Сравнительно-анатомические доказательства эволюции животных
Сравнительно-анатомические доказательства эволюции основаны на сопоставлении органов, систем органов и общего плана строения животных. Если органы имеют общее происхождение, но изменились в ходе приспособления к разным условиям, это подтверждает родство организмов и исторический характер эволюции.
Что изучает сравнительная анатомия
Сравнительная анатомия сопоставляет строение организмов разных видов: расположение органов, число и форму частей тела, особенности скелета, мышц, нервной и кровеносной систем. Особенно важны признаки, которые трудно объяснить случайным сходством: одинаковый план расположения частей, сходство развития органов и наличие переходных вариантов.
Это сходство или различие строения организмов, которое позволяет установить их родство, общее происхождение или приспособление к разным условиям среды.
Сравнение помогает дополнять систематические категории животных. Чем больше общих признаков у групп, тем обычно ближе их предполагаемое родство. Однако один признак не всегда достаточен: вывод делают по совокупности особенностей.
Гомологичные органы
Гомологичные органы имеют общее происхождение и сходный план строения, но могут выполнять разные функции. Например, передняя конечность человека, крыло летучей мыши, ласт тюленя и передняя конечность лошади состоят из сходных отделов: плеча, предплечья и кисти. Их форма изменилась в связи с ходьбой, полётом или плаванием.
| Орган или структура | Функция | Что показывает сходство |
|---|---|---|
| Передняя конечность адам | Хватание и разнообразные движения | Общий план конечности наземных позвоночных |
| Крыло летучей мыши | Полёт | Изменение передней конечности для полёта |
| Ласт тюленя | Плавание | Изменение конечности для движения в воде |
| Передняя конечность лошади | Бег | Удлинение отдельных отделов для быстрого движения |
Одинаковое происхождение и общий план строения при различии функций указывают на родство организмов. Различия между гомологичными органами возникают как результат дивергенции — расхождения признаков в разных условиях.
Гомологичными могут быть не только конечности. У позвоночных сходно расположены отделы скелета, нервной трубки, сердца и крупных кровеносных сосудов. У животных одной крупной группы общий план строения сохраняется, хотя отдельные органы специализируются.
Аналогичные органы и конвергенция
Аналогичные органы выполняют сходную функцию, но имеют разное происхождение и различный план строения. Крыло птицы и крыло бабочки служат для полёта, однако крыло птицы — видоизменённая передняя конечность позвоночного, а крыло бабочки — вырост покровов тела членистоногого.
Сходство, возникающее у неродственных или далёких групп под влиянием похожих условий жизни, называют конвергенцией. Например, обтекаемая форма тела характерна для рыб, китов и некоторых вымерших водных позвоночных. Она уменьшает сопротивление воды, но сама по себе не доказывает близкое родство этих животных.
| Признак | Гомологичные органы | Аналогичные органы |
|---|---|---|
| Происхождение | Общее или связанное с общим предком | Разное |
| План строения | Сходный | Различный |
| Функция | Может различаться | Обычно сходная |
| Эволюционный процесс | Дивергенция | Конвергенция |
| Пример | Крыло летучей мыши и ласт тюленя | Крыло птицы и крыло бабочки |
Какой пример лучше всего иллюстрирует аналогию?
Нельзя определять гомологию только по функции. Если два органа выполняют одну задачу, это ещё не доказывает их общее происхождение. Нужно сравнить внутреннее строение, положение в теле и развитие.
Рудименты и атавизмы
Рудименты — органы или их части, сохранившиеся в уменьшенном или упрощённом виде и утратившие прежнее значение либо резко изменившие функцию. У китов имеются рудиментарные тазовые кости, хотя наружных задних конечностей у них нет. У некоторых змей сохраняются рудиментарные остатки тазового пояса.
Атавизмы — появление у отдельных особей признаков, характерных для далёких предков, но обычно отсутствующих у данного вида. Примерами служат появление дополнительных пальцев у лошадиных или выраженных задних конечностей у некоторых китообразных. Рудимент — постоянная особенность вида или группы, а атавизм — редкое проявление у отдельной особи.
Рудимент сохраняется у большинства представителей группы как след исторического органа. Атавизм возникает редко и возвращает признак предковой формы у отдельного организма.
Как решать тапсырмалар на сравнение органов
В экзаменационных заданиях нужно не просто назвать орган, а определить, какой вывод следует из его строения. Используйте последовательный алгоритм.
- Определите, какие организмы или органы сравниваются.
- Сопоставьте происхождение и общий план строения.
- Проверьте, совпадают ли функции.
- Если происхождение общее, а функции различаются, это гомология и дивергенция.
- Если функции сходны, но происхождение разное, это аналогия и конвергенция.
- Сформулируйте вывод о родстве или о приспособлении к сходной среде.
У птицы и летучей мыши передние конечности превращены в крылья. У человека передняя конечность служит для захватывания предметов, а у кита — для плавания. Какие органы являются гомологичными и какой эволюционный процесс объясняет различия их функций?
Жауап Қорытынды
Передние конечности человека, птицы, летучей мыши и кита — гомологичные органы. Их сходный план подтверждает общее происхождение, а различия функций и формы возникли вследствие дивергенции и приспособления к разным условиям жизни.
Значение сравнительной анатомии для эволюции
Сравнительно-анатомические данные особенно убедительны, когда совпадают с результатами эмбриологии, палеонтологии и систематики. Например, наличие общего плана конечностей у позвоночных, рудиментарных структур и постепенных переходных вариантов показывает, что современные формы связаны историческим развитием. Доказательства эволюции животных рассматривают эту информацию вместе с другими группами доказательств.
Для определения родства важно различать сходство, возникшее от общего предка, и сходство, появившееся независимо. Кладограммы помогают показать предполагаемые ветви родства, но основанием для их построения служит сравнение признаков, в том числе анатомических. У представителей типа Иглокожие общий план строения и особенности развития также используются для установления их положения среди животных.
Гомологичные органы: общее происхождение, сходный план строения, функции могут различаться. Аналогичные органы: разное происхождение, строение различается, функция сходная. Дивергенция создаёт разнообразие родственных форм, конвергенция создаёт сходство у неродственных форм.
Быстрая проверка
Главное
- Сравнение органов выявляет общий план строения и помогает устанавливать родство животных.
- Гомологичные органы происходят от общего предкового органа, но могут выполнять разные функции.
- Аналогичные органы имеют разное происхождение, однако сходную функцию; их возникновение связано с конвергенцией.
- Рудименты сохраняются у группы в упрощённом виде, а атавизмы редко появляются у отдельных особей.
- Надёжный эволюционный вывод делают по совокупности анатомических признаков и другим доказательствам эволюции.