Войти
У людей червеобразный отросток представляет собой рудиментарную структуру; он потерял большую часть своей наследственной функции. Рудиментарность - это сохранение в процессе эволюции генетически детерминированных структур или атрибутов, которые потеряли часть или все наследственные функции у данного вида. Оценка рудиментарности обычно должна основываться на сравнении с гомологичными признаками у родственных видов. Возникновение рудиментарности происходит в результате нормальных эволюционных процессов, обычно в результате потери функции функции, которая больше не подвергается положительному давлению выбора, когда она теряет свою ценность в изменяющейся среде. Признак может быть выбран вместо более срочно, когда его функция становится окончательно вредной, но если отсутствие признака не дает никаких преимуществ, а его наличие не дает никаких недостатков, функция не может быть прекращена путем естественного отбора и сохраняются у разных видов.
Примеры рудиментарных структур: потеря функциональных крыльев у островных птиц; человеческий аппендикс и сошниково-носовой орган ; и задние конечности змеи и кита.
Бугорок Дарвина ( слева) - рудиментарная форма ушной раковины (справа) у млекопитающих-предков человека - здесь показано на макаке, питающейся крабами,.Рудиментарные черты могут принимать различные формы; например, это могут быть модели поведения, анатомические структуры или биохимические процессы. Как и большинство других физических признаков, какими бы функциональными они ни были, рудиментарные признаки у данного вида могут последовательно появляться, развиваться, сохраняться или исчезать на различных этапах жизненного цикла организма, начиная с раннего эмбрионального развития. до позднего взросления.
Рудиментарные задние конечности (шпоры) удава Рудиментарные, биологически говоря, относятся к организмам, сохраняющим органы, которые, по-видимому, утратили свою первоначальную функцию. Вопрос спорный и не бесспорный; тем не менее, рудиментарные органы широко известны эволюционистам. Кроме того, термин рудиментарность полезен для обозначения многих генетически детерминированных особенностей, морфологических, поведенческих или физиологических; в любом таком контексте, однако, не обязательно следует, что рудиментарная особенность должна быть полностью бесполезной. Классическим примером на уровне грубой анатомии является человеческий червеобразный отросток - хотя и рудиментарный в смысле отсутствия значимой пищеварительной функции, отросток по-прежнему играет иммунологическую роль и полезен для поддержания флоры кишечника.
Подобные концепции применимы на молекулярном уровне - некоторые последовательности нуклеиновых кислот в эукариотических геномах не имеют известной биологической функции; некоторые из них могут быть «мусорной ДНК », но сложно продемонстрировать, что конкретная последовательность в конкретной области данного генома действительно нефункциональна. Тот простой факт, что это некодирующая ДНК, не означает, что она не функционирует. Более того, даже если существующая последовательность ДНК не имеет функции, из этого не следует, что она произошла от предковой последовательности функциональной ДНК. Логически такая ДНК не была бы рудиментарным в том смысле, что она является пережитком функциональной структуры. Напротив, псевдогены утратили свою способность кодировать белок или иным образом больше не экспрессируются в клетке. Независимо от того, имеют ли они какую-либо существующую функцию или нет, они утратили свою прежнюю функцию и в этом смысле подходят под определение рудиментарности.
Рудиментарные структуры часто называют рудиментарными органами, хотя многие из них на самом деле не органы. Такие рудиментарные структуры обычно являются дегенеративными, атрофированными или рудиментарными и имеют тенденцию быть гораздо более изменчивыми, чем гомологичные не рудиментарные части. Хотя структуры, обычно считающиеся «рудиментарными», возможно, утратили некоторые или все функциональные роли, которые они играли у предковых организмов, такие структуры могут сохранять меньшие функции или, возможно, адаптироваться к новым ролям в существующих популяциях.
Это важно, чтобы избежать путаницы в понятии рудиментарности с понятием экзаптации. Оба могут встречаться вместе в одном примере, в зависимости от соответствующей точки зрения. При эксаптации структура, изначально использовавшаяся для одной цели, модифицируется для новой. Например, крылья пингвинов были бы эксаптационными в том смысле, что они служат новой важной цели (подводное передвижение), но все же могли бы рассматриваться как рудиментарные в смысле утраты функции полета. В отличие от этого Дарвин утверждал, что крылья эму были бы определенно рудиментарными, поскольку они, по-видимому, не имеют значительной сохранившейся функции; однако функция - это вопрос степени, поэтому суждения о том, что является «основной» функцией, произвольны; эму, кажется, действительно использует свои крылья как органы равновесия при беге. Точно так же страус использует свои крылья для демонстрации и контроля температуры, хотя они, несомненно, рудиментарны в качестве структур для полета.
Рудиментарные персонажи варьируются от вредных до нейтральных до благоприятных с точки зрения выбора. Некоторые из них могут иметь некоторую ограниченную полезность для организма, но все же со временем вырождаться, если они не дают достаточно значительного преимущества с точки зрения приспособленности, чтобы избежать эффектов генетического дрейфа или конкуренции селективное давление. Рудименты в его различных формах представляют множество примеров свидетельств биологической эволюции.
слепой землекоп (Spalax typhlus) имеет крошечные глаза, полностью покрытые слоем кожи. Рудиментарные структуры были замечены с древних времен, и о причине их существования долго размышляли, прежде чем дарвиновская эволюция предоставила широко признанное объяснение. В 4 веке до нашей эры Аристотель был одним из первых авторов, прокомментировавших в своей Истории животных рудиментарные глаза кротов, назвав их «задержанными в развитии» из-за тот факт, что родинки почти не видны. Однако только в последние века анатомические остатки стали предметом серьезного изучения. В 1798 году Этьен Жоффруа Сен-Илер отметил рудиментарные структуры:
Хотя эти рудименты бесполезны в данном случае, они... не были устранены, потому что Природа никогда не работает быстрыми прыжками>, и Она всегда оставляет остатки органа, даже если он совершенно лишний, если этот орган играет важную роль у других видов того же семейства.
Его коллега, Жан-Батист Ламарк, назвал ряд рудиментарных структур в своей книге 1809 года Philosophie Zoologique. Ламарк отметил, что «« Спалакс »Оливье , который живет под землей, как крот, и, по-видимому, подвергается дневному свету даже меньше, чем крот, полностью потерял зрение: так что он показывает не что иное, как остатки этого органа ».
Чарльз Дарвин был знаком с концепцией рудиментарных структур, хотя термин для них еще не существовал. Он перечислил некоторые из них в Происхождение человека, включая мускулы уха, зубы мудрости, приложение, копчик, волосы на теле и полулунная складка в углу глаза. Дарвин также отметил в статье О происхождении видов, что рудиментарная структура может быть бесполезной для выполнения своей основной функции, но все же сохранять второстепенные анатомические роли: «Орган, служащий для двух целей, может стать рудиментарным или полностью исчезнуть. для одной, даже более важной цели, и оставаться совершенно эффективным для другой... [Любой] орган может стать рудиментарным для своего надлежащего предназначения и использоваться для отдельного объекта. "
в первом издании «Происхождения видов» Дарвин кратко упомянул о наследовании приобретенных знаков под заголовком «Последствия использования и неиспользования», выразив небольшое сомнение в том, что использование «усиливает и увеличивает определенные части, а неиспользование уменьшает их; и что такие модификации передаются по наследству ". В более поздних изданиях он расширил свои мысли по этому поводу, и в заключительной главе 6-го издания пришел к выводу, что виды были изменены «главным образом в результате естественного отбора многочисленных последовательных, незначительных, благоприятных вариаций, чему в значительной степени способствовали унаследованные эффекты использование и неиспользование частей ».
В 1893 году Роберт Видерсхайм опубликовал Структура человека, книгу по анатомии человека и ее значению для истории эволюции человека. Структура Человека содержала список из 86 человеческих органов, которые Видерсхайм описал как: «Органы, полностью или частично утратившие свою функцию, одни появляются только в Эмбрионе, другие присутствуют в течение Жизни постоянно или непостоянно. По большей части Органы, которые могут быть справедливо называется Рудиментарным ". С его времени функция некоторых из этих структур была обнаружена, в то время как другие анатомические остатки были обнаружены, что делает список в первую очередь интересным как отчет об анатомии человека того времени. Более поздние версии списка Видерсхайма были расширены до 180 человеческих «рудиментарных органов». Вот почему зоолог Горацио Ньюман сказал в письменном заявлении, приведенном в качестве доказательства в Судебном процессе, что «согласно Видерсхайму, в человеческом теле существует не менее 180 рудиментарных структур., достаточного, чтобы превратить человека в настоящий ходячий музей древностей. "
Рудиментарные структуры часто гомологичны структурам, которые нормально функционируют в другие виды. Следовательно, рудиментарные структуры можно рассматривать как свидетельство эволюции, процесса, посредством которого полезные наследственные черты возникают в популяциях в течение длительного периода времени. Существование рудиментарных черт можно объяснить изменениями в окружающей среде и моделях поведения рассматриваемого организма. Изучая эти различные черты, становится ясно, что эволюция сыграла важную роль в развитии организмов. У каждой анатомической структуры или поведенческой реакции есть истоки, в которых они когда-то были полезны. Со временем это сделали и древние общие предки. Естественный отбор, развивающийся со временем, сыграл огромную роль. Были выбраны более выгодные конструкции, а другие нет. В этом расширении некоторые особенности были оставлены на второй план. Поскольку функция признака больше не способствует выживанию, вероятность того, что будущее потомство унаследует его «нормальную» форму, уменьшается. В некоторых случаях структура становится губительной для организма (например, глаза родинки могут инфицироваться). Во многих случаях конструкция не причиняет прямого вреда, но все структуры требуют дополнительной энергии с точки зрения развития, обслуживания и веса, а также представляют риск с точки зрения заболевания (например, инфекция, рак ), оказывая некоторое выборочное давление для удаления частей, которые не способствуют пригодности организма. «Поэтапный отказ» от структуры, которая не является вредной, займет больше времени, чем от существующей. Однако некоторые рудиментарные структуры могут сохраняться из-за ограничений в развитии, так что полная потеря структуры не может произойти без серьезных изменений паттерна развития организма, и такие изменения, вероятно, приведут к многочисленным негативным побочным эффектам. Пальцы многих животных, таких как лошади, которые стоят на единственном пальце, все еще видны в рудиментарной форме и могут проявляться, хотя и редко, время от времени у отдельных людей.
Рудиментарные версии структуры можно сравнить с исходной версией структуры у других видов, чтобы определить гомологию рудиментарной структуры. Гомологические структуры указывают на общее происхождение с теми организмами, которые имеют функциональную версию структуры. Дуглас Футуйма заявил, что рудиментарные структуры не имеют смысла без эволюции, так же как написание и использование многих современных Английские слова можно объяснить только их латинскими или древнескандинавскими предшественниками.
Рудиментарные черты все еще можно рассматривать адаптации. Это связано с тем, что адаптация часто определяется как признак, которому благоприятствовал естественный отбор. Следовательно, адаптации не обязательно должны быть адаптивными, если они были в какой-то момент.
Буква c на рисунке указывает на неразвитые задние лапы животного. усатый кит.Рудиментарные символы присутствуют во всем животном царстве, и можно привести почти бесконечный список. Дарвин сказал, что «невозможно назвать одно из высших животных, у которого та или иная часть не находится в рудиментарном состоянии».
Крылья страусов, эму и другие нелетающие птицы рудиментарны; они - остатки крыльев своих летающих предков. Глаза некоторых пещерных рыб и саламандр являются рудиментарными, поскольку они больше не позволяют организму видеть, и являются остатками функциональных глаз их предков. Животные, которые размножаются без секса (посредством бесполого размножения ), обычно теряют свои сексуальные черты, такие как способность определять / распознавать противоположный пол и поведение совокупления.
Удавы и питоны имеют рудиментарные остатки таза, которые внешне видны в виде двух небольших тазовых шпор с каждой стороны клоаки. Эти шпоры иногда используются при совокуплении, но это не обязательно, так как ни одна колюбидная змея (подавляющее большинство видов) не обладает этими остатками. Более того, у большинства змей левое легкое сильно уменьшено или отсутствует. Амфисбайцы, которые независимо развили безногие, также сохранили остатки таза и грудного пояса и потеряли свое правое легкое.
Остатки прикрепления зажимов различных родов протомикрокотилиды. Дополнительные склериты (черные) присутствуют в обычных зажимах, но отсутствуют в упрощенных зажимах. Lethacotyle (справа) вообще не имеет зажима. Случай рудиментарных органов был описан в полиопистокотиле моногенеях (паразитических плоские черви ). Эти паразиты обычно имеют задний прикрепляющий орган с несколькими зажимами, которые представляют собой склеротизированные органы, прикрепляющие червя к жабрам рыбы-хозяина. Эти зажимы чрезвычайно важны для выживания паразита. В семействе Protomicrocotylidae виды имеют либо нормальные зажимы, либо упрощенные зажимы, либо вообще не имеют зажимов (в роде Lethacotyle ). После сравнительного исследования относительной поверхности зажимов у более чем 100 моногенеев это было интерпретировано как эволюционная последовательность, ведущая к потере зажимов. По совпадению, у протомикрокотилид возникли и другие прикрепительные структуры (боковые лоскуты, поперечные бороздки). Следовательно, зажимы в протомикрокотилидах считались рудиментарными органами.
В предыдущих примерах рудиментарность обычно является (иногда случайным) результатом адаптивной эволюции. Тем не менее, существует множество примеров рудиментарности как продукта радикальной мутации, и такая рудиментарность обычно вредна или противоречит адаптации. Один из самых ранних задокументированных примеров - рудиментарные крылья у Drosophila. С тех пор появилось много примеров во многих других контекстах.
Мышцы, связанные с ушами человека, не развиваются достаточно, чтобы иметь такую же подвижность, как у многих животных. Рудиментарность человека связана к эволюции человека, и включает в себя множество признаков, встречающихся у видов человек. Многие примеры этого являются рудиментарными у других приматов и родственных животных, тогда как другие примеры все еще находятся в стадии разработки. Человеческая слепая кишка рудиментарна, как это часто бывает у всеядных, сводится к одной камере, принимающей содержимое подвздошной кишки в толстую кишку.. Слепая кишка предков представляла собой большой слепой дивертикул, в котором устойчивый растительный материал, такой как целлюлоза, ферментировался бы для подготовки к абсорбции в толстой кишке. Аналогичные органы у других животных, похожие на человека, продолжают выполнять аналогичные функции. Копчик, или копчик, хотя и является следом хвоста некоторых предков приматов, функционирует как якорь для определенных мышц таза, включая мышцу, поднимающую задний проход, и самую большую ягодичную мышцу, большую ягодичную мышцу.
Другие структуры, которые являются рудиментами, включают plica semilunaris во внутреннем углу глаза (остаток мигательной перепонки ); и, как показано на рисунке, мышцы в ухе и других частях тела. Другие органические структуры (такие как затылочно-лобная мышца ) утратили свои первоначальные функции (предотвращение падения головы), но все еще полезны для других целей (выражение лица).
Люди также несут некоторые из них. рудиментарные поведения и рефлексы. Образование мурашек у людей при стрессе является рудиментарным рефлексом ; его функция у человеческих предков заключалась в том, чтобы поднимать волосы на теле, заставляя предка казаться больше и отпугивая хищников. Мышца arrector pili, представляющая собой группу гладких мышц, которая соединяет волосяной фолликул с соединительной тканью, сокращается и вызывает мурашки по коже.
У людей также имеются рудиментарные молекулярные структуры, которые больше не используются но может указывать на общее происхождение с другими видами. Одним из примеров этого является ген, который является функциональным у большинства других млекопитающих и который продуцирует L-гулонолактоноксидазу, фермент, который может продуцировать витамин C. Документированная мутация деактивировала ген у предка современного инфраотряда обезьян и обезьян, и теперь он остается в их геномах, включая геном человека, как рудиментарная последовательность, называемая псевдогеном.
Сдвиг в рационе человека в сторону мягкой и обработанной пищи с течением времени привел к сокращению количества мощных скрежетанных зубов, особенно третьих моляров или зубов мудрости, которые были очень подвержены защемлению. [1]
У растений также есть рудиментарные части, в том числе бесполезные прилистники и плодолистики, уменьшение листьев Equisetum, парафизы из грибов. Хорошо известными примерами являются уменьшение цветочного отображения, приводящее к более мелким и / или более светлым цветкам, у растений, которые размножаются без ауткроссинга, например, посредством самоопыления или облигатного клонального размножения.
 | На Викискладе есть материалы, связанные с Рудиментарностью. |
 | Найдите Vestige в Викисловаре, бесплатном словаре. |
