Homologe Organe
Homologe Organe liefern uns wichtige Erkenntnisse über die Evolution. Was genau homologe Organe sind und wie du sie erkennst, erfährst du hier!
Inhaltsübersicht
Was sind homologe Organe?
Homologe Organe sind Körperteile, wie Organe, Knochen oder Gewebe, die bei unterschiedlichen Lebewesen ähnlich sind. Sie deuten darauf hin, dass diese Lebewesen einen gemeinsamen Vorfahren haben.
Wie homologe Organe geformt sind und funktionieren, kann sich dabei stark unterscheiden. Du erkennst sie deshalb vor allem an ihrer Lage im Körper und ihrer Anordnung. Ein ähnliches Aussehen oder dieselbe Funktion spricht also nicht immer für Homologie.
Ein Beispiel für Homologie ist der Aufbau der Gliedmaßen bei verschiedenen Lebewesen. Menschen, Vögel und Wale haben nämlich „Arme“, die in Oberarm — Unterarm — Handregion unterteilt sind.
Wichtig: Nur weil sich Körperstrukturen zwischen Lebewesen ähnlich sind, bedeutet das nicht zwangsläufig, dass sie gemeinsame Vorfahren hatten.
Welche Kriterien für Homologie gibt es?
Strukturen im Körper sind homolog, wenn mindestens eines dieser drei Kriterien auf sie zutrifft:
1. Lage
Homologe Organe sind am selben Ort oder in derselben Abfolge im Lebewesen.
➡️Beispiel: Die Aufteilung von Extremitäten mancher Lebewesen in Oberarm – Unterarm – Handregion.
2. Merkmale
Strukturen können auch homolog sein, weil sie gleiche Merkmale haben.
➡️Beispiel: Die Zähne des Menschen und die Schuppen von Haifischen sind beide hohl und von einer Schicht aus (Zahn)Schmelz bedeckt.
3. Gemeinsame Verwandte
Unterschiedliche Organe sind auch homolog, wenn es Übergangsformen gibt, die beide verbinden.
➡️Beispiel: Im Blutkreislauf von Säugetieren ist sauerstoffarmes und sauerstoffreiches Blut getrennt. Bei Fischen ist es vermischt. Amphibien haben dagegen eine Zwischenform zwischen Säugetieren und Fischen. Dieser Übergang deutet darauf hin, dass die Blutkreisläufe von Säugetieren und Fischen homolog sind.
Merke: Schon wenn ein Kriterium erfüllt ist, deutet das auf eine Homologie hin. Je mehr davon zutreffen, desto wahrscheinlicher ist eine Homologie.
Zur Homologie kam es in der Evolution, weil sich nur die am besten an ihre Umwelt angepassten Lebewesen fortpflanzen konnten.
Manche Nachfahren eines Lebewesens mussten sich an unterschiedliche Lebensräume anpassen. Dadurch haben sich im Laufe der Zeit unterschiedliche Merkmale durchgesetzt. Die beiden Arten sehen sich heute vielleicht nicht mehr ähnlich, haben aber immer noch gemeinsame Merkmale von ihrem Vorfahren. Diesen Anpassungsprozess nennst du auch Divergenz.
Studyflix vernetzt: Hier ein Video aus einem anderen Bereich
Wie grenzt du Homologie von Analogie ab?
Auch der Begriff Analogie beschäftigt sich mit verschiedenen Merkmalen von Lebewesen. Der Unterschied zwischen Homologie und Analogie ist:
- Homologie: Strukturen sind ähnlich, weil Lebewesen einen gemeinsamen Vorfahren haben.
- Analogie: Die Lebewesen haben keinen gemeinsamen Vorfahren. Die Strukturen sind ähnlich, weil sie in diesem Lebensraum nützlich sind.
➡️Beispiel:
Ein klassisches Beispiel ist der Vergleich von Maulwürfen (Säugetiere) und Maulwurfsgrillen (Insekten). Sie haben beide dicke Grabbeine mit Krallen, die allerdings sehr unterschiedlich aufgebaut sind. Es gibt hier also keinen gemeinsamen Vorfahren.
Stattdessen leben beide unter der Erde und brauchen deshalb ein Grabbein zur Fortbewegung. In der Evolution haben sich also sowohl bei den Maulwürfen als auch bei den Maulwurfsgrillen die Individuen durchgesetzt, die dieses Merkmal hatten.
Homologie bei Pflanzen und Insekten
Nicht nur bei Wirbeltieren, auch bei Pflanzen und Insekten gibt es Homologie. Besonders eindeutig ist das an den Blättern und Insektenbeinen erkennbar.
Beispiel: Homologie beim Blatt
Die folgenden drei Formen wirken völlig verschieden, gehen aber alle auf denselben Ursprung zurück: das Blatt.
- Dornen: Kakteen nutzen sie zur Abwehr von Fressfeinden und als Verdunstungsschutz.
- Ranken: Erbsenpflanzen bilden sie als Kletterhilfen aus, um sich festzuhalten.
- Speicherblätter: Die Blätter von Zwiebeln sind fleischig verdickt, um Nährstoffe zu speichern.
Obwohl sich die Funktionen in allen drei Fällen verändert haben, bleibt der biologische Ursprung gleich. Du erkennst die Homologie hier daran, dass alle drei Strukturen an derselben Stelle, am Knoten, aus dem Spross wachsen wie normale Blätter und sich aus demselben Grundgewebe entwickeln.
Beispiel: Homologie bei Insektenbeinen
Dasselbe Prinzip gilt für Insektenbeine. Egal ob ein Insekt läuft, springt oder schwimmt — die verschiedenen Beintypen unterschieden sich zwar in ihrer Länge und ihren Merkmalen, teilen aber trotzdem dieselbe Grundabfolge von Beingliedern.
Es gibt bei Insekten vor allem drei Beintypen:
-
Laufbeine
Die einzelnen Bestandteile sind gleichmäßig ausgebildet. Alle Glieder ermöglichen es, effizient und gleichmäßig vorwärtszukommen.
➡️Beispiel: Laufkäfer
-
Sprungbeine
Sie sind homolog zu den Laufbeinen, weil die einzelnen Glieder gleich angeordnet sind. Ein Unterschied ist, dass der Oberschenkel stark vergrößert und muskulös ist — eine Anpassung, die das Springen erleichtert.
➡️Beispiel: Heuschrecke
-
Schwimmbeine
Ihr Grundplan ist derselbe wie bei den Laufbeinen. Die Schiene und der Fuß sind abgeflacht und mit Borsten besetzt, das funktioniert wie ein Paddel.
➡️Beispiel: Rückenschwimmer
Wenn du prüfen sollst, ob zwei Körperteile unterschiedlicher Lebewesen homolog sind, gehst du so vor:
- Lage prüfen – Nehmen die Strukturen dieselbe Position ein?
- Charakteristische Merkmale vergleichen – Gibt es übereinstimmende Feinmerkmale oder Bildungswege?
- Entwicklungspfade einbeziehen – Falls bekannt: Entwickeln sich die Strukturen auf ähnliche Weise?
Rudiment und Atavismus
Was homologe Organe sind, weißt du jetzt. Es gibt aber nicht nur sinnvolle Strukturen, die die Evolution überdauert haben, sondern auch Organe, die wir heute gar nicht mehr brauchen: Die Rudimente. Was diese Überreste über die Evolutionsgeschichte verraten und wo in deinem Körper auch du Rudimente hast, erfährst du hier!
