Гомологічні органи рослин і тварин

Гомологічними органами є зіставні елементи біологічних об'єктів. При їх порівнянні виявляються частини, які визнаються подібними. Розглянемо далі, якими можуть бути гомологічні органи. Приклади таких елементів також будуть наведені в статті.

Термінологія

Поняття "гомологія" спочатку стало застосовуватися в порівняльній анатомії. В цю галузь біології визначення ввели в середині 19-го століття. В еволюційній біології цей термін трактується як подібність, яке зумовлено походженням від спільних предків. У певному сенсі протилежне значення має поняття аналогії. Воно застосовується тоді, коли два схожих елемента з'явилися не від одного попередника. Поняття "гомологія" використовується також в родинному, але трохи іншому значенні, в працях Вавілова і низки пізніших дослідників про законі подібних категорій у спадковій мінливості.

Порівняльна анатомія

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

Аналогічні - частина або структуру одного 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 належать до одного суті і виконують однакові функції. Тобто, вони не виступають як гомологічні органи. Приклади друге - крило птаха і рука людини. Ці елементи виступають як частини різних істот, але мають певну схожість.

План будови

Вивчаючи гомологічні органи, Оуен робив наголос на архетип. Зіставляючи скелети, дослідник реконструював плани будови конкретної хребетного і представників рептилій, птахів, риб, ссавців. Скелети певних організмів він розглядав як втілення даних архетипів. По дорозі Оуена пішов Т. Хакслі. Він реконструював план будови представників молюсків. Таким чином, у другій половині 19-го сторіччя пошук архетипів різних груп істот і рослин став виступати в якості однієї з ключових завдань порівняльної анатомії. З розвитком еволюційного вчення Дарвіна розглядаються поняття були переинтерпретировани. 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 зазначити, що намагання формалізувати процес порівняння істот і розробити певні закономірності робилися до праць Оуена. Зокрема, Е. Ж. Сент-Ілер в "Анатомічної філософії" розвиває теорію аналогів. У цій праці він формулює закон коннексий. Грунтуючись на вченні Аристотеля, автор намагається надати поняття "аналогія" велику строгість. Він прагне знайти параметри та критерії порівняння, пропонуючи називати цим терміном органи, що займають схоже становище щодо інших структур у порівнюваних істот. На базі цієї теорії, він, по суті, почав дослідження проблеми одним з перших. У своїх роздумах, однак, Сент-Ілер досить часто захоплювався. Так, наприклад, він казав, що в основу організації хребетних і членистоногих покладено загальний план, тільки у останніх органи розташовані всередині, а не зовні від хребта. Його послідовники також розвивали концепцію про єдність архетипу усіх істот. Це згодом стало однією з причин знаменитої дискусії Сент-Илера та Ж. Кюв'є.

Роботи Гете

Цей видатний чоловік був не тільки поетом, але і натуралістом. За рахунок порівняльних досліджень черепа хребетних Гете виявив в аналогічній частини скелета людини елементи, які відповідають міжщелепний кістки. До цього моменту її відсутність вважалося одним з найважливіших відмінностей людини і тварини. Хребетна концепція черепа стала другою ключовою темою дослідження на ранніх етапах становлення гомології. Згідно з цією теорією череп виступає як результат злиття декількох хребців. Через деякий час ця концепція була відкинута. Але протягом усього часу свого існування ця теорія мала істотне значення.

Критерії за Ремане

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

Гомологічні органи рослин або істот займають подібну позицію щодо інших елементів. Так, при наявних відмінностях черепів людини та кита кістки, які їх складають, знаходяться відносно один одного схожим чином.

Гомологічні органи мають схожу тонка будова. Зокрема, при видаленні очі на його місці утворюється жирова тканина. Однак вона не гомологична присутньому раніше на цій ділянці органу. Обумовлюється це різницею будови.

Якщо дві форми не мають подібності один з одним, але пов'язані безперервної послідовністю "перехідних ланок", то їх можна визнати гомологічними.

Інші критерії

Вони пропонувалися різними авторами. Так, виділяють:

Критерій складу. Гомологічні органи складаються із схожих чи розташованих подібним чином по відношенню один до одного частин. По своїй суті, той ознака збігається з другим критерієм А. Ремане.

Ознака розвитку. Гомологічні органи повинні формуватися з однакових ембріонів.

Генетичний ознака. Гомологічними будуть вважатися структури, які розвиваються на основі однієї генетичної програми, яка успадковується від загальних попередників.

Олігомеризація (принцип Догеля)

Вона являє собою зменшення 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 прогресивної функціональної і морфологічної диференціюванням.

Множинна закладка 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 з'явилися структури відрізняються слабким розвитком і однорідністю, найчастіше розташовуються 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 давнину їх появи. По поєднанню різновікових органів можна в деяких випадках судити про філогенії.