O QUE É UMA HOMOLOGIA EM BIOLOGIA? (COM EXEMPLOS) - BIOLOGIA - 2025

Uma homologia é uma estrutura, órgão ou processo em dois indivíduos que pode ser rastreada até uma origem comum. A correspondência não precisa ser idêntica, a estrutura pode ser modificada em cada linhagem estudada. Por exemplo, membros de vertebrados são homólogos uns aos outros, uma vez que a estrutura pode ser rastreada até o ancestral comum desse grupo.

As homologias representam a base da biologia comparativa. Pode ser estudado em diferentes níveis, incluindo moléculas, genes, células, órgãos, comportamento e assim por diante. Portanto, é um conceito crucial em várias áreas da biologia.

Fonte: Волков Владислав Петрович (Vladlen666); tradução de Angelito7, via Wikimedia Commons

Perspectiva histórica

Homologia é um conceito que tem sido associado à classificação e ao estudo de morfologias ao longo da história e suas raízes estão na anatomia comparada. Já era um fenômeno intuído por pensadores como Aristóteles, que conheciam estruturas semelhantes em diferentes animais.

Belon, no ano de 1555, publicou uma obra representando uma série de comparações entre esqueletos de pássaros e mamíferos.

Para Geoffroy Saint-Hilaire, havia formas ou composição em estruturas que podiam diferir em organismos, mas ainda havia uma certa constância na relação e na conexão com as estruturas adjacentes. No entanto, Saint-Hilaire descreveu esses processos como análogos.

Embora o termo tenha tido seus predecessores, historicamente é atribuído ao zoólogo Richard Owen, que o definiu como: "o mesmo órgão em diferentes animais sob cada variação de forma e função".

Owen acreditava na imutabilidade das espécies, mas sentia que a correspondência entre as estruturas dos organismos precisava de uma explicação. De um ponto de vista pré-darwiniano e anti-evolutivo, Owen focou seu conceito em “arqueótipos” - um tipo de esquema ou plano que grupos de animais seguiam.

O que é homologia?

Atualmente, o termo homologia é definido como duas estruturas, processos ou características que compartilham um ancestral comum. Ou seja, a estrutura pode ser rastreada no tempo até a mesma característica do ancestral comum.

Homologia serial

A homologia serial é um caso especial de homologia, onde há semelhança entre partes sucessivas e repetidas no mesmo organismo (duas espécies ou dois indivíduos não estão mais sendo comparados).

Exemplos típicos de homologias em série são a cadeia de vértebras na coluna vertebral, os arcos branquiais consecutivos e os segmentos musculares que correm ao longo do corpo.

Homologias moleculares

No nível molecular, também podemos encontrar homologias. O mais óbvio é a existência de um código genético comum para todos os organismos vivos.

Não há razão para que um determinado aminoácido esteja relacionado a um códon específico, visto que é uma escolha arbitrária - assim como a linguagem humana é arbitrária. Não há razão para que "cadeira" deva ser chamada assim, mas fazemos isso porque aprendemos com alguém, nosso ancestral. O mesmo se aplica ao código.

A razão mais lógica pela qual todos os organismos compartilham o código genético é porque o ancestral comum dessas formas usava o mesmo sistema.

O mesmo se aplica a várias vias metabólicas presentes em uma ampla gama de organismos, como a glicólise, por exemplo.

Homologia profunda

O advento da biologia molecular e a capacidade de sequenciar deram lugar à chegada de um novo termo: homologia profunda. Essas descobertas nos permitiram concluir que, embora dois organismos sejam diferentes em termos de morfologia, eles podem compartilhar um padrão de regulação genética.

Assim, a homologia profunda traz uma nova perspectiva para a evolução morfológica. O termo foi usado pela primeira vez em um artigo influente na prestigiosa revista Nature intitulado: Fósseis, genes e a evolução dos membros dos animais.

Shubin et al., Autores do artigo, definem-no como "a existência de vias genéticas envolvidas na regulação utilizadas para construir características em animais que são díspares em termos de morfologia e filogeneticamente distantes". Em outras palavras, homologias profundas podem ser encontradas em estruturas análogas.

O gene Pax6 desempenha um papel indispensável na geração da visão em moluscos, insetos e vertebrados. Os genes Hox, por outro lado, são importantes para a construção de membros em peixes e tetrápodes. Ambos são exemplos de homologias profundas.

Fonte: Washington NL, Haendel MA, Mungall CJ, Ashburner M, Westerfield M, Lewis SE., via Wikimedia Commons

Fonte: PhiLiP, via Wikimedia Commons

Analogia e homoplasia

Quando se deseja estudar a semelhança entre dois processos ou estruturas, isso pode ser feito em termos de função e aparência, e não apenas seguindo o critério de ancestral comum.

Assim, existem dois termos relacionados: a analogia que descreve características com funções semelhantes e pode ou não ter um ancestral comum.

Por outro lado, homoplasia refere-se a estruturas que simplesmente se parecem. Embora esses termos tenham se originado no século 19, eles ganharam popularidade com o advento das idéias evolucionárias.

Por exemplo, as asas de borboletas e pássaros têm a mesma função: voar. Assim, podemos concluir que são análogos, mas não podemos traçar sua origem em um ancestral comum com asas. Por isso, não são estruturas homólogas.

O mesmo vale para as asas de morcegos e pássaros. No entanto, os ossos que os constituem são homólogos entre si, pois podemos traçar uma origem comum dessas linhagens que compartilham o padrão dos ossos dos membros superiores: úmero, cúbico, rádio, falanges, etc. Observe que os termos não são mutuamente exclusivos.

A homoplasia pode se refletir em estruturas semelhantes, como as nadadeiras de um golfinho e as de uma tartaruga.

Fonte: John Romanes (1848-1894), via Wikimedia Commons

Importância na evolução

Homologia é um conceito-chave na biologia evolutiva, uma vez que apenas reflete

adequadamente a ancestralidade comum dos organismos.

Se quisermos reconstruir uma filogenia para estabelecer as relações de parentesco, ancestralidade e descendência de duas espécies, e por engano usarmos uma característica que compartilha apenas forma e função, chegaremos a conclusões erradas.

Por exemplo, se quisermos determinar as relações entre morcegos, pássaros e golfinhos e usarmos erroneamente as asas como um caráter homólogo, chegaremos à conclusão de que morcegos e pássaros estão mais relacionados entre si do que o morcego com o golfinho.

A priori sabemos que essa relação não é verdadeira, porque sabemos que morcegos e golfinhos são mamíferos e estão mais relacionados entre si do que cada grupo com pássaros. Portanto, devemos usar caracteres homólogos, como as glândulas mamárias, os três pequenos ossos da orelha média, entre outros.

Referências

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