Fische und Wale sind beide mit Flossen ausgestattet, welche sich sowohl in ihrer Form als auch in ihrer Funktion gleichen. Damit müsste doch bewiesen sein, dass Fische und Wale enge Verwandte sind, richtig?
Nein, denn tatsächlich sind Wale keine Fische und nur sehr entfernt mit Fischen verwandt. Ihre Flossen erfüllen aber dieselbe Rolle. Hier spricht man in der Biologie von Analogie. Nicht zu verwechseln mit Homologie – bei der neben einer gleichen Funktion auch ein gleicher biologischer Aufbau vorausgesetzt ist. In dieser Erklärung erfährst Du mehr zu der Definition der Analogie. Außerdem werden die Kriterien, wann eine Analogie vorliegt, genauer besprochen. Die Bedeutung der Konvergenz wird beleuchtet und es werden Dir anschauliche Beispiele mitgegeben.
Analogie – Definition
Analogie beschreibt die Funktionsähnlichkeit biologischer Strukturen bei unterschiedlichen Lebewesen, unabhängig von Verwandtschaft. Erkennbar ist die Analogie anhand von analogen Organen.
Eine Analogie wird anhand analoger Organe belegt. Bei analogen Organen handelt es sich um Organe, die in der Funktion übereinstimmen, aber unterschiedliche Grundbaupläne haben.
Analogien entstehen, wenn sich verschiedene Arten an die gleichen Umweltbedingungen oder Lebensweisen anpassen (konvergente Entwicklung). Somit geben Analogien, anders als die Homologien, keinen Rückschluss auf gemeinsame Vorfahren oder enge Verwandtschaft.
Was genau eine konvergente Entwicklung ist, kannst Du im Abschnitt Analogie – Konvergenz dieser Erklärung herausfinden!
Analogie einfach erklärt
Einfach erklärt ist eine Analogie oder ein analoges Organ eine Ähnlichkeit der Struktur von Organen, Genen oder Verhaltensweisen unterschiedlicher Lebewesen, welche unabhängig von ihrer Stammesgeschichte, sondern durch die Anpassung an ähnliche Umweltbedingungen oder Zufall entstanden sind.
Lebewesen können also biologische Ähnlichkeiten aufweisen, welche nicht auf gemeinsame Vorfahren zurückzuführen sind und keinen Beleg für eine gemeinsame Stammesgeschichte darstellen.
Analogie – Kriterien
Anders als bei Homologien gibt es für Analogien keine expliziten Kriterien, an denen man sie feststellen kann. Aber woran kannst Du dann analoge Organe erkennen?
Analoge Organe zeichnen sich durch ihre Ähnlichkeiten in der Funktion aus, können sich aber auch äußerlich sowie teilweise (oberflächlich) anatomisch ähneln.
Dabei liegen die Ähnlichkeiten allerdings nicht in einer Verwandtschaft begründet! Analoge Merkmale entstehen unabhängig voneinander, indem sich Lebewesen etwa ähnlichen Umweltbedingungen anpassen und so im Laufe der Evolution entsprechend passende Merkmale ausbilden.
Analoge Organe findest Du besonders häufig bei Lebewesen, welche ähnliche ökologische Nischen besetzen. Wenn Du mehr über ökologische Nischen erfahren willst, dann schau doch mal in der gleichnamigen StudySmarter Erklärung vorbei! Es gibt außerdem auch eine Erklärung zum Thema Homologie hier auf StudySmarter!
So findest Du sowohl bei Fischen als auch bei Walen, dessen Lebensräume beide das Wasser umfassen, eine Flossenbildung zur Fortbewegung und einen stromlinienförmigen Körperbau. Zwar haben die Flossen der Wale die gleiche Funktion und eine ähnliche Form wie die Flossen der Fische, stammesgeschichtlich sind sie allerdings aus den Gliedmaßen der früher an Land lebenden Säugetiere entstanden. Wale sind Säugetiere und keine Fische!
Analogie – Konvergenz
In der Evolutionsbiologie wird beim Vergleich verschiedener Organismen in zwei Entwicklungsrichtungen unterschieden – der Divergenz und der Konvergenz.
Die Divergenz ist maßgeblich an der Ausbildung homologer Organe beteiligt. Eine konvergente Entwicklung bzw. Konvergenz ist Voraussetzung für das Entstehen von analogen Organen.
Eine konvergente Entwicklung/Konvergenz beschreibt die zunehmende Ähnlichkeit von Organismen verschiedener Entwicklungslinien.
Diese kann durch Zufall entstehen oder durch den Einfluss ähnlicher (oder der gleichen im selben Lebensraum) Umweltbedingungen ausgelöst werden.
Aufgrund des gleichen Selektionsdrucks durch ähnliche Umweltbedingungen entstehen im Verlauf der Evolution ähnliche Anpassungen. So erfüllen verschiedene biologische Strukturen mit der Zeit die gleichen Funktionen und es entstehen analoge Organe.
Analogie – Beispiele
Zur besseren Veranschaulichung von Analogien und wie analoge Organe etwa aussehen können, werden Dir hier ein paar Beispiele vorgestellt:
Beispiel 1: Analogie der Grabstrukturen von Maulwurf und Maulwurfsgrille
Ein typisches Beispiel für analoge Organe sind die Grabstrukturen von Maulwurf und Maulwurfsgrille. In folgender Abbildung siehst Du das Grabbein der Maulwurfsgrille vergrößert dargestellt.
Abb. 2: Grabbein der Maulwurfsgrille
Wie Du in folgender Abbildung erkennen kannst, sind die Grabstrukturen des Maulwurfs dem der Maulwurfsgrillen sehr ähnlich.
Abb. 3: Grabstrukturen des Maulwurfs
Beide Strukturen sind sich sehr ähnlich und erfüllen den gleichen Zweck: das Graben. Jedoch liegt keine enge Verwandtschaft zwischen den Arten vor. Die Ähnlichkeit ihrer Graborgane entstand dadurch, dass sie sich an ähnliche Umweltbedingungen anpassen mussten. Sie durchliefen also eine konvergente Entwicklung, wodurch sich ihre Grabstrukturen analog ausbildeten.
Beispiel 2: Analogie bei den Kakteen und den Wolfsmilchgewächsen
Ein Beispiel einer Analogie aus dem Pflanzenreich kannst Du etwa bei den Kakteen und den Wolfsmilchgewächsen entdecken.
Der neuweltliche Kandelaberkaktus (Pachycereus weberi) und die dreikantige Wolfsmilch (Euphorbia trigona) aus Afrika sind sich im äußerlichen Aufbau sehr ähnlich, da sie so am besten an ihren trockenen und heißen Standort angepasst sind und so wenig Wasser wie möglich verdunstet.
Abb.4: Dreikantiger Wolfsmilch (A) und neuweltlicher Kandelaberkaktus (B) im Vergleich.
In anatomisch tieferen Schichten unterscheiden sie sich allerdings. So speichert das Wolfsmilchgewächs sein Wasser hinter der stark verdickten Sprossachse im Mark der Pflanze, während das Wasser des Kaktus in der Rinde des Sprossachse gespeichert ist. Somit ist ihre Gemeinsamkeiten nicht auf gemeinsame Vorfahren, sondern auf die Anpassung an ähnliche Umweltbedingungen zurückzuführen. Es handelt sich um analoge Organe.
Beispiel 3: Stromlinienform Analogie
Die Stromlinienform ist eine Körperform, welche sich durch einen extrem geringen Strömungswiderstand auszeichnet. Dazu gehört meist ein abgerundetes Kopfteil und ein langes, spitz zulaufendes Ende.
Bei vielen schnell schwimmenden Wirbeltieren wie Haien, Delfinen und Pinguinen sowie auch Fischen kommt eine Stromlinienform als Körperform vor. Diese ist allerdings nicht auf eine enge Verwandtschaft zurückzuführen, sondern auf die gleichen Umweltbedingungen, an die sich die Organismen im Verlauf der Evolution anpassten. Sie alle leben im Wasser (oder verbringen viel Zeit unter Wasser, wie die Pinguine) und um dort möglichst schnell voran zukommen, bietet ein stromlinienförmiger Körper den geringsten Widerstand und es können höhere Geschwindigkeiten erreicht und Energie eingespart werden.
So zählt die Stromlinienform vieler Tiere zu den analogen Organen.
Analogie – Das Wichtigste
- Analogie – Definition: beschreibt die Funktionsähnlichkeit biologischer Strukturen bei unterschiedlichen Lebewesen, unabhängig von Verwandtschaft und ist erkennbar an analogen Organen.
- Analogie – Kriterien: Analoge Organe zeichnen sich durch ihre Ähnlichkeiten in der Funktion aus, können sich aber auch äußerlich sowie teilweise (oberflächlich) anatomisch ähneln.
- Analogie – Konvergenz: beschreibt die zunehmende Ähnlichkeit von Organismen verschiedener Entwicklungslinien.
- Diese kann durch Zufall entstehen oder durch den Einfluss ähnlicher (oder der gleichen im selben Lebensraum) Umweltbedingungen ausgelöst werden.
- Analogie – Beispiele: Beispiele für analoge Organe sind etwa die Grabstrukturen von Maulwurf und Maulwurfsgrille oder die Stromlinienform von Delfinen, Pinguinen und Haien.
Nachweise
- Lehmann (1996). Paläontologisches Wörterbuch. Enke
- Abb. 3: "European Mole" by Mick E. Talbot is licensed under CC BY-SA 3.0
- Abb. 4 (A): El Denis Conrado, en Universidade Federal de Lavras, Brazilo., CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
- Abb. 4 (B): H. Zell, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
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