Analogie und Homologie – Definition, Erklärung und Beispiele

Analogien haben eine besondere Bedeutung in der Biologie, da es sich um Ähnlichkeiten zwischen unterschiedlichen Arten handelt, die nicht näher miteinander verwandt sind. Es ist also besonders interessant zu verstehen, wie solche Ähnlichkeiten dennoch entstehen können. Die Entstehung von Analogien wird dir in den nächsten Abschnitten einfach und anhand von Beispielen erklärt.

Einfach erklärt stimmen analoge Organe in ihrer Funktion überein, haben jedoch keinen gemeinsamen stammesgeschichtlichen Ursprung. Analoge Organe weisen also eine gewisse Ähnlichkeit auf, da sie ähnliche Funktionen erfüllen, besitzen jedoch nicht den gleichen Grundbauplan.

Die Erklärung für die Ähnlichkeit zwischen analogen Organen ist, wie bereits beschrieben, nicht eine gemeinsame Abstammung, sondern eine ähnliche Funktion der Organe. Analogien entstehen also durch Anpassungen an ähnliche Umweltbedingungen. So entstehen durch Mutation und Selektion Ähnlichkeiten in Anatomie und Verhalten zwischen Lebewesen, die nicht durch eine gemeinsame Abstammung, sondern durch evolutive Prozesse erklärbar sind. Das ist die Definition für Konvergenz in der Biologie.

Für analoge Organe gibt es zahlreiche Beispiele sowohl bei Tieren als auch im Pflanzenreich. Ein bekanntes Beispiel für analoge Organe bei Tieren sind die Grabbeine von Maulwurf und Maulwurfsgrille. Beide Tiere haben schaufelförmige Vorderextremitäten, die starke Ähnlichkeiten in ihrer Form aufweisen. Die Form der Extremitäten ist jedoch nicht auf einen gemeinsamen Vorfahren von Maulwurf und Maulwurfsgrille zurückzuführen, sondern auf die Anpassung an einen ähnlichen Lebensraum. Beide Tiere leben nämlich unter der Erde und nutzen die schaufelförmigen Gliedmaßen, um sich im Erdreich fortzubewegen.
Ein weiteres Beispiel für analoge Organe sind Flügel von Vögeln und Insekten. Auch hier sind die Ähnlichkeiten nicht auf einen gemeinsamen Vorfahren zurückzuführen, sondern auf die Anpassung an Umweltbedingungen. Ebenso handelt es sich bei den Ähnlichkeiten zwischen Flügeln von Fledermäusen und Vögeln um eine Analogie und nicht um eine Homologie.

Auch Homologien sind Ähnlichkeiten zwischen Lebewesen unterschiedlicher Arten. Die Ursache für diese Ähnlichkeiten unterscheidet sich jedoch stark von den Analogien. Die Entstehung von Homologien wird dir in den nächsten Abschnitten einfach und anhand von Beispielen erklärt.

Einfach erklärt besitzen homologe Organe eine Ähnlichkeit (eine Homologie), die auf einen gemeinsamen evolutionären Ursprung zurückzuführen ist.  

Um sicherzugehen, ob es sich bei ähnlichen Merkmalen tatsächlich um homologe Organe handelt, gibt es die sogenannten Homologiekriterien. Mindestens eines dieser Kriterien muss erfüllt sein, um von einer Homologie zu sprechen.

Das Kriterium der Lage besagt, dass Organe dann homolog sind, wenn sie die gleiche Lage in einem Organismus einnehmen. Das Kriterium der spezifischen Qualität ist dann erfüllt, wenn Organe in mehreren charakteristischen Merkmalen Übereinstimmungen besitzen. Das Kriterium der Stetigkeit besagt, dass Organe homolog sind, wenn bei ihnen eine Verbindung durch verschiedene Zwischenformen erkennbar ist, also eine Entwicklung zu erkennen ist.

Die Erklärung für die Ähnlichkeit homologer Organe bzw. Strukturen ist also ein gemeinsamer Vorfahre, von dem das jeweilige Merkmal abstammt. Von diesem Vorfahren stammen nun jedoch zahlreiche unterschiedliche Lebewesen ab, die unter unterschiedlichen Umweltbedingungen leben und sich an diese angepasst haben. Das gemeinsame ursprüngliche Merkmal hat sich demnach in unterschiedliche Richtungen entwickelt. Diese Art der Evolution bezeichnet man als Divergenz oder divergente Evolution. Im Gegensatz zu den analogen Organen ist bei der Homologie nicht die Konvergenz bzw. die konvergente Evolution, sondern die Divergenz Ursache für ähnliche Merkmale in der Biologie.

Sowohl bei Pflanzen als auch bei Tieren gibt es zahlreiche Beispiele für Homologien. Ein Beispiel für Homologie aus dem Tierreich sind die Vorderextremitäten unterschiedlicher Wirbeltiere. Die Vordergliedmaßen von Menschen, Schweinen, Delfinen, Maulwürfen und Vögeln sind ein Beispiel für homologe Organe. Sie sehen zwar sehr unterschiedlich aus, weisen jedoch einen gleichen Grundaufbau auf. Dies ist auf ihren gemeinsamen evolutionären Ursprung zurückzuführen.

Ein weiteres Beispiel für eine Homologie ist die Schwimmblase von Knochenfischen und die Lunge von Landwirbeltieren. Auch in der Genetik spricht man von Homologie, wenn zwei Gene einen gemeinsamen Ursprung haben.

Einen Vergleich von homologen und analogen Organen findest du in der folgenden Tabelle.