurde von Hennig operationalisiert, der die Merkmalspolarität und Synapomorphie mit der Rekonstruktion der gemeinsamen Abstammung verknüpfte.

Debates

Ob Homologie vor oder nur an einem Baum bewertet wird

Einige Forscher behandeln Homologieaussagen als frühere Hypothesen, die auf Ähnlichkeit basieren, während andere argumentieren, dass Homologie nur durch Kongruenz in der resultierenden Phylogenie bestätigt werden kann, wodurch sie inhärent a posteriori ist.

Key figures

• Willi Hennig
• Richard Owen

Seminal works

• hennig1966
• wiley2011
• schuh2009

Frequently asked questions

Was ist der Unterschied zwischen Homologie und Analogie?

Homologie ist Ähnlichkeit aufgrund gemeinsamer Abstammung, wie die Vordergliedmaßenknochen von Säugetieren; Analogie ist funktionelle Ähnlichkeit, die unabhängig voneinander entsteht, wie die Flügel von Vögeln und Insekten.

Was ist Homoplasie?

Homoplasie ist Ähnlichkeit, die nicht auf gemeinsame Abstammung zurückzuführen ist, hervorgerufen durch Konvergenz, Parallelismus oder evolutionäre Reversion, und sie erzeugt Konflikte zwischen Merkmalen während der phylogenetischen Analyse.