Homologie

Homologie, Übereinstimmung zwischen verschiedenartigen Organismen, die auf gemeinsamen genetischen Informationen beruht. H. zwischen zwei verschiedenen Arten weisen diese als miteinander verwandt aus, d.h. es gibt eine gemeinsame stammesgeschichtliche Herkunft. Obwohl das meiste Material der H.forschung bisher aus der Morphologie stammt, werden auch auf genetischer Information beruhende Merkmale aus anderen Teilbereichen auf H. hin untersucht, so insbesondere physiologische Vorgänge und Verhaltensweisen. Da sich homologe Strukturen bei verschiedenen Arten nach der Trennung von gemeinsamen Ahnen, entsprechend der Funktion, oft sehr unterschiedlich entwickelt haben, ist eine H. oft nur schwer zu erkennen.

    H. morphologischer Strukturen: Beispiele sind die vielfach abgewandelten Vordergliedmaßen der Wirbeltiere, die unterschiedlich gestalteten Mundwerkzeuge bei verschiedenen Insektenordnungen sowie Wurzel-, Spross- und Blattmetamorphosen bei Samenpflanzen. Zum Nachweis von H. wurden H.kriterien entwickelt: 1. Kriterium der Lage: Strukturen bei Organismen verschiedener Gruppen sind dann homolog, wenn sie die gleiche relative Lage einnehmen, also homotop sind. Beispiel: Extremitäten der Landwirbeltiere. 2. Kriterium der speziellen Qualität:

Strukturen in unterschiedlichen Lagen bei verschiedenen Gruppen (heterotope Strukturen) sind dann homolog, wenn sie in speziellen Einzelmerkmalen übereinstimmen, also homomorph sind. Beispiel: Hautschuppen der Haie und Zähne der Säugetiere. 3. Kriterium der Stetigkeit: Lassen sich für heterotope und homomorphe Strukturen Zwischenformen nachweisen, werden sie als homolog betrachtet. Beispiel: Auf einer frühen Embryonalstufe zeigt der Fuß des Menschen eine abgespreizte Großzehe und erweist sich damit als Zwischenform für die homologen Strukturen Greiffuß der Affen und Standfuß des Menschen.

    Manche Strukturen kann man am selben Individuum homologisieren, also als Differenzierungen einer gemeinsamen Grundstruktur erkennen: seriale H. oder Homonomie. Beispiele: Deck-, Schwung- und Daunenfedern eines Vogels; Laub-, Blüten-, Staub- und Fruchtblätter einer Pflanze.

    Auch die Strukturen von Makromolekülen können auf H. untersucht werden, etwa die DNA verschiedener Arten auf identische Nucleotidsequenzen. Arttypische Karyogramme kann man hinsichtlich Anzahl, Größe, Form der Chromosomen sowie der Feinstruktur von Chromosomenabschnitten vergleichen und homologisieren. Durch die Untersuchung der Struktur des Cytochroms C wurden wichtige Erkenntnisse über die Verwandtschaft der Lebewesen gewonnen.

H. physiologischer Vorgänge: Untersucht man Reaktionsketten und die dabei beteiligten Stoffe und Zwischenprodukte bei verschiedenen Arten, so stellt man beispielsweise fest, dass viele Hormone bei sehr vielen verschiedenen Gruppen die gleichen Funktionen erfüllen.

    H. von Verhaltensweisen: Arten, die H. ihrer Organe zeigen, haben oft auch homologe Verhaltensweisen. Beispiel: Die Balz verschiedener Entenarten verläuft mit bestimmten, einander ähnlichen Erbkoordinationen ab.