Organy szczątkowe: cechy i przykłady w człowieku
Szczątkowe organy to pozostałości struktur, które niegdyś pełniły pewną funkcję dla przodka badanego gatunku, ale obecnie narząd nie spełnia już żadnej widocznej roli. Dlatego też znaczenie tych organów dla organizmu, który je niesie, jest marginalne lub praktycznie zerowe.
W przyrodzie istnieje wiele przykładów organów szczątkowych. Wśród najbardziej znaczących mamy szkielet niektórych gatunków węży, które nadal zachowują pozostałości miednicy. Co ciekawe, ten sam wzór zaobserwowano u wielorybów.
Szczątkowe organy znajdują się również w naszym ciele. Ludzie mają szereg struktur, które nie są już dla nas przydatne, takich jak między innymi zęby mądrości, wyrostek robaczkowy, kręgi ogonowe.
Jakie są szczątkowe organy?
Rok 1859 był kluczowy w rozwoju nauk biologicznych: Charles Darwin publikuje swoje arcydzieło „Pochodzenie gatunków” . W swojej książce Darwin obnaża dwie główne idee. Po pierwsze, proponuje czynnik przyczynowy ewolucji mechanizm doboru naturalnego i proponuje, aby gatunki były potomkami z modyfikacjami innych gatunków przodków.
Istnieją mocne i liczne dowody na poparcie wspomnianych zasad darwinowskich. Testy znajdują się między innymi w zapisie kopalnym, w biogeografii, w biologii molekularnej. Jednym z argumentów pozwalających poprzeć ideę „potomków z modyfikacjami” jest istnienie szczątkowych organów.
Dlatego obecność szczątkowych organów w organizmach jest ważnym dowodem procesu ewolucyjnego. Jeśli kiedykolwiek wątpimy w prawdziwość ewolucji, wystarczy obserwować nasze własne szczątkowe organy (patrz poniżej przykłady w ludzkiej istocie).
Jednakże szczątkowe organy zostały zauważone od czasów sprzed darwinizmu. Arystoteles ostrzegał przed paradoksalnym istnieniem oczu u zwierząt żyjących w podziemiu, uważając je za opóźnienie w rozwoju.
Inni przyrodnicy odwoływali się do szczątkowych organów w swoich rękopisach, takich jak Étienne Geoffroy Saint-Hilaire.
Funkcje
Jedną wspólną cechą wszystkich szczątkowych struktur jest ich pozorny brak funkcjonalności.
Zakładamy, że w przeszłości te struktury odgrywały ważną rolę i podczas ewolucji funkcja ta została utracona. Struktury lub szczątkowe organy są rodzajem „resztek” procesu ewolucyjnego.
Dlaczego istnieją szczątkowe struktury?
Przed opublikowaniem teorii Darwina przyrodnicy mieli własne pomysły dotyczące zmian ewolucyjnych. Jednym z najwybitniejszych był Jean-Baptiste Lamarck i dziedzictwo nabytych postaci.
Dla tego francuskiego zoologa „częste i trwałe używanie każdego organu stopniowo go wzmacnia, nadając mu moc proporcjonalną do czasu trwania tego użycia, podczas gdy ciągłe nieużywanie takiego organu osłabia go”. Jednak obecnie wiemy, że to nie brak użycia sprzyja osłabieniu omawianej struktury.
Procesy ewolucyjne wyjaśniają, dlaczego istnieją szczątkowe struktury. Przez pewne zmiany środowiskowe, biotyczne lub abiotyczne, nie ma presji selekcyjnej pod organem, a to może zniknąć lub pozostać.
W przypadku, gdy sama obecność narządu przekłada się na wadę, selekcja będzie miała tendencję do jej eliminowania: jeśli pojawi się mutacja, która eliminuje narząd i osiąga większy sukces reprodukcyjny niż towarzysze, którzy wciąż mają narząd. Tak działa wybór.
Jeśli obecność narządu nie pociąga za sobą żadnych niedogodności dla jego nosiciela, może się utrzymywać w trakcie ewolucji, stając się szczątkowym organem.
Przykłady
Ludzkie szczątkowe struktury
Istnieje kilka przykładów szczątkowych organów ludzkich, z których wiele zostało wyróżnionych przez Darwina. Zarodek człowieka ma ogon, który, w miarę rozwoju, zostaje skrócony i utracony przed urodzeniem. Ostatni kręgi łączą się i tworzą kość ogonową, szczątkowy organ.
Dodatek jest kolejnym kultowym przykładem. Uważa się, że wcześniej ta struktura była związana z trawieniem celulozy - dzięki dowodom narządu homologicznego u innych gatunków ssaków.
Dzisiaj dyskutuje się, czy wyrostek robaczkowy jest organem szczątkowym, czy nie, a niektórzy autorzy twierdzą, że przyczynia się on do funkcjonowania układu odpornościowego.
Trzonowce u wampirów
Członkowie rzędu Chiroptera są niesamowitymi zwierzętami z dowolnego punktu widzenia. Te latające ssaki promieniowały wieloma nawykami troficznymi, w tym owadami, owocami, pyłkiem, nektarem, innymi zwierzętami i ich krwią.
Nietoperze, które żywią się krwią (są tylko 3 gatunki, z których jeden konsumuje krew ssaków, a dwa inne gatunki ptaków) mają trzonowce.
Z funkcjonalnego punktu widzenia ssak krwiotwórczy (termin używany dla zwierząt, które spożywają krew) nie potrzebuje molowego młynka do żywności.
Skrzydła na latających ptakach
W trakcie ewolucji ptaki modyfikowały swoje kończyny górne w wysoce wyspecjalizowane struktury do lotu. Jednak nie wszystkie ptaki, które widzimy dzisiaj, są mobilizowane w powietrzu, istnieją pewne gatunki o ziemskich zwyczajach, które poruszają się pieszo.
Konkretnymi przykładami są strusie, emu, kazuary, kiwi i pingwiny - a wszystkie one zachowują swoje skrzydła, co stanowi wyraźny przykład szczątkowej struktury.
Jednak anatomia ptaków nie latających nie jest identyczna z ptakami, które latają. W klatce piersiowej, która uczestniczy w locie, znajduje się kość zwana stępką, aw gatunkach nielotnych jest ona nieobecna lub bardzo ograniczona. Ponadto upierzenie zwykle różni się i jest trochę bardziej obfite.
Ślady miednicy u wielorybów i węży
Zarówno wieloryby, jak i węże są potomkami czworonogów, które używały swoich czterech kończyn w ruchu. Obecność pozostałości miednicy jest „pamięcią” ewolucyjnej trajektorii obu linii.
W trakcie ewolucji wielorybów brak tylnych kończyn stanowił selektywną korzyść dla grupy - ciało było bardziej aerodynamiczne i pozwalało na optymalne przemieszczenie się w wodzie.
Jednak nie wszyscy autorzy uważają, że te struktury są szczątkowe. Na przykład w przypadku West-Eberhard (2003) kości miednicy w wielorybach nabyły nowe funkcje związane z układem moczowo-płciowym niektórych współczesnych gatunków.
