Homologia

Homologia^[1] est notio in theoria evolutionis biologicae, quae ad explicationem similitudinum inter organismos refertur.

Definitio

Homologiae sunt characterum qualiumcumque similitudines, quarum ratio in origine communi consistit; secus autem sunt analogiae vel homoplasiae (secundum varias terminologias).^[2]^[3]

Omnia quae homologa sunt tamquam ‘eadem’ habentur, quae vero analoga, similia, sed haud eadem.^[4] Iuxta aliam definitionem, homologia est similitudo ‘essentialis’, analogia vero in superficie tantum.^[5]

Historia notionis

Notionem homologiae anno 1848 a Ricardo Owen, palaeontologo Anglico introductam esse communiter dicitur,^[6] etiamsi sceleta hominum aviumque comparavit et similitudinem eorum monstravit iam saeculo sexto decimo Petrus Bellonius.^[7]^[8]

Ab Owen homologa dicuntur organa vel partes animalium aliis organis partibusve aliorum animalium respondentia propter positionem relativam vel connexiones. Owen ipse non ad evolutionem biologicam, sed ad ‘archetypum’ sese referebat. Notandum est vero auctores veteriores ad eandem notionem exprimendam vocabulo ‘analogiae’ usos fuisse.^[2]

Iuxta theoriam evolutionis biologicae ‘eadem’ sunt quae originem communem ducunt, quam explicationem primus Edwinus Ray Lankester, zoologus Anglicus delineavit.^[9]

Secundum alias interpretationes recentiores homologia ad continuitatem informationis^[10] vel ad identitatem structurarum quarundam geneticam refertur.^[4]

Exempla

Crania mammalis et reptilis, in quibus ossa homologa iisdem coloribus designantur

Animalia

Ossicula auditus Mammalium

Ossa mandibulae et maxillae Reptilium ossiculis auditus Mammalium homologa sunt, et nempe os quadratum Reptilium incudi Mammalium, os vero articulare Reptilium malleo Mammalium. In cranio Reptilium articulatio inter mandibulam et partem cranii principalem fit inter os quadratum et os articulare; apud Mammalia hodierna vero inter os squamosum et os dentale. Transformatio ossium mandibulae maxillaeque in ossicula auditus et mutatio positionis articulationis qua mandibula ad reliquam cranii partem connectitur apud Amniota triadica inter exempla celebria evolutionis biologicae habetur.

Quae homologia primo ob embryogenesin patefacta est,^[11] hisce ossibus apud embryones Mammalium ad mandibulam connexis, deindeque a mandibula sese separantibus et in cavitatem tympanicam transmotis, posteaque inventis Vertebratis fossilibus characteres intermedios exhibentibus confirmata:^[12] Morganucodon, mammale Triadicum, duplicem articulationem possidet, scilicet et inter squamosum et dentale, et inter quadratum et articulare.^[13]

Arthropoda

Coleopteron Eupatorus gracilicornis, duas elytras et duas alas exhibens.

Odonatum Nephrotoma guestphalica quattuor alas exhibens.

Dipteron familiae Tipulidarum, duas alas et duas halteras habens.

Alis anterioribus Odonatorum elytrae Coleopterorum homologae sunt, ambae in mesothorace sitae; similiter alis posterioribus halterae Dipterorum, ambae in metathorace.

Insecta alas habentia (Pterygota) alas tum binas, tum quaternas (tum senas apud nonnullas species fossiles) habent. Apud Diptera alae posteriores in halteras, apud Coleoptera autem alae anteriores in elytras mutatae sunt, unde et elytrae alis anterioribus aliorum Pterygotorum hodiernorum homologae dicuntur, halterae vero posterioribus.

Plantae

Apud Angiospermas folia, sepala et petala homologa sunt.^[14] Talis conguentia inter partes unius organismi homologia serialis dicitur.

Phases alternationis generationum apud diversas Plantas aequivalere primus Wilhelmus Fridericus Benedictus Hofmeister monstravit.^[15]^[16] Exempli gratia, sacculus embryonalis Angiospermarum prothallo Filicum homologus, cum sint ambo gametophyta.^[17]

E contra, si plantae terrestres seu Embryophyta cum algis ad Chlorophyta pertinentibus comparantur, constat in terrestribus alternationem generationum semper occurrere (cum sporophyto et gametophyto), in algis vero haud semper (nonnullis tantum gametophytum habentibus). Unde et quaestio orta est, an sporophytum Embryophytorum sporophyto algarum homologum esset; quod falsum esse primo rationibus anatomicis Fridericus Orpen Bower demonstravit,^[18] quae conclusio negativa studiis cytologicis denuo confirmata est.^[19] Quod ita intelligendum est: proavus communis Chlorophytorum Embryophytorumque alternationem generationum exhibentium gametophytum tantum possidebat, sporophyta vero apud has algas et apud plantas terrestres bis apparuisse.

Difficultates in hac notione adhibenda

Homologiae haud eodem modo ab omnibus intelleguntur. Exempli gratia si structura aliquis multoties apud organismos affines apparuit, e praedispositione quadam genetica, quae eis communis est, oriens, hoc apud animalia evolutio parallela dicitur atque numeratur inter casus homoplasiae (quae homologiae opponitur);^[3] apud plantas autem homologia latens dicitur.^[20]

Notae

↑ De hoc vocabulo vide, exempli gratia, apud Bentham & Hooker, Genera Plantarum, vol. 3, pars 1, p. vii (1880): « Quoad florum homologiam difficillime cum exteris Dicotyledonibus comparantur ».
1 2 Iacobus O. McInerney (2020) Traits and homology. In: S. M. Schneider & D. P. Mindell (eds), The Theory of Evolution: Principles, Concepts, and Assumptions. Chicago University Press, pp. 84–101. ISBN 978-0-226-67116-1
1 2 Georgius Gaylordus Simpson (1961) Principles of Animal Taxonomy. Neo Eboraci: Columbia University Press. LCCN 60-13939
1 2 Iosephus Fusco (2022) Serial homology. Biological Theory 17: 114–119.
↑ R. Sattler (1984) Homology – a continuing challenge. Systematic Botany, 9 (4): 382–394.
↑ Ricardus Owen (1848) On the archetype and homologies of the vertebrate skeleton. Londini: Van Voorst.
↑ Pierre Belon [Petrus Bellonius] (1555) L'Histoire de la nature des oyseaux, avec leurs descriptions et naïfs portraicts retirez du naturel. Parisiis.
↑ A. L. Panchen (2007) Homology – history of a concept. In: Homology: Novartis Foundation Symposium 222. Wiley. ISBN 9780470515655
↑ Edwinus Ray Lankester (1870) On the use of the term homology in modern zoology, and the distinction between homogenetic and homoplastic agreements. Annals and Magazine of Natural History; Zoology, Botany, and Geology, 6 (4): 34–43.
↑ L. Van Valen (1982) Homology and causes. Journal of Morphology, 173: 305–312.
↑ Carolus Bogislaus Reichert (1836) De embryonum arcubus sic dictis branchialibus. Berolini: formis Nietackianis.
↑ Sophia Kielan-Jaworowska (2013) In Pursuit of Early Mammals. Indiana University Press.
↑ K. A. Kermack, F. Mussett & H. W. Rigney (1981) The skull of Morganucodon. Zoological Journal of the Linnean Society, 71 (1): 1–158.
↑ A. B. Nicotra, A. Leigh, C. K. Boyce, C, S. Jones, K. J. Niklas, D. L. Royer & H. Tsukaya (2011) The evolution and functional significance of leaf shape in the angiosperms. Functional Plant Biology, 38: 535–552.
↑ W. Hofmeister (1868) Allgemeine Morphologie der Gewächse. Lipsiae: Verlag von Wilhelm Engelmann.
↑ P. B. Tomlinson (1984) Homology: an Empirical View. Systematic Botany, 9 (4): 374–381.
↑ T. Münster, J. Pahnke, A. Di Rosa, J. T. Kim, W. Martin, H. Saedler & G. Theissen (1997) Floral homeotic genes were recruited from homologous MADS-box genes preexisting in the common ancestor of ferns and seed plants. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 94 (6): 2415–2420.
↑ Fridericus Orpen Bower (1908) The Origin of a Land Flora. Londini: MacMilan and Co.
↑ Linda E. Graham (1993) Origin of Land Plants. Wiley. ISBN 978-0-471-61527-9
↑ Q. C. B. Cronk (2009) The Molecular Organography of Plants. Oxonii: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-955035-7

[1] De hoc vocabulo vide, exempli gratia, apud Bentham & Hooker, Genera Plantarum, vol. 3, pars 1, p. vii (1880): « Quoad florum homologiam difficillime cum exteris Dicotyledonibus comparantur ».

[:0-2] 1 2 Iacobus O. McInerney (2020) Traits and homology. In: S. M. Schneider & D. P. Mindell (eds), The Theory of Evolution: Principles, Concepts, and Assumptions. Chicago University Press, pp. 84–101. ISBN 978-0-226-67116-1

[:2-3] 1 2 Georgius Gaylordus Simpson (1961) Principles of Animal Taxonomy. Neo Eboraci: Columbia University Press. LCCN 60-13939

[:1-4] 1 2 Iosephus Fusco (2022) Serial homology. Biological Theory 17: 114–119.

[5] R. Sattler (1984) Homology – a continuing challenge. Systematic Botany, 9 (4): 382–394.

[6] Ricardus Owen (1848) On the archetype and homologies of the vertebrate skeleton. Londini: Van Voorst.

[7] Pierre Belon [Petrus Bellonius] (1555) L'Histoire de la nature des oyseaux, avec leurs descriptions et naïfs portraicts retirez du naturel. Parisiis.

[8] A. L. Panchen (2007) Homology – history of a concept. In: Homology: Novartis Foundation Symposium 222. Wiley. ISBN 9780470515655

[9] Edwinus Ray Lankester (1870) On the use of the term homology in modern zoology, and the distinction between homogenetic and homoplastic agreements. Annals and Magazine of Natural History; Zoology, Botany, and Geology, 6 (4): 34–43.

[10] L. Van Valen (1982) Homology and causes. Journal of Morphology, 173: 305–312.

[11] Carolus Bogislaus Reichert (1836) De embryonum arcubus sic dictis branchialibus. Berolini: formis Nietackianis.

[12] Sophia Kielan-Jaworowska (2013) In Pursuit of Early Mammals. Indiana University Press.

[13] K. A. Kermack, F. Mussett & H. W. Rigney (1981) The skull of Morganucodon. Zoological Journal of the Linnean Society, 71 (1): 1–158.

[14] A. B. Nicotra, A. Leigh, C. K. Boyce, C, S. Jones, K. J. Niklas, D. L. Royer & H. Tsukaya (2011) The evolution and functional significance of leaf shape in the angiosperms. Functional Plant Biology, 38: 535–552.

[15] W. Hofmeister (1868) Allgemeine Morphologie der Gewächse. Lipsiae: Verlag von Wilhelm Engelmann.

[16] P. B. Tomlinson (1984) Homology: an Empirical View. Systematic Botany, 9 (4): 374–381.

[17] T. Münster, J. Pahnke, A. Di Rosa, J. T. Kim, W. Martin, H. Saedler & G. Theissen (1997) Floral homeotic genes were recruited from homologous MADS-box genes preexisting in the common ancestor of ferns and seed plants. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 94 (6): 2415–2420.

[18] Fridericus Orpen Bower (1908) The Origin of a Land Flora. Londini: MacMilan and Co.

[19] Linda E. Graham (1993) Origin of Land Plants. Wiley. ISBN 978-0-471-61527-9

[20] Q. C. B. Cronk (2009) The Molecular Organography of Plants. Oxonii: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-955035-7

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]