Эволюционная теория утверждает, что все живые организмы произошли от общего предка. Но как убедительно доказать это предположение? Одним из веских свидетельств родства видов являются гомологичные органы – структуры с похожим строением у разных организмов. Давайте разберемся, что такое гомология, откуда берется сходство органов и как оно подтверждает идею эволюции.
Понятие гомологии и гомологичных органов
Термины «гомология» и «гомологичные органы» были предложены английским ученым Ричардом Оуэном в XIX веке.
Гомологичными в биологии называются части сравниваемых организмов, имеющие общее происхождение и соответствующие друг другу вследствие родства этих организмов.
Классическими критериями гомологичности считаются:
- сходство основных частей органов
- одинаковое положение относительно других структур
- развитие из однотипных зародышевых зачатков
В отличие от гомологичных органов, аналогичные имеют сходное строение, но разное происхождение. К примеру, крыло птицы гомологично передней конечности человека, а крылу бабочки – аналогично.
Возникновение гомологичных органов
Как же появляется сходство между структурами у разных организмов? Согласно эволюционной теории, гомологичные органы это результат дивергенции – расхождения признаков у общего предка при адаптации потомков к разным условиям среды. Например, передние конечности наземных позвоночных имеют однотипное строение, но приспособились к разным функциям:
| У саламандры | Конечность для передвижения по суше |
| У черепахи | Плавательная конечность |
| У птиц | Крыло для полета |
То есть потомки унаследовали от предков общий план строения конечности, а затем видоизменили его под нужды своего образа жизни.
Еще одним механизмом возникновения гомологичных структур является конвергенция – схождение признаков у неродственных групп. К примеру, у млекопитающих независимо друг от друга возникли сходные черты, позволяющие передвигаться под землей:
- Роющие лапы у кротов
- Лопатообразные когти муравьедов
- Удлиненное тело землероек
Несмотря на внешнее сходство, эти структуры не являются гомологичными, поскольку появились независимо в процессе эволюции.
Наличие гомологичных органов - это яркое свидетельство того, что разные виды имеют общее происхождение.
Роль гомологий как доказательства эволюции
Наличие у разных видов гомологичных органов свидетельствует об их родстве и единстве происхождения. Этот факт является одним из весомых аргументов в пользу эволюционной теории. К примеру, пентадактилия - строение конечности по типу “пятипалой лапы” - характерна для многих наземных позвоночных от амфибий до млекопитающих. Столь широкое распространение пятипалой конечности связано с тем, что она возникла еще у далеких общих предков этих животных.
Применение в сравнительной анатомии и систематике
Изучение гомологий лежит в основе сравнительной анатомии - этот подход позволяет прослеживать эволюционные изменения отдельных органов и всего организма. Кроме того, гомологичные органы широко используются при классификации живых существ: чем больше общих структур, тем ближе родство групп.
Прогнозирование гомологий
Способность предсказывать существование еще не обнаруженных гомологичных структур называется законом гомологических рядов в наследственной изменчивости по Н.И. Вавилову. Это позволило эффективно вести селекцию растений.
Молекулярные гомологии
Сравнение геномов и аминокислотных последовательностей белков открыло новые возможности в изучении гомологий на молекулярном уровне. В частности, были введены понятия ортологов и паралогов - разных типов гомологичных генов и белков. Исследования в этом направлении позволяют глубже понять механизмы эволюции.
Итак, мы выяснили, что гомологичные органы это структуры с общим эволюционным происхождением, возникающие в результате дивергенции и конвергенции. Наличие гомологий - убедительное свидетельство родства видов и правоты эволюционной теории. Кроме того, изучение сходных органов имеет большое практическое значение в таких областях как сравнительная анатомия, систематика и селекция.
