Сравнительно-анатомические доказательства эволюции. Гомологичные и аналогичные органы
С помощью сравнительной анатомии доказывают родство организмов, сравнивая строение беспозвоночных и ископаемые остатки.
Сравнительно-анатомические исследования обнаруживают черты сходства передних конечностей у некоторых позвоночных животных, хотя выполняющие функции их различны (рис. 28). Приведем в качестве примера плавники кита, передние конечности крота и крокодила, крылья птиц и летучей мыши, руки человека. В зависимости от функции некоторые кости конечностей атрофируются или срастаются. Несмотря на некоторые отличия в размерах, сходные признаки показывают их родство.
Рис. 28. Эволюция передних конечностей наземных позвоночных
Органы, соответствующие друг другу по строению и происхождению независимо от выполняемых ими функций, называются гомологичными.
Рассмотрим гомологичные органы животных на примере крыльев летучей мыши и передних конечностей крота.
Как вы знаете из курса зоологии, крылья летучей мыши приспособлены для полета, а передние конечности крота — для копания земли. Но, несмотря на различные функции, в строении их костей много общего. Конечности крота и летучей мыши состоят из сходных элементов: лопатки, костей плеча, предплечья, запястья, пясти, фаланг пальцев. Отличие только в том, что кости запястья у летучей мыши слаборазвиты, у крота фаланги пальцев короткие. Несмотря на эти небольшие различия, у них сохраняется общее сходство костей.
Гомологичные органы растений. К гомологии листа относятся колючки барбариса, кактуса, шиповника и усики гороха. Так, колючки барбариса и шиповника, легко отделяющиеся от коры веток, — это видоизмененные листья, защищающие их от поедания животными. Кактусы из-за обитания в условиях засушливости имеют видоизмененные листья-колючки, которые способны экономно расходовать влагу. Усики гороха цепляются за растения, чтобы поднять на свет свои слабые стебли. Несмотря на внешние отличия — колючки, усики, растения имеют общее происхождение.
К гомологии стебля относятся корневища ландыша, касатика, пырея. Клубень картофеля, луковицы лука, шипы боярышника — это видоизмененный стебель. Хотя в зависимости от функции они видоизменены, их общий предок — побег.
Аналогичные органы. Внешне очень сложно определить общность происхождения сходных органов. Например, крылья бабочки и птицы служат для полета. Но крылья бабочки — особое образование на спинной стороне груди, а крылья птицы — измененные передние конечности. Внешние сходства связаны с приспособлениями к среде, но родства не имеют.
Органы, выполняющие однородные функции, но не имеющие сходного плана строения и происхождения, называются аналогичными.
Например, конечности крота и медведки (рис. 29) хотя выполняют сходные функции, но их строение и происхождение различны.
Рис. 29. Аналогичные (конечности крота и медведки) органы
Сравнительная анатомия устанавливает родство отдаленных друг от друга видов. Например, зубы человека и млекопитающих похожи на хрящ акулы. В древности зубы позвоночных животных появились из чешуй, перешедших в ротовую полость. Также слуховая косточка-молоточек млекопитающих входила в состав нижней челюсти костных рыб, земноводных, пресмыкающихся и птиц. Особенности строения костей верхних и нижних конечностей и скелет рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих одинаковы. Это является доказательством единства происхождения всех позвоночных животных.
Промежуточная форма. Между крупными систематическими группами существуют промежуточные формы, свидетельствующие о единстве органического мира. Например, размножение низших яйцекладущих млекопитающих (ехидны и утконоса), наличие клоаки доказывают их сходство с пресмыкающимися.
Сравнительно-анатомические доказательства. Гомологичные органы. Аналогичные органы.
1. Гомологичные органы с общим происхождением и строением развиваются из сходных зачатков.
2. Аналогичные органы выполняют сходные функции, но имеют различное происхождение.
1. В каких случаях проводится сравнительная анатомия?
2. Приведите примеры гомологичных органов у животных.
1. Назовите гомологичные органы растений.
2. В чем различие между аналогичными и гомологичными органами?
1. Приведите примеры аналогичных органов.
2. Дайте определение аналогичных и гомологичных органов.
Лабораторная работа № 4
Примеры сравнительно-анатомических доказательств эволюции
Приборы и оборудование: гербарии гороха, барбариса, шиповника, верблюжьей колючки, малины, клубень картофеля, кактус, корневище ландыша (можно взять касатик ), лук; рисунки таракана, кузнечика, водомер (если есть коллекции), рисунок бабочки, чучело птицы, рисунок летучей мыши; влажные препараты речного рака, рыбы, лягушки, ящерицы.
1. Знакомство с гомологичными органами растений.
2. Гомологичные органы животных.
3. Аналогичные органы растений.
4. Аналогичные органы животных.
5. В конце работы заполните таблицу.
Примеры аналогии растений
Примеры аналогии животных
1. К каким органам относятся колючки барбариса, усики, гороха?
2. К каким органам относятся клубень, луковица, корневище?
3. К каким органам относятся конечности таракана, пчелы, кузнечика, жука- плавунца?
4. К каким органам относятся шипы боярышника?
5. К каким органам можно отнести жабры рыбы и речного рака?
6. Определение аналогичных органов.
7. Определение гомологичных органов.
Источник
3. Сравнительно-анатомические доказательства
Живые переходные формы — это современные организмы, имеющие в своём строении признаки разных систематических групп.
Например, у ланцетника однослойный кожный эпителий, сегментация мышц, органов выделения и размножения показывают его сходство с беспозвоночными, а наличие хорды, нервной трубки и жаберных щелей — сходство с позвоночными.
Растущие в тропических лесах саговники имеют в своём строении признаки папоротников и голосеменных. Крупные сложные листья и плавающие жгутиковые сперматозоиды — общие черты с папоротниками, но образование семян сближает саговниковых с голосеменными.
Гомологичные органы — органы, имеющие сходное происхождение и строение, но выполняющие разные функции.
Эти органы развиваются из одинаковых зачатков, занимают на теле одинаковое место, но внешне различаются. Позволяют установить родственные связи между организмами.
- передние конечности млекопитающих (крыло летучей мыши, грудной плавник кита, роющая конечность крота, рука человека);
- видоизменения листьев у растений (колючки кактуса, ловчие листья росянки, усики гороха, почечные чешуи, сочные чешуи луковиц).
Аналогичные органы — органы, имеющее разное происхождение и строение, но выполняющие одинаковые функции и обладающие внешним сходством.
Аналогичные органы формируются из разных зачатков у неродственных групп организмов. Могут занимать на теле разное положение, но похожи внешне, так как формировались в одинаковых условиях. Доказывают направленное действие естественного отбора.
- крылья насекомых и птиц;
- передние конечности крота и медведки;
- жабры многощетинковых червей, ракообразных и рыб;
- бивни моржа и слона;
- колючки кактусов и боярышника.
Рудименты — недоразвитые органы современных организмов, которые были хорошо развиты у предков.
Рудименты сохраняются на протяжении жизни у всех особей вида, но особого значения не имеют. Доказывают родственные связи между организмами.
- аппендикс, третье веко, копчик у человека;
- зачатки костей задних конечностей у китов;
- редуцированные глаза у кротов;
- зачаточные крылья у нелетающих птиц;
- жужжальца у двукрылых.
Возникают у отдельных особей вида как отклонения в развитии. Доказывают, что в генотипе современных организмов сохранились гены предков, отвечающих за развитие этих признаков.
- избыточный волосяной покров, хвост, многососковость у человека;
- трёхпалые конечности у лошади;
- ноги у безногих ящериц и змей.
Источник