Сравнительная анатомия

При сравнительном изучении анатомии (морфологии) групп животных или растений становится ясно, что по ряду особенностей они в основе своей сходны. Например, у всех цветков имеются чашелистики, лепестки, тычинки, рыльце, столбик и завязь; однако каждый отдельный вид отлича­ется от других по размерам, окраске, числу этих частей и деталям их строения.

Органы, построенные по одному плану, занимающие сходное положение в организме животного, похожие по гистологическому строению и развивающиеся из одних и тех же зачатков, называют гомологичными (термин введен в 1843 году Оуэном).

Специфические функции, выполняемые гомологичными структурами, могут различаться у разных организмов; их различия отражают особые способы адаптации каждого организма к его среде и образу жизни.

Некоторые структуры у многих видов, по-видимому, не несут никакой функции, и их называют рудиментарными органами. Например, копчиковые позвонки у человека счи­тают рудиментами хвоста, имевшегося у наших предков и сохранившегося у зародышей. Существование рудиментных органов было бы трудно объяснить вне связи с процессом эволюции.

Адаптивная радиация

Адаптивной радиациейназывают развитие какой-либо гомологичной структуры у разных представителей данной группы в различных направлениях, в соответствии с выпол­няемыми ею различными функциями.

У всех организмов, принадлежащих к определенному классу, имеется ряд диагностических признаков, при этом различия между разными видами в пределах этого класса дают им возможность вести различный образ жизни, при­способленный к определенным местообитаниям.

Относительно высокая степень адаптивной радиации, наблюдаемой у насекомых, отражает высокую приспособ­ляемость и полезность основных особенностей этой груп­пы. Наличие у предкового организма какой-либо структу­ры или физической функции, которая имеется в сильно модифицированной форме у более высокоразвитых, по-ви­димому, родственных организмов, можно истолковать как указание на происхождение последних путем видоизмене­ния первого; это и составляет основу эволюционной тео­рии. Значение адаптивной радиации состоит в том, что она указывает на возможность дивергентной эволюции, осно­ванной на модификации гомологичных структур.

Сходные структуры, физиологические процессы или осо­бенности образа жизни, наблюдаемые у организмов, явно не связанных близким филогенетическим родством, но обла­дающих адаптациями для выполнения одних и тех же функций, называют аналогичными. Например, глаза позво­ночных и головоногих моллюсков, крылья насекомых и летучей мыши.

Существование аналогичных структур говорит о воз­можности конвергентной эволюции. Конвергентную эво­люцию можно объяснить как результат действия среды путем естественного отбора, благоприятствующего тем изменениям, которые сообщают организмам повышенную выживаемость.

Сравнительная эмбриология

Фон Бэр (1792-1867), изучая эмбриональное развитие у представителей разных групп позвоночных, обнаружил удивительное структурное сходство во всех этих группах,

Зак.671 289

особенно на стадиях дробления, гаструляции и дифферен-цировки зарождающегося организма.

Геккель (1834—1919) высказал мысль, что это сходство имеет эволюционное значение. Он сформулировал закон рекапитуляции, согласно которому «онтогенез повторяет филогенез», т. е. стадии, через которые проходит организм в процессе своего развития, повторяют эволюционную ис­торию той группы, к которой он относится. Изучение од­них только ранних зародышей любых позвоночных пока­зывает, что определить группу, к которой они принадлежат, невозможно. Только на относительно поздних стадиях развития эмбрион начинает приобретать некоторое сход­ство с соответствующей взрослой формой. Изначальное сходство между эмбрионами объясняется тем, что все они, а следовательно, и классы, к которым они относятся, имели общего предка. Закон рекапитуляции, однако, не может быть принят безоговорочно, так как ни у одного из ныне живущих организмов нельзя обнаружить всех признаков его предполагаемых эволюционных предков. Но кажется вероятным, что организмы сохраняют механизмы развития, унаследованные от предков. Поэтому возможно, что на раз­ных стадиях развития у данного организма будут черты структурного сходства с зародышами предковых форм. Последующие адаптации к иным условиям среды и образу жизни изменяют дальнейший ход развития. Как показы­вают наблюдения, чем ближе группы, к которым относят два данных организма на основании общих гомологиче­ских структур, тем дольше сохраняется их сходство на эм­бриональных стадиях. Организмы, приспособленные к оп­ределенному образу жизни и определенному местообитанию, не типичному для крупной группы, к которой они принад­лежат, менее сходны с другими членами этой группы и в процессе эмбрионального развития.