Речь идет об атавизмах и рудиментах — эти понятия часто соседствуют друг с другом, иногда вызывают путаницу и имеют разную природу. Простейший и, наверно, самый известный пример, в котором соседствуют оба понятия, относится к, так сказать, нижней части человеческого тела. Копчик, окончание позвоночника, в котором срослись несколько позвонков, признан рудиментарным. Это рудимент хвоста. Хвост, как известно, есть у многих позвоночных, но нам, Homo sapiens, он вроде бы и ни к чему. Однако природа зачем-то сохранила человеку остаток этого некогда функционального органа. Младенцы с настоящим хвостом крайне редко, но все же рождаются. Иногда это просто выступ, наполненный жировой тканью, порой хвост содержит в себе преобразованные позвонки, и его обладатель даже способен шевелить своим нежданным приобретением. В данном случае можно говорить об атавизме, о проявлении в фенотипе органа, который был у далеких предков, но отсутствовал у ближайших.
Итак, рудимент — норма, атавизм — отклонение. Живые существа с атавистическими отклонениями выглядят порой пугающе и в силу этого, а также по причине редкости явления вызывают большой интерес со стороны широкой публики. Но еще больше атавизмами интересуются ученые-эволюционисты, и именно потому, что эти «уродства» дают интересные подсказки по истории жизни на Земле.
Глаза у кротов, живущих под землей, а также у протеев — земноводных, обитающих в воде в темных пещерах, относятся к рудиментам. Пользы от них немного, чего не скажешь о крыльях страуса. Они играют роль аэродинамических рулей при беге, используются для обороны. Самки защищают крыльями птенцов от палящих лучей солнца.
Тайна, скрытая в яйце
Ни у одной из современных птиц нет зубов. Точнее, так: есть птицы, например некоторые виды гусей, которые имеют в клюве ряд мелких острых выростов. Но, как говорят биологи, эти «зубы» не гомологичны настоящим зубам, а являются именно выростами, которые помогают удерживать в клюве, например, скользкую рыбину. При этом у предков птиц зубы обязательно должны были быть, ведь они потомки теропод, хищных динозавров. Известны и останки ископаемых птиц, у которых зубы наличествовали. Точно не понятно, по каким причинам (возможно, из-за изменения типа питания или в целях облегчения тела для полета) естественный отбор лишил птиц зубов, и можно было бы предположить, что в геноме современных пернатых генов, отвечающих за формирование зубов, уже не осталось. Но это оказалось неправдой. Причем задолго до того, как человечество что-то узнало о генах, в начале XIX века догадку о том, что и современные птицы могут отращивать подобие зубов, высказал французский зоолог Этьен Жоффруа Сент-Илер. Он наблюдал некие выросты на клюве эмбрионов попугаев. Это открытие вызвало сомнения и толки и было в конце концов забыто.
А почти десять лет назад, в 2006 году, американский биолог Мэтью Харрис из Университета штата Висконсин заметил на конце клюва эмбриона курицы выросты, напоминающие зубы. Эмбрион был подвержен смертельной генетической мутации talpid 2 и не имел шансов дожить до вылупления из яйца. Однако за время этой короткой жизни в клюве несостоявшегося цыпленка выработались два типа тканей, из которых формируются зубы. Строительный материал для подобных тканей гены современных птиц не кодируют — эта способность была утрачена предками пернатых десятки миллионов лет назад. Зародыши зубов у эмбриона курицы не были похожи на тупоконечные моляры млекопитающих — они имели заостренную коническую форму, совсем как у крокодилов, которые, как динозавры и птицы, включаются в группу архозавров. Кстати, выращивать моляры у куриц пробовали и успешно, когда методом генной инженерии внедряли в куриный геном гены, отвечающие за развитие зубов у мышей. Но зубы эмбриона, которого исследовал Харрис, появились без всякого постороннего вмешательства. «Зубные» ткани возникали благодаря чисто куриным генам. Значит, эти гены, не проявлявшиеся в фенотипе, дремали где-то в глубине генома, и лишь фатальная мутация их пробудила. Для подтверждения своего предположения Харрис провел эксперимент с уже вылупившимися цыплятами. Он заразил их вирусом, искусственно созданным методом генной инженерии, — вирус имитировал молекулярные сигналы, возникающие при мутации talpid 2. Эксперимент принес результат: на клюве цыплят на короткое время появлялись зубы, которые затем бесследно растворялись в ткани клюва. Работу Харриса можно считать доказательством того факта, что атавистические признаки есть следствие нарушений в развитии зародыша, которые пробуждают давно замолкшие гены, и главное — гены давно утраченных признаков могут продолжать находиться в геноме почти 100 млн лет спустя после того, как эволюция эти признаки уничтожила. Почему такое происходит, точно неизвестно. Согласно одной из гипотез, «молчащие» гены могут оказаться не совсем молчащими. У генов есть свойство плейотропичности — это возможность одновременного влияния не на одну, а на несколько фенотипических черт. В этом случае одна из функций может быть блокирована другим геном, при том что другие остаются вполне «рабочими».
Удавы и питоны имеют так называемые анальные шпоры — одиночные когти, являющиеся рудиментом задних ног. Известны случаи появления у змей атавистических конечностей.
Странная живучесть
Узнать о зубастых цыплятах и совершить открытие удалось почти случайно — все из-за того, что, как уже говорилось, мутация убивала эмбрион еще до появления на свет. Но очевидно, что мутации или другие изменения, вызывающие к жизни древние гены, могут оказаться и не столь фатальными. Иначе как объяснить гораздо более известные случаи атавизмов, обнаруженных у вполне жизнеспособных существ? Вполне совместимы с жизнью такие наблюдаемые у человека атавизмы, как многопальцевость (полидактилия) на руках и ногах, многососковость, случающаяся и у высших приматов. Полидактилия свойственна лошадям, которые при нормальном развитии ходят на одном пальце, ноготь которого превратился в копыто. Но для древних предков лошади многопальцевость была нормой.
Существуют отдельные случаи, когда атавизм привел к серьезному эволюционному повороту в жизни организмов. Клещи семейства Crotonidae атавистическим путем вернулись к половому размножению, в то время как их предки размножались партеногенезом. Нечто сходное произошло у ястребинки волосистой (Hieracium pilosella) — травянистого растения семейства астровых. Далеко не все, кого в зоологии называют четвероногими (tetrapoda), четвероноги на самом деле. Например, змеи и китообразные происходят от сухопутных предков и также включаются в надкласс tetrapoda. Змеи утратили конечности вчистую, у китообразных передние конечности стали плавниками, а задние практически исчезли. Но появление атавистических конечностей отмечено как у змей, так и у китообразных. Известны случаи, когда у дельфинов обнаруживалась пара задних плавников, и четвероногость как бы восстанавливалась.
Рудиментарные кости таза некоторых китообразных давно утратили свою первоначальную функцию, однако их бесполезность поставлена под сомнение. Этот рудимент не только напоминает о том, что киты произошли от четвероногих, но и играет актуальную роль в процессе размножения.
Больше кость — больше потомства
Впрочем, о четвероногости у китов напоминает кое-что еще, и здесь мы переходим к области рудиментов. Дело в том, что у некоторых видов китообразных сохранились рудименты тазовых костей. Эти кости уже давно не связаны с позвоночником, а значит, и со скелетом в целом. Но что же заставило природу сохранить информацию о них в генном коде и передавать ее по наследству? В этом главная загадка всего явления под названием рудиментация. Согласно современным научным представлениям, о рудиментах не всегда можно говорить как о лишних или бесполезных органах и структурах. Вероятнее всего, одна из причин их сохранения именно в том, что эволюция нашла рудиментам новое, не свойственное ранее применение. В 2014 году американские исследователи из Университета Южной Каролины опубликовали в журнале Evolution интересную работу. Ученые исследовали размеры тазовых костей китов и пришли к выводу, что эти размеры коррелируются с размером пенисов, а мышцы пениса крепятся как раз к рудиментарным тазовым костям. Таким образом, от величины кости зависела величина китового полового органа, а большой пенис предопределял успех в размножении.
То же самое с человеческим копчиком, который упоминался в начале статьи. Несмотря на рудиментарное происхождение, этот участок позвоночника имеет немало функций. В частности, к нему крепятся мышцы, задействованные в управлении мочеполовой системой, а также часть пучков большой ягодичной мышцы.
Аппендикс — червеобразный отросток слепой кишки — порой доставляет человеку немало неприятностей, воспаляясь и вызывая необходимость хирургического вмешательства. У травоядных животных он имеет значительный размер и был «сконструирован» для того, чтобы служить своего рода биореактором для ферментации целлюлозы, которая является конструктивным материалом растительных клеток, но плохо переваривается. В человеческом организме такой функции у аппендикса нет, но есть другая. Кишечный отросток — это своего рода питомник для кишечной палочки, где оригинальная флора слепой кишки сохраняется в неприкосновенности и размножается. Удаление аппендикса влечет за собой ухудшение состояния микрофлоры, для восстановления которой приходится применять лекарственные препараты. Также этот орган играет определенную роль в иммунной системе организма.
Гораздо труднее увидеть пользу от таких рудиментов, как, например, ушные мышцы или зубы мудрости. Или глаза у кротов — эти органы зрения рудиментарны и ничего не видят, но могут стать «воротами» инфекции. Тем не менее спешить объявлять что-то в природе лишним явно не стоит.
Крылья нелетающей птицы и глаза глубоководной рыбы – это все проявления эволюционной причуды под названием «рудимент». Существование подобных излишеств в организме ничем не обосновано, но устойчиво передается из поколения в поколение. Мы расскажем о самых известных рудиментах человека, и о том, как они возникли.
Копчик
Самым известным рудиментом, доставшимся человеку от давних предков, является копчик (coccyx) – треугольная кость, образованная срастанием 4-5 позвонков. Когда-то он образовывал хвост – орган поддержания равновесия, который также служит для передачи социальных сигналов. По мере того, как человек становится прямоходящим созданием, все эти функции перешли на передние конечности, и потребность в хвосте отпала.
Тем не менее, на ранних стадиях развития человеческий эмбрион обладает хвостовым отростком, который, нередко, сохраняется. Примерно один из пятидесяти тысяч младенцев рождает с хвостиком, который может быть легко удален без последствий для организма.
Аппендикс
Червеобразный отросток слепой кишки (appendix vermiformis) давно перестал играть хоть какую-нибудь роль в человеческом организме. Предположительно, он служил для длительного переваривания твердой пищи – например, круп. Вторая теория гласит, что аппендикс играл роль резервуара для пищеварительных бактерий, где они размножались.
Аппендикс взрослого человека имеет длину от 2 до 20 сантиметров, однако в большинстве случаев его длина примерно равна десяти сантиметрам. Воспаление червеобразного отростка (аппендицит) является очень распространенным заболеванием – на него приходится 89 процентов всех хирургических операций брюшной полости.
Зуб мудрости
Третьи моляры (коренные зубы) получили свое название по той причине, что прорезаются гораздо позднее всех остальных зубов, в том возрасте, когда человек становится «мудрее» - 16-30 лет. Основная функция зубов мудрости – жевательная, они служат для перетирания пищи.
Однако у каждого третьего человека на Земле они растут неправильно – им не хватает места на челюстной дуге, в результате чего они или начинают прорастать в стороны, или травмируют своих соседей. В подобных случаях, зубы мудрости приходится удалять.
Синтез витамина С
Нехватка витамина С (аскорбиновой кислоты) в организме может привести к заболеванию цингой с последующим летальным исходом. Однако, человек не может самостоятельно синтезировать этот витамин в своем организме, в отличие от большинства приматов и других млекопитающих.
Ученые давно предполагали, что у человека существовал орган, отвечающий за выработку аскорбиновой кислоты, однако подтверждение этому было обнаружено лишь в 1994 году. Тогда был найден псевдоген, отвечающий за выработку витамина С, аналогичный тому, что есть у гвинейский свиней. Но у современного человека эта функция отключена на генетическом уровне.
Вомероназальный орган (ВНО)
В социальном поведении животных феромоны играют доминирующую роль. С их помощью самки привлекают самцов, а сами кавалеры помечают подконтрольную им территорию. Большинство эмоций сопровождается выбросом феромонов – страх, злость, умиротворение, страсть. Человек же больше полагается на вербальную и визуальную составляющие социального общения, поэтому роль распознания феромонов сведена к минимуму.
Гусиная кожа
Мурашки (cutis anserina) возникают при срабатывании пиломоторного рефлекса. Основными побудительными мотива этого рефлекса являются холод и опасность. При этом спинной мозг производит возбуждение периферических нервных окончаний, которые приподнимают волосяной покров.
Так в случае холода, приподнятые волосы позволяют сохранить больше теплового воздуха внутри покрова. Если же возникает опасность, увеличение волосяного покрова придает животному более массивный вид. У человека пиломоторный рефлекс остается рудиментом, поскольку густой волосяной покров был утерян в процессе эволюции
Мужские соски
Одна из ранних научных теорий предполагала, что соски являются признаком способности мужчины к грудному вскармливанию, которая была утеряна в процессе эволюции. Однако позднее исследования показали, что никто из мужских особей наших предков не обладал такой функцией организма.
В настоящее время принято считать, что соскиформируются еще на той стадии развития эмбриона, когда его пол не определен. И лишь позднее, когда зародыш начинает самостоятельно вырабатывать гормоны, можно определить кто родится – мальчик или девочка.
Атавизмы и рудименты являются вескими доказательствами эволюционного развития живого мира. Они подтверждают существование связи между современными организмами и их далекими предками, а также свидетельствуют о действии естественного отбора, отклоняющего все ненужное. Но не все понимают, чем отличается атавизм от рудимента. Именно об этом будет идти речь дальше.
Определение
Атавизм – признак, некогда присущий эволюционным предшественникам человека или животных, но в настоящее время не являющийся нормой.
Рудимент – орган, который когда-то был полноценно развит и жизненно необходим для особи, но теперь его функция утрачена, ослаблена или изменена.
Сравнение
Назовем примеры атавизмов, обнаруживаемых в наше время у некоторых людей. Это неестественно обильный, а иногда и распространяющийся по всему телу волосяной покров; развившийся до хвоста копчик; количество сосков больше двух. Нельзя поспорить с тем, что по отношению к привычному виду современного человека все это выглядит довольно странно. Именно в подобном отклонении от нормы состоит отличие атавизма от рудимента.
Случаи обнаружения атавизма единичны. Но как появляются такие исключения? Оказывается, информация, которая отвечает за возникновение феномена, заложена в генах, обеспечивающих связь поколений. Под действием определенных факторов нужные гены активизируются, и результатом становится рождение человека или животного с аномальным, атавистическим признаком.
Что касается рудиментов, то их присутствие в строении живых существ считается нормой. Тем или иным таким органом обладают все представители конкретного вида. Рудименты закладываются еще на фазе зародыша, но не все из них полностью развиваются. Примерами относительно людей в этом случае являются:
- копчик, согласно предположениям, представляющий собой «остаток» хвоста;
- мышцы, с помощью которых наши далекие предки шевелили ушами, прислушиваясь (кое-кто умеет делать это и сейчас, но совсем с другой целью);
- аппендикс.
В чем разница между атавизмом и рудиментом кроме сказанного? В том, что, по мнению исследователей, некоторые рудименты все-таки выполняют определенные функции, пусть и несколько отличные от изначальных. Атавизмы же не приносят никакой пользы. Напротив, среди них есть такие, которые нарушают жизнедеятельность организма и угрожают здоровью.
23ДекЧто такое Атавизм
Атавизм – это термин, характеризующий явление, при котором в организме появляется фенотипический признак, отсутствующий уже долгий период времени.
Что такое АТАВИЗМ – определение простыми словами.
Простыми словами, Атавизм – это явление, при котором у человека или животного проявляются признаки утраченные в процессе эволюции, но присутствовали у далеких предков. Для простоты понимания, можно привести пример, когда рождаются люди с хвостом. В данном случаи – именно хвост и является атавизмом, так как он уже длительное время не встречается у современных людей, но когда-то очень давно, был у наших предков. Таким образом можно сказать, что проявление атавизмов, является еще одним доказательством правоты теории Эволюции Дарвина.
Сам термин, произошел от латинского слова «ATAVUS », что буквально переводится как «Отдаленный предок ».
Следует отметить , что данный термин используется не только в биологии. В социальных науках, атавизм — это культурная тенденция, которая выражается в том, что современные люди возвращаются к и способам мышления прежнего времени.
Признаки, наличие и появление атавизмов.
Для того чтобы понять почему появляются атавизмы, следует в первую очередь условно разобраться в том, как работает ДНК.
Эволюционно, признаки, которые исчезли фенотипически, не обязательно исчезают из ДНК организма. Генная последовательность часто остается, но она неактивна. Такой неиспользуемый ген, может сохранять свою функциональность вплоть до шести миллионов лет, и с большой долей вероятности он полностью перестанет функционировать аж через 10 млн лет. Таким образом, пока ген остается «активным», существует вероятность, что он может стать подавляющим. Именно это и приведет к появлению атавизма. Чаще всего активация данного гена происходит из-за непроизвольных мутаций, но также, его можно «разбудить» создавая искусственные стимулы.
Атавизмы примеры.
Проявления атавизмов, это явление достаточно редкое, но не настолько чтобы его можно было не заметить. Подобные особенности встречаются как у животных, так и у людей.
Атавизмы у животных:
- Киты и змеи, которые рождаются с задними ногами;
- Цыплята с зубами;
- Дельфины с задними лапами.
Дельфины с задними лапами. В 2006 году в акватории Японии был пойман дельфин с двумя передними ластами (как и у всех дельфинов) и имел пару маленьких и симметричных тазовых лапок ближе к хвосту. Этот пример возвращает нас в то время, когда предки дельфинов умели ходить по суше. Эволюционная линия китообразных может быть прослежена до наземных млекопитающих, таких как гиппопотамы.
Цыплята с зубами. Проводя осмотр клювов у не вылупившихся эмбрионов, ученые обнаружили что иногда встречаются те, которые демонстрируют признаки образования зубов. Как известно, птица потеряла способность создавать челюсти с зубами около 80 миллионов лет назад, однако современные цыплята все еще обладают геном, который ответственен за формирование зубов.
Атавизмы у человека.
- Люди с «лишними сосками»;
- Люди со звериной челюстью;
- Люди с хвостами.
Люди с хвостами. Существует несколько научных случаев рождения человеческих младенцев с хвостом, который содержит хрящ и позвонки, называемый «хвостовым придатком». Дело в том, что все человеческие дети растут в матке с небольшим пренатальным хвостом. Это в свою очередь является своеобразным возвратом к нашим эволюционным предкам – приматам (семейство ). Гены, которые контролируют рост хвоста, обычно выключаются в результате регуляции генов, а хвост растворяется в тканях эмбриона. Однако бывают случаи, когда эта регуляция генов нарушается, и хвост продолжает расти за пределы эмбрионального развития.
Для зевак какие–то странности во внешности человека – лишний повод поохать и посудачить, для человека образованного и тактичного – возможность ещё один раз задумать о пути человеческой эволюции.
Рудименты и атавизмы – это не уродства, тем более, не повод для насмешек, а возможные «промахи» природы. А для учёных – это важные знаки, доказательства эволюции.
Что такое атавизмы
Наличие у особи признаков, которые были присущи её далеким предкам, называется атавизмом. Что это может быть? К примеру, густой волосяной покров на теле, и на лице в том числе. Или же хвост, растущий над копчиком. Сюда же причисляют многососковость. Когда–то, ещё в позапрошлом веке, атавизмы и рудименты были ярким подтверждением теории Дарвина . Тогда учёные так увлеклись поисками «бесполезных» органов в человеческом теле, что насчитали почти две сотни таковых. К счастью, со временем большинство органов из этого «дарвинского» списка были, скажем так, реабилитированы. Учёные доказали, что их функциональность достаточно высока.
Получалось, что:
- одни органы вырабатывали необходимые гормоны;
- другие оказывались не обходимыми в тот или иной период развития организма;
- третьи начинали действовать при определённых внешних условиях;
- а четвёртые становились «заместителями» органов, выходивших из строя.
То есть тот же копчик – не прямое напоминание о хвосте, а орган, который служит для прикрепления определённых связок и мышц. Возьмём и другие примеры: аппендикс вовсе не бесполезный хвостообразный отросток, а орган , в котором размножаются нужные микроорганизмы.
Кстати, если уж говорить именно об атавизмах, то термин этот не является истинно научным. И пытаться определить признаки атавизма – значит где-то действовать антинаучно. Судите сами: повышенное оволосение тела человека – это якобы «привет из прошлого», напоминание о том, от кого же произошёл человек . А вот другие внешние уродства, к примеру, увеличение пальцев на конечностях, это явная патология, а никак не параллель с подобной стадией развития человеческого тела. То есть, если эти уродства не имеют прямого сходства с предками, значит это патология. А если имеют – атавизм. Но ведь и в том, и в другом случае, причина таких аномалий – генетический сбой.
К слову, если быть приверженцем эволюционисткой теории, обязательно должны встречаться люди с плавниками и жабрами, и другими признаками, которыми обладали наши предки-животные.
Что такое рудименты
А вот рудиментами считаются неразвитые органы тела человека или животного. Приведём красноречивые примеры:
- Ушные мышцы. Некоторым млекопитающим они очень даже нужны: это помогает им направить ушные раковины на некий звуковой раздражитель. Человеку такая «опция» уже не нужна.
- Полулунная складка во внутреннем уголочке глаза. Это такой остаток третьего века, достаточно хорошо развитой у птиц, пресмыкающихся мигательной перепонки. Она смазывает глаз нужным секретом, но ведь у человека с этой миссией справляются верхнее и нижнее веко. Так что складочка стала маленькой, оказавшись лишней.
Дарвинисты слепо отрицали новую роль «ненужных» органов, но со временем было доказано, что в человеческом организме не всё так просто. Нельзя взять и сказать, что тот же аппендикс – напоминание о прародителях, нет – сегодня это орган иммунной системы человека.
Попробуем развеять некоторые популярные мифы о рудиментах и атавизмах.
5 мифов об атавизмах и рудиментах
Миф 1. Соски у мужчин – это рудименты. А вот и ничего подобного: у наших предков мужского пола они тоже никак не функционировали. Объяснение их наличие просто – в раннем периоде эмбрионального развития люди унисексуальны, половые различия появляются позже, чему способствуют специальные гормоны.
Миф 2. Зуб мудрости – это генетическое отклонение. А вот это и есть атавизм, нашим предкам крепкие коренные зубы помогали перетирать растительную пищу. Мы бы и сейчас могли ими жевать, но в большинстве случаев растут они неправильно, чем доставляют массу неудобств и приводят человека к хирургу-стоматологу.
Миф 3. Прилегание пищевода к трахее у человека бессмысленно. Это не так: слизь в дыхательных путях может через пищевод удаляться, да можно сказать, что подобное строение отвечает за «экономию места» и позволяет дышать через рот, что очень важно при сильном насморке.
Миф 4. Миндалины и аденоиды – рудименты. Это вовсе не так! Эти органы необходимы растущему организму: они помогают запустить важный механизм по производству защитных антител. Как только механизм заработал, миндалины начинают уменьшаться, а их функцию перенимают другие органы.
Миф 5. Все «ненужные» органы можно без плачевных последствий удалить. Это, безусловно, не так. Главное доказательство тому, что у большинства органов либо несколько функций (и если «устарела» одна, то другие очень даже актуальны), либо они оказываются нужными в определённых внешних ситуациях.
Почему появляются атавизмы
Вот нет у папы хвостика, и у мамы нет, а малыш родился таким вот необычным. Почему? Как так могло случиться? Винить тут нужно пресловутые законы генетики. Вся наша внешность запрограммирована генами наших предков (генами на повторение черт). За каждый признак человека ответ несут два гена: мамин и папин. Они могут разными или одинаковыми, сильными или слабыми. Если у папы есть слабый ген хвоста, и у мамы имеется таковой, встретившись, они имеют все шансы родить ребёнка с хвостиком, ведь объединившись, слабые гены стали сильнее.
Но справедливости ради отметим: шанс такой встречи крайне мал, да и скрытые гены подобного рода встречаются очень редко.
Загрузка...
