В первой половине XIX века немецкими учеными Э.Геккелем и Ф.Мюллером были проведены серьезные эмбриологические и сравнительно–анатомические исследования, приведшие к созданию биогенетического закона и разработке представлений об аналогиях, гомологиях, атавизмах и рудиментах. Данная статья будет посвящена изучению такой группы живых организмов, содержащих органы-гомологи. Это широко распространенные в мире растительные и животные объекты, у которых части тела имеют общее происхождение и единый план строения, хотя внешне могут сильно различаться. Что же привело к их появлению?
Причины возникновения
Эволюционные процессы происходят в популяциях живых существ и лежат в основе микроэволюции. Появление новых видов возможно вследствие накопления у организмов все больших различий, затрагивающих как их строение, так и функции. Процесс, приводящий к расхождению морфологических и анатомических признаков, возникающий как ответ организма на изменившиеся факторы среды обитания, называют дивергенцией. Гомологи – это части тела у особей, подвергшиеся естественному отбору и сформировавшиеся в результате адаптации к условиям среды своего обитания. Они подробно изучены в курсе зоологии. Рассмотрим их подробнее.
Особенности строения позвоночных животных
Передние конечности всех млекопитающих состоят из одинаковых костей: плечевой, локтевой, лучевой, костей запястья, пясти и фаланг пальцев. Но различные условия среды с течением эволючии накладывали отпечатки как на форму скелета передней конечности, так и на его функции. Достаточно сравнить внешний вид, форму и размеры этой части тела, например, у жирафа, обезьяны или крота. Именно дивергенция лежит в основе появления таких органов, как гомологи. Это подтверждено сравнительно-анатомическими исследованиями не только среди различных групп животных, но и в мире растений. Рассмотрим их в следующем абзаце.
Видоизменения вегетативных органов
В ходе онтогенеза представители мира флоры не только приобретают новые признаки, но и модифицируют части своего организма. В ботанике это явление называется видоизменением вегетативных частей и рассматривается как приспособление, возникшее в ходе филогенеза. Наблюдать его можно у представителей отдела цветковых растений. У них это приводит к возникновению таких структур, как гомологи. Это проявляется в форме адаптивной реакции организма на факторы внешней среды. Известно, что корневая система всех семенных растений развивается из зародышевого корешка по единому плану и выполняет общие для всех видов функции: закрепление в почве, опора, всасывание и проведение воды и растворов минеральных веществ. Однако внешний вид корней может сильно изменяться, если они начинают выполнять особые функции. Так, гомологичными являются ходульные корни пандануса, растущего в тропических болотах.
Они не дают нижней части стебля полностью погрузиться в воду, предохраняя его от загнивания. У орхидей воздушные корни гомологичные подземному органу - они участвуют в извлечении дополнительных объемов воздуха для дыхания растения. Служат резервуаром, накапливающим крахмал и другие органические соединения, корнеплоды свеклы и моркови, корнеклубни топинамбура и георгина. Все перечисленные видоизменения – гомологи. Это биология утверждает с полным основанием, так как они соответствуют друг другу и общему принципу строения подземного органа – корня.
Гомологии в организме человека
Представители класса позвоночных, куда входит и Homo sapiens, имеют единый план строения опорно-двигательной системы, в частности, осевой ее части – позвоночника.
Но у человека есть особенности, возникшие как адаптация к прямохождению, например, по форме позвоночник напоминает латинскую букву S. Кроме того, в скелете верхней конечности, состоящей из таких же костей, как и у животных, фаланга большого пальца противопоставлена остальным четырем пальцам, что является результатом способности к трудовым операциям. Гомологами являются все названные примеры, возникшие в процессе антропогенеза.
