Analogie (Biologie)

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Flugfähigkeit hat sich bei drei Wirbeltiergruppen - 1 Flugsauriern, 2 Fledertieren und 3 Vögeln - konvergent entwickelt. Ihre Vorderextremitäten sind homologe Gebilde und in ihrer Funktion als Flügel zugleich eine Analogie. Die Flügel werden bei Flugsauriern vom 4. Finger getragen, bei den Fledertieren vom 2. bis 5. und bei den Vögeln wesentlich vom 2. Finger^[1]

Eine Analogie (griechisch ἀναλογία, analogia „Proportionalität“, „Entsprechung“, „Verhältnismäßigkeit“) ist in der Biologie eine nicht auf enger Verwandtschaft beruhende Ähnlichkeit der Funktion von Organen, Proteinen, Genen oder Verhaltensweisen von unterschiedlichen Lebewesentaxa.

Beschreibung

Analoge Organe ähneln sich nicht nur in der Funktion, sondern teilweise auch äußerlich, teilweise sogar (oberflächlich) anatomisch. Sie sind aber stammesgeschichtlich unterschiedlich und unabhängig voneinander entstanden. Man bezeichnet ihre Entstehung auch als konvergente Entwicklung oder kurz Konvergenz.

Analoge Organe entstehen nach der Systemtheorie der Evolution durch ein Wechselspiel von konvergentem Selektionsdruck und Entwicklungskorridoren.

Sie stellen keine Verwandtschaftsbeziehungen dar, lassen aber durch Analogie Rückschlüsse auf ähnliche Umweltbedingungen und Lebensweisen zu. Häufig bilden Lebewesen mit analogen Organen ähnliche, überlappende ökologische Nischen.

Meist wird der Begriff in der Zoologie verwendet. Ein Beispiel dafür sind die Flossenbildungen bei Fischen bzw. Walen. Die Flossen der Wale haben zwar gleiche Funktion und ähnliche Form wie die der Fische, sind aber stammesgeschichtlich aus den Gliedmaßen der ehemals landlebenden Säugetiere entstanden. Im Gegensatz zu analogen Organen haben homologe Organe den gleichen stammesgeschichtlichen Ursprung, aber nicht unbedingt die gleichen Funktionen.

In der Botanik gibt es ebenfalls analoge Bildungen der Pflanzen. So werden von Laien Stacheln oft mit Dornen verwechselt. Im Gegensatz zu den Dornen werden Stacheln aber nur aus den oberen Zellschichten (Epidermis, Rindengewebe) gebildet. Sie sind also nur Oberflächenstrukturen (Emergenzen). Dornen sind hingegen Umbildungen der Blätter oder der Sprossachse. Solche Umbildungen zur Anpassung an besondere Lebens- und Umweltbedingungen bezeichnet man in der Botanik als Metamorphose.

Die Begriffe Analogie und Homologie werden auch bei evolutionären Argumentationen in der Molekulargenetik und Proteomik verwendet. Bei analogen Genen bzw. Proteinen sind Basen- oder Aminosäureabfolgen zwar gleichartig lautende Abschnitte, die aber z. B. durch Mutationen aus verschiedenen oder an unterschiedlichen Orten (loci) liegenden Genen hervorgehen.

Biologische Analogien besitzen also jeweils eine gleiche Form und/oder Funktion, sind aber aus verschiedenen Vorläufern oder Vorläufern unterschiedlicher Lage hervorgegangen.

Beispiele

Beispiele für analoge Organe und Strukturen sind

• die Grabbeine von Maulwurfsgrillen (Insekten) und Maulwürfen (Säugetiere)
• das Innenskelett von Kopffüßern (Schulp) und Wirbeltieren (Chorda, Wirbelsäule).
• die Flügel von Vögeln, Fledertieren und Flugsauriern.
• die Flügel eines Vogels und die Flügel eines Schmetterlings
• die papageienartigen Schnäbel bei Kopffüßern und Papageien
• die entenartigen Schnäbel bei Enten, Schnabeltieren und Entenschnabelsauriern
• der schlangenförmige Körperbau bei Aalen, Blindschleichen und Schlangen.
• die strömungsgünstige Körperform bei schnell schwimmenden Wirbeltieren wie Haien, Delphinen, Ichthyosauriern und Pinguinen (Vögel)
• Linsenauge bei Kopffüßern und Wirbeltieren.

Analogie und Homologie

Siehe auch: Homologie (Biologie)

• Analog sind Strukturen, die sich nicht auf einen gemeinsamen Bauplan zurückführen lassen. Ihre ähnliche Ausprägung wird durch Konvergenz erklärt. Ein Beispiel: Die Flügel der Vögel und der Fledermäuse (Flughaut), sind bezüglich der Tragfläche – Federn bzw. Flughaut – analog. Die Fledermäuse haben ihre Flughaut jedoch zwischen den Fingern ihrer Vordergliedmaßen aufgespannt, die Vögel fliegen mit der gesamten Schwinge, also dem Arm mit den Federn. Einer Funktionsgleichheit liegt ein ganz anderer Bauplan zu Grunde.
• Homolog sind Strukturen, die sich auf einen gemeinsamen Bauplan zurückführen lassen. Ihre unterschiedliche Ausprägung wird durch Divergenz erklärt. Ein Beispiel: Die Vorderflossen eines Delfins und die Vorderbeine eines Elefanten sind bezüglich des Skelettes homolog, da die Reihenfolge der Knochen, also Oberarmknochen, Elle und Speiche etc. gleich geblieben ist. Einem fast gleichen Bauplan steht eine ganz andere Funktion gegenüber.

Die analogen Strukturen oder Verhaltensweisen erfüllen in den einzelnen Organismen den gleichen Zweck, sind also bezüglich ihrer Funktion äquivalent, jedoch nicht auf gemeinsame Vorfahren zurückzuführen. Vereinfacht ausgedrückt sind homologe Merkmale ursprungsgleich, analoge Merkmale funktionsgleich. Diese sind aber nicht nur funktionsgleich, sondern sehen sich auch noch sehr ähnlich.

Sekundärbildungen

Bisweilen wird die Funktion eines Organs, das im Verlaufe der Evolution zurückgebildet wurde, später sekundär durch ein analoges Organ erfüllt, wenn sich die Lebensumstände wieder in die ursprüngliche Richtung ändern, z. B. ein Landtier ins Wasser zurückkehrt (Beispiel: die Fluke der Wale als sekundäre Schwanzflosse). In seltenen Fällen wie dem sekundären Kiefergelenk erfolgt der Übergang vom primären zum sekundären Organ auch direkt.

Siehe auch

• Evolutionstheorie

Einzelnachweise

1. ↑ Ulrich Lehmann: Paläontologisches Wörterbuch, 4. Auflage. Enke, Stuttgart, 1996