Ähnlich durch Abstammung
Arten, die von gemeinsamen Vorfahren abstammen, tragen deren Bauplan weiter — auch dann, wenn sich die Organe an ganz andere Aufgaben angepasst haben.
- Homologie:Ähnlichkeit von Strukturen, die auf gemeinsame Abstammung zurückgeht; homologe Organe können verschiedene Funktionen haben (Arm, Flosse, Flügel).
- Kriterium der Lage:Strukturen sind homolog, wenn sie im Bauplan die gleiche Lage einnehmen — etwa Oberarm, Elle und Speiche, Handwurzel, Mittelhand und Finger in dieser Abfolge.
- Kriterium der spezifischen Qualität:Komplexe Strukturen, die in vielen Einzelheiten übereinstimmen, sind homolog, auch wenn ihre Lage verschieden ist — etwa Zähne der Säugetiere und Hautschuppen der Haie.
- Kriterium der Stetigkeit:Unähnliche Strukturen sind homolog, wenn Zwischenformen sie verbinden — bei heutigen Arten, in der Keimesentwicklung oder als Fossilien; so verbinden Fossilien Knochen des Kiefergelenks früher Wirbeltiere mit Hammer und Amboss im Mittelohr der Säugetiere.
- Abgestufte Ähnlichkeit:Je mehr homologe Merkmale zwei Arten teilen, desto enger sind sie verwandt; die Stufen der Ähnlichkeit bilden die Verzweigungen der Abstammung ab.
Wähle zwei Tiere und ziehe den Punkt B nach oben, bis Tier B über Tier A liegt (Tastatur: Punkt anwählen, ↑). Mit den Knöpfen unter der Bühne hebst du einzelne Knochengruppen hervor. Vergleiche Lage und Abfolge der Knochen — und dann den Libellenflügel.
Halte fest: Die Vorderextremitäten aller Wirbeltiere folgen derselben Abfolge: ein Oberarmknochen, zwei Unterarmknochen, Handwurzel, Mittelhand, Finger. Das ist ein gemeinsamer Bauplan trotz ganz unterschiedlicher Funktion — Homologie. Der Libellenflügel erfüllt dieselbe Funktion wie der Fledermausflügel, hat aber keinen dieser Knochen — Analogie.
Homologie: Ähnlichkeit aufgrund gemeinsamer Abstammung — erkennbar an Lage, spezifischer Qualität oder Stetigkeit; Grundlage abgestufter Verwandtschaft.
Ähnlich durch Anpassung
Nicht jede Ähnlichkeit verrät Verwandtschaft. Gleiche Umweltbedingungen können bei nicht näher verwandten Arten ähnliche Lösungen hervorbringen.
- Analogie:Ähnlichkeit von Strukturen mit gleicher Funktion, die unabhängig voneinander entstanden sind — etwa Insektenflügel (Chitinhaut) und Vogelflügel (Knochen, Federn).
- Konvergenz:unabhängige Entwicklung ähnlicher Merkmale durch ähnliche Selektionsbedingungen; Beispiel: stromlinienförmiger Körper von Hai (Fisch), Pinguin (Vogel) und Delfin (Säugetier).
- Rudimente:funktionslos gewordene, zurückgebildete homologe Strukturen, etwa Beckenknochen im Körper von Walen oder das Steißbein des Menschen; sie verweisen auf Vorfahren, bei denen die Struktur funktionierte.
- Atavismen:gelegentlich auftretende Merkmale früherer Vorfahren, etwa überzählige Brustwarzen oder eine starke Körperbehaarung beim Menschen; die genetische Information dafür ist noch vorhanden.
- Aussagewert:Für Stammbäume zählen nur Homologien; Analogien zeigen gleiche Anpassungen, aber keine Verwandtschaft.
Analogie: Ähnlichkeit durch gleiche Funktion bei unabhängiger Entstehung (Konvergenz) — kein Beleg für nähere Verwandtschaft.
Allgemeine Hinweise
Funktion ist kein Kriterium
Ob Organe homolog sind, entscheidet der Bauplan, nicht die Aufgabe. Walflosse und Fischflosse dienen beide dem Schwimmen, sind als Flossen aber nicht homolog.
Ebene angeben
Vogel- und Fledermausflügel sind als Vorderextremitäten homolog, als Flügel aber analog. Deshalb immer angeben, auf welche Ebene sich eine Aussage bezieht.
Rudiment heißt nicht nutzlos von Anfang an
Ein Rudiment war bei den Vorfahren funktionsfähig und wurde erst später zurückgebildet. Manche Rudimente haben heute eine neue, kleinere Aufgabe übernommen.