Homologie Morphologique

Définition de l'homologie morphologique

Certaines espèces présentent des traits et des caractéristiques similaires car elles ont des ancêtres communs ou ont été soumises à des pressions de sélection similaires.

En étudiant l'homologie et les caractères homologues des organismes, nous pouvons déduire leur lien de parenté. En général, plus les organismes partagent de similitudes, plus ils sont susceptibles d'être étroitement liés.

Définition de l'homologie morphologique et des structures homologues morphologiques

Voyons maintenant ce que ces termes signifient réellement.

Exemples d'homologie morphologique et de structures homologues morphologiques

Les vertébrés comme les porcs, les oiseaux et les baleines ont des membres antérieurs dont les composants de base sont identiques et qui remontent à un ancêtre commun. En raison de l'évolution, les membres antérieurs de ces vertébrés ont changé au fil du temps pour remplir différentes fonctions adaptées à leur environnement actuel. Les membres antérieurs des vertébrés sont des exemples de structures morphologiques homologues.

Un autre exemple d'homologie morphologique peut être observé dans la classification des mammifères. Les mammifères peuvent être classés en monotrèmes, marsupiaux et placentaires.

• Lesmonotrèmes, comme les ornithorynques, sont des mammifères qui pondent des œufs.

• LesPlacentaires, comme les rongeurs, les chiens et les baleines, sont des mammifères dotés d'un placenta, un organe temporaire qui relie l'embryon à l'utérus de la mère.

• Lesmarsupiaux, comme les kangourous, les wombats et les koalas, utilisent des poches externes pour élever leurs nouveau-nés.

Les organismes de chaque groupe - monotrèmes, placentaires et marsupiaux - sont classés comme tels parce qu'ils ont des structures morphologiques homologues et qu'ils peuvent être rattachés à un ancêtre évolutif commun.

Autres types d'homologie

Outre la structure et la forme, des similitudes apparaissent également dans le code génétique et dans les stades de développement des organismes. Dans cette section, nous aborderons brièvement deux autres types d'homologie : l'homologie moléculaire et l'homologie développementale.

Définition de l'homologie moléculaire

On parle d'homologiemoléculaire lorsque des espèces différentes ont des séquences de nucléotides similaires dans l'ADN ou l'ARN qui ont été héritées d'un ancêtre commun. L'ADN et l'ARN sont des molécules organiques qui contiennent des informations génétiques.

Ils contiennent des bases nucléotidiques qui s'apparient comme suit :

La séquence des bases nucléotidiques détermine l'information génétique contenue dans l'ADN. Par exemple, une séquence d'ADN CGATGG peut transmettre l'information génétique des cheveux noirs, tandis que CGATCG peut transmettre l'information génétique des cheveux bruns.

Pour déterminer l'homologie moléculaire, les chercheurs alignent les séquences d'ADN ou d'ARN des organismes étudiés.

Leséquençage de l'ADN ou de l'ARN consiste à déterminer l'ordre des bases nucléotidiques. Les scientifiques utilisent le séquençage de l'ADN ou de l'ARN pour déterminer la relation évolutive des organismes en alignant des séquences comparables.

• Si les séquences ne sont différentes que sur un ou quelques sites, les espèces sont probablement très proches.

• S'il y a des bases différentes de différentes longueurs sur de nombreux sites, les espèces sont probablement très éloignées les unes des autres.

Il est important de noter que des organismes étroitement apparentés peuvent avoir l'air très différents mais avoir des gènes similaires. De même, des organismes qui ne sont pas étroitement apparentés peuvent se ressembler beaucoup.

Figures 2-3. Dubautia linearis (à gauche) et Argyroxiphium sandwicense (à droite) sont deux espèces d'épines-vinettes hawaïennes qui semblent morphologiquement différentes mais qui sont génétiquement similaires.

Définition de l'homologie de développement

Par exemple, tous les embryons de vertébrés (même les humains !) ont des fentes branchiales et des queues. Chez les animaux terrestres, ceux-ci disparaissent au moment de la naissance, tandis que chez les poissons et autres groupes aquatiques, ils conservent ces structures même à l'âge adulte.

L'image ci-dessous montre une image d'un embryon humain de 5 semaines où l'on voit clairement la queue qui disparaîtra au moment où il atteindra 8 semaines.

Quelle est la différence entre l'homologie morphologique, moléculaire et développementale ?

La principale différence entre l'homologie morphologique, moléculaire et développementale se situe au niveau des similitudes.

• Dans l'homologie morphologique, les similitudes apparaissent dans la structure et la forme de l'espèce.

• Dans l'homologie moléculaire, les similitudes apparaissent dans les gènes ou la séquence d'ADN de l'espèce.

• Dans l'homologie développementale, les similitudes apparaissent dans des stades de développement particuliers de l'espèce.

"Analogues" et "homologues" en biologie

En biologie, homologue signifie avoir des traits similaires en raison d'un ancêtre commun. Les caractères homologues peuvent nous aider à déterminer la relation évolutive entre différents organismes.

En revanche, analogue signifie que les structures sont similaires, non pas en raison d'un ancêtre commun, mais plutôt en raison d'une évolution convergente. On parle d'évolution convergente lorsque des espèces qui ne sont pas étroitement liées ont évolué pour présenter des caractéristiques similaires en raison de pressions de sélection communes.

Pourquoi est-il important de faire la distinction entre les caractères analogues et homologues ?

L'histoire de l'évolution et les relations entre les organismes sont généralement présentées dans des diagrammes de ramification appelés arbres phylogénétiques. Lors de la reconstitution des arbres phylogénétiques, les scientifiques se concentrent sur les caractères homologues, car ils sont les seuls à montrer les relations évolutives entre les organismes. En effet, les caractères analogues sont causés par les pressions de sélection, et non par l'ascendance commune.

L'image ci-dessous est un arbre phylogénétique des Rodentia. En étudiant l'homologie moléculaire de ces organismes grâce à l'alignement du génome des séquences codantes et non codantes des protéines, les chercheurs ont pu déterminer les liens de parenté entre ces organismes.

Outre l'homologie moléculaire, les rongeurs partagent également des caractéristiques spécifiques telles que la présence d'une paire supérieure et d'une paire inférieure d'incisives sans racine qui poussent continuellement. Ces caractéristiques aident les chercheurs à les distinguer des organismes qui semblent similaires ou qui ont des traits similaires (par exemple, les hérissons et les musaraignes) mais qui ne sont pas en réalité étroitement liés.