Гомологічні органи рослин і тварин

Гомологічні органи рослин і тварин

Гомологічними органами є співставні елементи біологічних об 'єктів. При їх порівнянні виявляються частини, які визнаються подібними. Розгляньмо далі, якими можуть бути гомологічні органи. Приклади таких елементів також буде наведено у статті.

Термінологія

Поняття "" гомологія "" спочатку стало застосовуватися в порівняльній анатомії. У цю галузь біології визначення ввели в середині 19-го століття. В еволюційній біології цей термін трактується як схожість, яка обумовлена походженням від загальних предків. У певному сенсі протилежне значення має поняття аналогії. Воно застосовується тоді, коли два схожих елементи з 'явилися не від одного попередника. Поняття "" гомологія "" використовується також у родинному, але трохи іншому значенні, в працях Вавилова і ряду пізніших дослідників про закон схожих категорій у спадковій мінливості.

Порівняльна анатомія

Гомологічні органи вивчалися Р.Оуеном. Саме він ввів термін у науку в 1840 р. Вчений не ставив завдання вирішити філогенетичні проблеми, а запропонував розрізняти:

  • Аналогічні - частина або структуру однієї істоти, що виконує ту ж функцію, що й інший елемент.
  • Гомологічні органи тварин різних видів при всіх варіаціях функції і форми.

До перших можна віднести крила птахів, комах, верхні або нижні кінцівки людини. Ці елементи стосуються однієї суті і виконують однакові функції. Тобто, вони не виступають як гомологічні органи. Приклади других - крило птиці і рука людини. Ці елементи виступають як частини різних істот, але мають певну схожість.

План будови

Вивчаючи гомологічні органи, Оуен робив акцент на архетип. Зіставляючи скелети, дослідник реконструював плани будови конкретного хребетного і представників рептилій, птахів, риб, ссавців. Скелети певних організмів він розглядав як втілення даних архетипів. Шляхом Оуена пішов Т. Хакслі. Він реконструював план будови представників молюсків. Таким чином, у другій половині 19-го століття пошук архетипів різних груп істот і рослин став виступати в якості одного з ключових завдань порівняльної анатомії. З розвитком еволюційного вчення Дарвіна розглянуті поняття були переінтерпретовані. Так, гомологічні органи стали вважатися елементами, успадкованими від одного предка. При цьому архетип розглядався як гіпотетичний загальний попередник тієї групи, для якої він був реконструйований.

Вироблення принципів

Необхідно відзначити, що спроби формалізувати процес порівняння істот і розробити певні закономірності робилися до праць Оуена. Зокрема, Е.Ж. Сент-Ілер в "" Анатомічній філософії "" розвиває теорію аналогів. У цій праці він формулює закон конексій. Ґрунтуючись на вченні Арістотеля, автор намагається надати поняттю "" аналогія "" велику строгість. Він прагне знайти параметри порівняння та критерії, пропонуючи іменувати цим терміном органи, що займають схоже положення щодо інших структур у порівнюваних істот. На базі даної теорії, він, по суті, почав дослідження проблеми одним з перших. У своїх роздумах, однак, Сент-Ілер досить часто захоплювався. Так, наприклад, він говорив, що в основу організації хребетних і членистоногих покладено загальний план, тільки в останніх органи розташовані всередині, а не зовні від хребта. Його послідовники також розвивали концепцію про єдність архетипу всіх істот. Це згодом стало однією з причин знаменитої дискусії Сент-Ілера і Ж. Кювьє.

Роботи Гете

Ця видатна людина була не тільки поетом, а й природознавцем. За рахунок порівняльних досліджень черепа хребетних Гете виявив в аналогічній частині скелета людини елементи, які відповідають міжлюдській кістці. До цього моменту її відсутність вважалася однією з найважливіших відмінностей людини і тварини. Хребтова концепція черепа стала другою ключовою темою дослідження на ранніх етапах становлення гомології. Згідно з цією теорією череп виступає як результат злиття декількох хребців. Через час ця концепція була відкинута. Але протягом усього часу свого існування ця теорія мала суттєве значення.

Критерії по Ремані

Ці ознаки вважаються сьогодні класичними. Адольф Ремане сформулював свої критерії в середині 20-го століття. Згідно з ними:

  1. Гомологічні органи рослин або істот займають подібну позицію щодо інших елементів. Так, при існуючих відмінностях черепів людини і кита кістки, які їх складають, знаходяться відносно один одного схожим чином.
  2. Гомологічні органи мають схожу тонку будову. Зокрема, при видаленні ока на його місці утворюється жирова тканина. Однак вона не гомологічна присутньому раніше на цій ділянці органу. Обумовлюється це відмінністю будови.
  3. Якщо дві форми не мають схожості одна з одною, але пов 'язані безперервною послідовністю "" перехідних ланок "", то їх можна визнати гомологічними.

Інші критерії

Вони пропонувалися різними авторами. Так, виділяють:

  1. Критерій складу. Гомологічні органи складаються зі схожих або розташованих подібним чином по відношенню один до одного частин. По своїй суті, той ознака збігається з другим критерієм А. Ремані.
  2. Ознака розвитку. Гомологічні органи повинні формуватися з однакових ембріонів.
  3. Генетична ознака. Гомологічними будуть вважатися структури, які розвиваються на основі однієї генетичної програми, яка наслідується від загальних попередників.

Олігомеризація (принцип Догеля)

Вона є зменшенням кількості гомологічних органів і гомодинамних структур до певної кількості. Цей процес пов 'язаний з інтенсифікацією функцій. Принцип Догеля проявляється в еволюції основних філогенетичних структур багатоклітинних тварин. При цьому процес супроводжується прогресивним функціональним і морфологічним диференціюванням.

Декілька закладок по Догелю

Цей принцип полягає в тому, що виникнення нових органів відбувається, як правило, у великій кількості (наприклад, при заміні сидячого способу життя рухомим, водного - наземним). При цьому структури відрізняються слабким розвитком і однорідністю, розташовуються часто безладно. По ходу диференціації вони починають набувати конкретну локалізацію, поступово зменшуючись кількісно до постійного числа для певної таксономії. Виявлення того, чи зберегли їх структури множинний характер або піддавалися олігомеризації, дає можливість оцінити ступінь давнини їх появи. За поєднанням різновікових органів можна в деяких випадках судити про філогеніє.