В этой статье мы рассмотрим атавизмы и рудименты: дадим их определения и характеристики, приведем примеры. Следует понимать, что это не синонимы. Прочитав данную статью, вы узнаете, в чем разница между такими понятиями, как атавизмы и рудименты.
Что такое рудименты?
Рудименты - это не части тела, оказавшиеся вовсе ненужными. Они лишь утратили, хотя бы частично, свое первоначальное назначение. Считаемые рудиментами органы играют в функционировании организма определенную роль. Попробуйте, например, отнять крылья у страуса... Без них этому животному будет хуже или лучше? Ответ очевиден: хотя крылья у него менее функциональны, чем у других птиц, они нужны страусу. Крылья ему, например, позволяют удерживать при перемещении равновесие.
Крылья попугая Какапо
В Новой Зеландии встречается попугай какапо. Он, подобно страусу, совершенно не умеет летать. Однако у него есть маленькие крылья, мышцы на которых атрофированы, а также недоразвитый киль. Зверек этот ведет ночной образ жизни. Он бегает по земле и очень любит лазить по деревьям. Кое-что из жизни птиц тем не менее он все-таки делает. Попугай, залезая на большую высоту, выполняет изредка прыжки, пользуясь просто для планирования своими крыльями. Однако этот прыжок заканчивается чаще всего неудачно. "Птица" зачастую плюхается о землю. Попугай не приспособен лазить по деревьям. Однако это его основное занятие. А вот к полету он полностью приспособлен, поскольку тело этой птицы идентично по конструкции другим попугаям (за исключением отдельных аспектов). Но какапо совершенно не умеет летать. Однако он пытается, что порой заканчивается печально.
Нужны ли рудименты?
Таким образом, рудименты могут быть полезными, однако они являются всегда остатком чего-то, что в прошлом было гораздо более эффективно. У этого попугая крылья являются рудиментарными, поскольку они потеряли способность (частично) выполнять свои прежние функции. Та же история и со страусом. Летать он уже не способен, однако у него остались крылья (а также полые кости скелета, которые для полноценных птиц являются типичными).
Не исключение здесь и человек. У нас тоже есть атавизмы и рудименты. Примеры последних - аппендикс, который является органом, безусловно, полезным. Однако у наших предков его значение было существеннее - в переваривании пищи он играл более важную роль. Поэтому аппендикс является рудиментом. Но иногда определить, какую роль играют рудименты и атавизмы у человека, несколько сложнее. Например, ответить на вопрос, для чего коренные зубы необходимы нам сегодня, уже не так просто. Известно, что боли и хлопоты, доставляемые ими, заставляют нас порой обращаться к хирургу.
Значение аппендикса в организме человека
Одним из самых известных человеческих рудиментов является, пожалуй, аппендикс. С ним тесно связано понятие аппендицита (воспаления этого червеобразного отростка). В хирургической практике, что интересно, операции по поводу аппендицита - одни из самых частых. Болезнь зачастую таит в себе серьезные осложнения в виде абсцесса (образуется гнойник брюшной полости) и перитонита (покрывающая брюшную полость ткань воспаляется).
Однако аппендикс несет в себе и полезные функции. Он поддерживает в кишечнике микробиологический баланс, способствует адекватному пищеварению, а также поддерживает локальный иммунитет, поскольку в нем содержится большое количество лимфоидной ткани.
Что такое атавизмы?
Одним из важнейших доказательств эволюционной теории являются атавизмы. Они встречаются довольно часто и сегодня являются хорошо изученными. Атавизмами называются признаки, которые проявляются у определенной особи и не соответствуют виду, распространенному в настоящий момент. Это следы, которые сохранились из-за того, что они были когда-то естественными для особи, которая находилась на более низкой ступени эволюции. Она совершенствовала с течением времени свои внешние и функциональные качества, избавляясь постепенно от лишних признаков. Но в генетическом коде сохранились следы особи старого образца, поэтому и возникают порой атавизмы. Они присутствуют с самого рождения у особи и не могут образоваться в течение жизни. Это зачастую наследный признак.
От каких предков могут проявляться рудименты и атавизмы?
Наличие рудиментов и атавизмов доказывает существование эволюции. И сейчас вы в этом убедитесь. Млекопитающие, а также птицы, являются все без исключения предками рептилий. В свою очередь, рептилии были предками земноводных, земноводные - рыб и т. д. Можно утверждать, что лишь от наших предков могут проявляться атавизмы. Однако параллельные ветви не смогут никаким образом влиять друг на друга. Например, атавизмы человек может иметь от млекопитающих (шерсть, соски, хвост) и даже рептилий (так называемое "змеиное сердце"). Как вы уже, вероятно, догадались, рудименты у нас также имеются лишь от млекопитающих, земноводных, рептилий и рыб. А атавизмы и рудименты от параллельных эволюционных ветвей (в нашем случае - птиц) невозможны. Так же птицы не проявят никогда признаков млекопитающих, но могут проявить признаки рептилий. Таким образом, наличие у животных рудиментов и атавизмов (как и у человека) - это не случайность, а событие закономерное, предсказываемое эволюционной теорией.
Атавизмы у человека
Примеры атавизмов в человеческом организме можно привести следующие.
1. Удлиненный копчик, или хвостовой отросток. Он появляется в результате того, что, как считает Дарвин, у человека есть общие корни с обезьяной, обладавшей хвостом.
2. Густой волосяной покров. У человека обилие волос на лице и теле выдает признаки наших предков. Эти признаки позволяли им существовать в разных климатических условиях. Такой покров с течением времени начал уменьшаться, но в некоторых случаях он переформировался в атавизм. Выражается этот атавизм в излишке волос на лице (борода у женщин) и на теле (длинная густая шерсть).
3. Встречается наличие дополнительной пары сосков. О том, что человек произошел от млекопитающего, свидетельствует наличие трех пар сосков на теле. Органы эти зачастую не функциональны, однако бывают случаи, когда, наряду с основными, работают и лишние молочные железы.
Почему атавизмы проявляются далеко не у всех?
Даже если полностью утрачено внешнее проявление признака, в геноме могут сохраняться еще долгое время фрагменты генетических "программ", которые обеспечивали развитие у предков данного признака. Одним из главных и, пожалуй, самым филигранным из принципов регуляции в организме работы генов является посттранскрипционный контроль. То есть все, что ген, отвечающий за развитие того или иного атавизма, "наработал", "подчищается" в развивающейся клетке эмбриона. Таким образом, не формируется ненужный признак. Однако при особых обстоятельствах (экстремальные воздействия на эмбрион, мутации) эти программы-гены все-таки могут сработать. Именно тогда мы сталкиваемся с аномалиями, которые иногда могут быть смертельно опасными (например, в случае с овальным окном, незакрывшимся межпредсердным отверстием).
Судьба рудиментов
Рудименты же, по генетической сути своей, являются практически "неподавляемыми". Поэтому они обнаруживаются у большей части особей (например, у человека - копчиковые позвонки, коренные зубы и др.). Важно отметить при этом, что данные признаки не несут обычно существенного вреда для индивида. Возможно, они даже являются потенциальным базисом, служащим для развития в будущем полезного признака. Можно предположить, что они будут изъяты эволюцией из генетического кода совсем нескоро. Или даже вовсе не будут изъяты.
Таким образом, существует большая разница между такими понятиями, как "атавизм" и "рудимент". Отличие заключается в том, что рудименты проявляются практически у всех особей, тогда как атавизмы - лишь у некоторых.
Мнение Чарльза Дарвина
Что же думает по этому поводу Чарльз Дарвин? Основоположник эволюционной теории полагал, что атавизмы и рудименты являются важнейшим признаком того, что люди, как и остальные существа, с течением времени развивались в другие виды. Сторонники этой идеи настолько увлеклись поиском неработающих органов, что в человеческом организме нашли их около 200. Их теории на данный момент были опровергнуты. Существование рудиментов и атавизмов, конечно, никто не отрицает, но вот значение их - спорный момент. Было доказано, что большинство этих органов имеет функциональное назначение. Однако это не исключает, что генетическая предрасположенность, благодаря которой формируются атавизмы и рудименты (примеры их не ограничиваются представленными в данной статье) заложена в каждом организме.
Художники и мыслители Возрождения вслед за древними греками любовались выразительными формами человеческого тела, точностью и скоординированностью его движений. Восхищение, даже благоговение звучит в словах Леонардо да Винчи: «Рассмотри эти прекрасные мускулы, и если кажется тебе, что их много, попробуй, убавь, если мало — прибавь, а достаточно, — воздай хвалу Первому строителю столь дивной машины». В XVI—XVIII вв. многие исследователи продолжали считать, что изучение природы и человека — это чтение книги, созданной Творцом. Вряд ли кто-то из них решился бы говорить о несовершенстве творения.
Неужели в нашем теле действительно нет ничего лишнего? Ответ на этот вопрос был получен лишь в начале XIX в., когда накопились данные о строении не только человека, но и других существ. Сравнительная анатомия, ставшая к тому времени самостоятельной дисциплиной, помогла понять, что человек устроен по тому же плану, что и позвоночные животные. (Правда, проект, по которому Бог или природа творили мир, допускал, по мнению многих учёных, бесчисленные вариации.) Анатомы не могли не заметить, что одни и те же части тела — кости, мышцы, внутренние органы у разных организмов различаются по размерами форме. Иногда какие-то «детали» совсем отсутствуют, иногда очень малы и относительно плохо развиты по сравнению с подобными частями у других видов. Недоразвитые органы, представлявшиеся бесполезными, стали называть рудиментарными или рудиментами (от лат. rudimentum — «зачаток», «первооснова»). По-видимому, первым этот термин употребил в 80-х гг. XVIII в. французский натуралист Жорж Луи Бюффон.
Рудименты обнаружили не только у животных, но и у человека. Например, во внутреннем уголке глаза есть едва заметная складка, именуемая полулунной. Это остаток третьего века — мигательной перепонки, хорошо развитой у пресмыкающихся и птиц. Она служит для смазки глазного яблока жирным секретом, который выделяет специальная железа. У человека подобную функцию выполняют верхнее и нижнее веки, так что полулунная складка оказалась лишней и редуцировалась (от лат. reductio — «возвращение») — уменьшилась.
Лишними оказались также некоторые кости, мышцы, внутренние органы и их отдельные части. Например, кости копчика остатки хвостовых позвонков, которые срослись, уменьшились в размерах и упростились. Вороновидная, или коракоидная (от греч. «коракоидес» — «похожий на ворона»), кость нужна земноводным, пресмыкающимся и птицам для прикрепления передних конечностей. Млекопитающие же обошлись без неё, и у них небольшие остатки этой кости срослись с лопаткой. Утратили млекопитающие и шейные рёбра — от них остался продырявленный поперечный отросток шейных позвонков.
Классический пример рудиментарных мыши человека — ушные мышцы. Они хорошо развиты у многих млекопитающих и нужны, чтобы направлять ушные раковины на источник звука. Ещё одна рудиментарная мышца человека — пирамидальная мышца живота. А хорда — эластичная ось, благодаря которой возникли хордовые животные (человек также принадлежит к их типу), у людей превратилась в студенистую массу внутри межпозвоночных дисков.
Учёные находили всё больше «лишних органов» у человека, и предположение о совершенстве «венца творения» перестало казаться незыблемым. Рудименты не остались частностью, интересной только анатомам, а послужили для широких научных обобщений. Так, Чарлз Дарвин использовал их как одно из доказательств происхождения человека от животных. Он объяснил присутствие рудиментов тем, что в ходе эволюции некоторые органы уменьшились и почти исчезли за ненадобностью. Отсюда следует, что человек не сотворен раз и навсегда совершенным и неизменным, а рудименты лишь остатки ненужных частей тела, которые ещё не успели исчезнуть. Эволюционное учение позволило по-новому взглянуть на известные факты и уточнить, какие органы у человека следует считать рудиментами.
В 1902 г. германский анатом Роберт Видерсгейм (1848—1923) выпустил книгу, в которой перечислил не менее 107 рудиментарных органов человека, не пригодных для выполнения какой-либо функции или сильно упрошенных, способных действовать не в полной мере. К числу первых относятся волосы на теле, которые не могут защищать человека от холода; червеобразный отросток слепой кишки (аппендикс), не способный переваривать грубую растительную пишу; а также копчик, полулунная складка, остатки хорды и др. Список вторых включает эпифиз — железу внутренней секреции. По-видимому, эпифиз — рудимент теменного глаза, который был у древнейших позвоночных. Утратив свою основную функцию (зрение), он приобрёл новую — производство гормонов. Есть мнение, что и самый известный рудимент — аппендикс является органом иммунной системы.
Помимо рудиментов учёные выделяют атавизмы (отлат. atavi — «предки») — признаки, утраченные человеком в ходе эволюции и встречающиеся как редкое исключение. Хрестоматийные примеры — густой волосяной покров на теле, хвост, дополнительные соски. Существует и понятие провизорные органы (от лат. provisor — «заранее заботящийся о чём-либо»): они есть только у человеческого зародыша, а затем исчезают; их функции выполняют уже другие части тела.
В центре внимания современной биологической науки оказались исследования генома человека и других живых существ. Данные о происхождении рудиментов, вероятно, помогут выяснить, какие гены включаются или, наоборот, блокируются при развитии и редуцировании тех или иных органов.
Речь идет об атавизмах и рудиментах — эти понятия часто соседствуют друг с другом, иногда вызывают путаницу и имеют разную природу. Простейший и, наверно, самый известный пример, в котором соседствуют оба понятия, относится к, так сказать, нижней части человеческого тела. Копчик, окончание позвоночника, в котором срослись несколько позвонков, признан рудиментарным. Это рудимент хвоста. Хвост, как известно, есть у многих позвоночных, но нам, Homo sapiens, он вроде бы и ни к чему. Однако природа зачем-то сохранила человеку остаток этого некогда функционального органа. Младенцы с настоящим хвостом крайне редко, но все же рождаются. Иногда это просто выступ, наполненный жировой тканью, порой хвост содержит в себе преобразованные позвонки, и его обладатель даже способен шевелить своим нежданным приобретением. В данном случае можно говорить об атавизме, о проявлении в фенотипе органа, который был у далеких предков, но отсутствовал у ближайших.
Итак, рудимент — норма, атавизм — отклонение. Живые существа с атавистическими отклонениями выглядят порой пугающе и в силу этого, а также по причине редкости явления вызывают большой интерес со стороны широкой публики. Но еще больше атавизмами интересуются ученые-эволюционисты, и именно потому, что эти «уродства» дают интересные подсказки по истории жизни на Земле.
Глаза у кротов, живущих под землей, а также у протеев — земноводных, обитающих в воде в темных пещерах, относятся к рудиментам. Пользы от них немного, чего не скажешь о крыльях страуса. Они играют роль аэродинамических рулей при беге, используются для обороны. Самки защищают крыльями птенцов от палящих лучей солнца.
Тайна, скрытая в яйце
Ни у одной из современных птиц нет зубов. Точнее, так: есть птицы, например некоторые виды гусей, которые имеют в клюве ряд мелких острых выростов. Но, как говорят биологи, эти «зубы» не гомологичны настоящим зубам, а являются именно выростами, которые помогают удерживать в клюве, например, скользкую рыбину. При этом у предков птиц зубы обязательно должны были быть, ведь они потомки теропод, хищных динозавров. Известны и останки ископаемых птиц, у которых зубы наличествовали. Точно не понятно, по каким причинам (возможно, из-за изменения типа питания или в целях облегчения тела для полета) естественный отбор лишил птиц зубов, и можно было бы предположить, что в геноме современных пернатых генов, отвечающих за формирование зубов, уже не осталось. Но это оказалось неправдой. Причем задолго до того, как человечество что-то узнало о генах, в начале XIX века догадку о том, что и современные птицы могут отращивать подобие зубов, высказал французский зоолог Этьен Жоффруа Сент-Илер. Он наблюдал некие выросты на клюве эмбрионов попугаев. Это открытие вызвало сомнения и толки и было в конце концов забыто.
А почти десять лет назад, в 2006 году, американский биолог Мэтью Харрис из Университета штата Висконсин заметил на конце клюва эмбриона курицы выросты, напоминающие зубы. Эмбрион был подвержен смертельной генетической мутации talpid 2 и не имел шансов дожить до вылупления из яйца. Однако за время этой короткой жизни в клюве несостоявшегося цыпленка выработались два типа тканей, из которых формируются зубы. Строительный материал для подобных тканей гены современных птиц не кодируют — эта способность была утрачена предками пернатых десятки миллионов лет назад. Зародыши зубов у эмбриона курицы не были похожи на тупоконечные моляры млекопитающих — они имели заостренную коническую форму, совсем как у крокодилов, которые, как динозавры и птицы, включаются в группу архозавров. Кстати, выращивать моляры у куриц пробовали и успешно, когда методом генной инженерии внедряли в куриный геном гены, отвечающие за развитие зубов у мышей. Но зубы эмбриона, которого исследовал Харрис, появились без всякого постороннего вмешательства. «Зубные» ткани возникали благодаря чисто куриным генам. Значит, эти гены, не проявлявшиеся в фенотипе, дремали где-то в глубине генома, и лишь фатальная мутация их пробудила. Для подтверждения своего предположения Харрис провел эксперимент с уже вылупившимися цыплятами. Он заразил их вирусом, искусственно созданным методом генной инженерии, — вирус имитировал молекулярные сигналы, возникающие при мутации talpid 2. Эксперимент принес результат: на клюве цыплят на короткое время появлялись зубы, которые затем бесследно растворялись в ткани клюва. Работу Харриса можно считать доказательством того факта, что атавистические признаки есть следствие нарушений в развитии зародыша, которые пробуждают давно замолкшие гены, и главное — гены давно утраченных признаков могут продолжать находиться в геноме почти 100 млн лет спустя после того, как эволюция эти признаки уничтожила. Почему такое происходит, точно неизвестно. Согласно одной из гипотез, «молчащие» гены могут оказаться не совсем молчащими. У генов есть свойство плейотропичности — это возможность одновременного влияния не на одну, а на несколько фенотипических черт. В этом случае одна из функций может быть блокирована другим геном, при том что другие остаются вполне «рабочими».
Удавы и питоны имеют так называемые анальные шпоры — одиночные когти, являющиеся рудиментом задних ног. Известны случаи появления у змей атавистических конечностей.
Странная живучесть
Узнать о зубастых цыплятах и совершить открытие удалось почти случайно — все из-за того, что, как уже говорилось, мутация убивала эмбрион еще до появления на свет. Но очевидно, что мутации или другие изменения, вызывающие к жизни древние гены, могут оказаться и не столь фатальными. Иначе как объяснить гораздо более известные случаи атавизмов, обнаруженных у вполне жизнеспособных существ? Вполне совместимы с жизнью такие наблюдаемые у человека атавизмы, как многопальцевость (полидактилия) на руках и ногах, многососковость, случающаяся и у высших приматов. Полидактилия свойственна лошадям, которые при нормальном развитии ходят на одном пальце, ноготь которого превратился в копыто. Но для древних предков лошади многопальцевость была нормой.
Существуют отдельные случаи, когда атавизм привел к серьезному эволюционному повороту в жизни организмов. Клещи семейства Crotonidae атавистическим путем вернулись к половому размножению, в то время как их предки размножались партеногенезом. Нечто сходное произошло у ястребинки волосистой (Hieracium pilosella) — травянистого растения семейства астровых. Далеко не все, кого в зоологии называют четвероногими (tetrapoda), четвероноги на самом деле. Например, змеи и китообразные происходят от сухопутных предков и также включаются в надкласс tetrapoda. Змеи утратили конечности вчистую, у китообразных передние конечности стали плавниками, а задние практически исчезли. Но появление атавистических конечностей отмечено как у змей, так и у китообразных. Известны случаи, когда у дельфинов обнаруживалась пара задних плавников, и четвероногость как бы восстанавливалась.
Рудиментарные кости таза некоторых китообразных давно утратили свою первоначальную функцию, однако их бесполезность поставлена под сомнение. Этот рудимент не только напоминает о том, что киты произошли от четвероногих, но и играет актуальную роль в процессе размножения.
Больше кость — больше потомства
Впрочем, о четвероногости у китов напоминает кое-что еще, и здесь мы переходим к области рудиментов. Дело в том, что у некоторых видов китообразных сохранились рудименты тазовых костей. Эти кости уже давно не связаны с позвоночником, а значит, и со скелетом в целом. Но что же заставило природу сохранить информацию о них в генном коде и передавать ее по наследству? В этом главная загадка всего явления под названием рудиментация. Согласно современным научным представлениям, о рудиментах не всегда можно говорить как о лишних или бесполезных органах и структурах. Вероятнее всего, одна из причин их сохранения именно в том, что эволюция нашла рудиментам новое, не свойственное ранее применение. В 2014 году американские исследователи из Университета Южной Каролины опубликовали в журнале Evolution интересную работу. Ученые исследовали размеры тазовых костей китов и пришли к выводу, что эти размеры коррелируются с размером пенисов, а мышцы пениса крепятся как раз к рудиментарным тазовым костям. Таким образом, от величины кости зависела величина китового полового органа, а большой пенис предопределял успех в размножении.
То же самое с человеческим копчиком, который упоминался в начале статьи. Несмотря на рудиментарное происхождение, этот участок позвоночника имеет немало функций. В частности, к нему крепятся мышцы, задействованные в управлении мочеполовой системой, а также часть пучков большой ягодичной мышцы.
Аппендикс — червеобразный отросток слепой кишки — порой доставляет человеку немало неприятностей, воспаляясь и вызывая необходимость хирургического вмешательства. У травоядных животных он имеет значительный размер и был «сконструирован» для того, чтобы служить своего рода биореактором для ферментации целлюлозы, которая является конструктивным материалом растительных клеток, но плохо переваривается. В человеческом организме такой функции у аппендикса нет, но есть другая. Кишечный отросток — это своего рода питомник для кишечной палочки, где оригинальная флора слепой кишки сохраняется в неприкосновенности и размножается. Удаление аппендикса влечет за собой ухудшение состояния микрофлоры, для восстановления которой приходится применять лекарственные препараты. Также этот орган играет определенную роль в иммунной системе организма.
Гораздо труднее увидеть пользу от таких рудиментов, как, например, ушные мышцы или зубы мудрости. Или глаза у кротов — эти органы зрения рудиментарны и ничего не видят, но могут стать «воротами» инфекции. Тем не менее спешить объявлять что-то в природе лишним явно не стоит.
еще в двадцатых годах писали о том, какие важные функции выполняет так называемая мигательная перепонка.Как свидетельствуют исследования, это образование играет важную роль, и без нее «полноценная зрительная функция была бы сильно затруднена». В частности, «глазное яблоко человека способно поворачиваться на 180°-200°. Без полулунной складки угол поворота был бы гораздо меньше». Полулунная складка «является поддерживающей и направляющей структурой, увлажняет глаз, помогая двигаться более эффективно». «Еще одна функция полулунной складки – собирать инородный материал, который попадает на поверхность глазного яблока. Для этого складка выделяет клейкое вещество, которое собирает инородные частицы и формирует из них комок с целью легкого удаления без риска поцарапать или повредить поверхность глазного яблока». Это удаление происходит следующим образом: «Если глаз держать открытым, когда в него попадет инородное тело, глазное яблоко все время будет многократно поворачиваться внутри, пытаясь сбросить объект на полулунную складку и далее в область слезного мясца… После нескольких попыток ресница окончательно захватывается полулунной складкой и перемещается на кожу у внутреннего края глазной щели».
Копчик, который называется «остатком редуцированного хвоста», служит важным местом прикрепления определенных тазовых мышц: «три – пять маленьких копчиковых косточек, без сомнения, являются частью большой опорной системы, состоящей из костей, связок, хрящей, мышц и сухожилий».
Еще говорится, что к рудиментам относится «особая мышца, позволяющая некоторым людям двигать ушами и кожей головы» . На самом деле мышцы наружного уха, по свидетельству исследователей, «нужны для того, чтобы обеспечить органу усиленное кровообращение, уменьшая таким образом опасность обморожения… Мышцы – это не просто сократительный орган. Они служат хранилищем гликогена и активно участвуют в обмене веществ. Если бы в строении наружного уха отсутствовали мышцы, питание его было бы затруднено». Что же касается отдельных случаев сильного развития таких мышц, то это «всего лишь одно из тысяч мелких индивидуальных особенностей, которые делают каждого человека уникальным». При этом, говоря о таких случаях аномального развития подкожных мышц, следует помнить, что у обезьян – как считают эволюционисты, ближайших родственников человека – уши неподвижны.
Атавизмы и рудименты, примеры которых будут рассмотрены в нашей статье, являются неопровержимыми доказательствами эволюционной теории развития живых организмов. Что означают эти понятия и каково значение их открытия для современной науки?
Доказательства эволюции
Эволюцией называют развития всего живого от простого к сложному. Это значит, что с течением времени организмы сменяли друг друга. Каждое последующее поколение обладало более прогрессивными особенностями строения, что обусловило их приспособление к новым условиям жизни. А это значит, что организмы, относящиеся к разным систематическим единицам, должны обладать сходными чертами.
К примеру, передние конечности птиц и состоят из одинаковых отделов. Это плечо, предплечье и кисть. Но поскольку птицы приспособлены к полету эта конечность у них превращается в крылья, а у водных обитателей видоизменяется в ласты.Такие органы называются гомологичными.
Еще одним доказательством теории эволюции являются аналогии. Так, и у насекомых, и у летучих мышей есть крылья. Но у первых они являются производными эпителиальной ткани, а у вторых представляют собой кожную складку между передней и задней конечностями. Эти органы имеют разное происхождение, но обладают общими чертами строения и функционирования. Это явление возникло вследствие расхождения признаков, или дивергенции.
Атавизмы и рудименты, примеры которых изучает сравнительная анатомия, также являются прямыми доказательствами взаимосвязи всего живого между собой.
Что такое рудимент?
О некоторых органах говорят "развиты рудиментарно". Это значит - недостаточно для полноценного осуществления предназначенных функций. И действительно, рудиментами называют органы, которые в процессе эволюции утратили свое первоначальное значение. С одной стороны, они в определенной степени развиты, а с другой - находятся на стадии исчезновения. Типичные примеры рудиментов - это изменение формы ушной раковины и степени развития мышц, которые ее окружают. Нашим предкам каждую минуту было необходимо прислушиваться к приближению опасности или долгожданной добычи. Поэтому форма раковины была более острая, а мышцы обеспечивали ее движение. Современному человеку способность шевелить ушами вряд ли пригодится в повседневной жизнедеятельности. Поэтому особей с такими навыками можно встретить очень редко.
Примеры рудиментов у человека и животных
Недостаточно развитые органы, присущие предкам, встречаются у животных достаточно часто. Примеры рудиментов - это наличие у человека копчика, который является остатком хвостового отдела позвоночника, а также зубов мудрости, необходимых для пережевывания грубой и необработанной пищи. На данном этапе мы практически не используем эти части организма. Аппендикс - рудимент, который человек предположительно унаследовал от травоядных животных. Эта часть пищеварительной системы выделяет ферменты и участвует в процессах расщепления, но по сравнению с предками значительно укорочена. Для сравнения: у человека его средняя длина составляет около 10 см, а у овцы или верблюда - несколько метров.
Список рудиментов человека продолжает третье веко. У пресмыкающихся животных эта структура увлажняет и очищает наружную оболочку глаза. У человека оно неподвижно, имеет маленький размер, а вышеперечисленные функции выполняет верхнее веко. Рудиментом является и рубец на верхнем небе человека - это зачатки следующего ряда зубов, в которых у человека нет необходимости.
Рудиментами животных являются скрытые внутри тела задние конечности китов, и жужжальца двукрылых насекомых, которыея являются видоизмененной парой крыльев. А вот у змей конечности совсем не развиты, поскольку благодаря особенностям их опороно-двигательной системы, необходимость в них полностью отсутствует.
Рудименты: фото растений
Рудиментарные органы есть и у растений. К примеру, сорняк пырей имеет хорошо развитое корневище, которое представляет собой подземный побег с удлиненными междоузлиями. На нем хорошо заметны небольшие чешуйки, которые являются рудиментарными листьями. Поскольку под землей она не смогут выполнять свою основную функцию - осуществление фотосинтеза, то и в их развитии нет необходимости. Рудиментом является и зачаточный пестик в виде бугорка в тычиночном цветке огурцов.
Что такое атавизмы?
Еще одним доказательством эволюции являются атавизмы. Можно сказать, что это понятие противоположно рудиментам. Атавизмами называют проявление у отдельных особей признаков, свойственных им далеким предкам. Их наличие также свидетельствует об определенной степени родства в ряду поколений. На ранних стадиях развития зародыша есть и хвост, и жаберные мешки. Если эмбриогенез происходит правильно, эти структуры прекращают свое развитие. При нарушении процесса развития на свет могут появиться особи с несвойственными им чертами строения. Поэтому, хвостатый мальчик и человек-амфибия - не просто фантазия.
Атавизмы человека
Кроме появления хвоста типичными атавизмами у человека являются чрезмерный волосяной покров тела. Иногда он значительно превышает норму. Известны случаи, когда волосы покрывали все тело человека, кроме ладоней и ступней ног. Атавизмом считается и появление дополнительных молочных желез на теле, причем возникать подобное может как у женщин, так и у мужчин. Этот признак унаследован от млекопитающих, у которых рождалось много детей. При этом возникала потребность выкармливать всех их одновременно. У человека такой потребности нет.
Второй ряд зубов - также черта, присущая нашим далеким предкам. К примеру, у акулы их несколько рядов. Это необходимо хищникам для эффективного захвата и удержания добычи. Существует мнение, что атавизмом можно считать и микроцефалию. Это генетическое заболевание, которое проявляется в уменьшении размеров головного мозга и черепа. При этом все остальные пропорции тела остаются в норме. Это влечет за собой умственную отсталость.
Человек прявляет некоторые признаки животных и в виде рефлексов. К примеру, икота является типичной чертой древних амфибий. Эта реакция была необходима им для пропускания воды сквозь органы дыхания. А который особенно сильно развит у детей, является проявлением такового у млекопитающих. Они хватались за шерсть родителей, чтобы не потеряться.
Атавизмы животных и растений
Примерами проявления черт предков у животных является появление шерсти или задних конечностей у китообразных. Это является доказательством происхождения данных животных от вымерших копытных млекопитающих. Атавизмами также является развитие дополнительных пальцев у современных лошадей, подвижных конечностей у змей и У первоцветов иногда наблюдается увеличение количества тычинок до 10. Именно столько имели предки современных растений. Хотя у современных видов всего 5 тычинок.
Причины эволюционных изменений
Как видите, рудименты и атавизмы проявляются у многих видов растений и животных. Это свидетельствует об определенной степени родства между представителями разных систематических единиц в пределах одного царства. Эволюционные изменения всегда происходят в сторону их усложнения, вследствие чего живые организмы имеют возможность лучше приспособиться к тем или иныи условиям обитания.
Рассмотрев примеры рудиментов и атавизмов, мы убедились в общности и состоятельности теории эволюции.