Рудименты организма: что они говорят о нашей эволюции

Рудименты организма: что они говорят о нашей эволюции

Ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции.

Феодосий Добжанский

До того, как в средневековой Европе появилась бумага, все рукописи писали на пергаменте и велене , т. е. на тонких полотнищах высушенной и особым образом выделанной кожи животных. Поскольку производство пергамента было предприятием сложным, то многие средневековые писатели просто соскребали предыдущий текст с выделанной кожи и писали новый на очищенных страницах. Эти многократно использованные листы с новым текстом называются палимпсестом, от греческого слова palimpsestos , что означает «соскобленный».

Однако зачастую незначительные остатки старого текста сохранялись на пергаменте. Этот факт существенно повлиял на то, как мы воспринимаем древний мир. Многие древние тексты известны нам лишь по следам, проступающим на пергаменте из-под слоя нового текста, перекрывшего старый. Вероятно, самый известный подобный документ — палимпсест Архимеда, первый слой которого был написан в Константинополе в Х в., а второй слой текста начертал три века спустя некий монах, писавший молитвенник. В 1906 г. некий датский специалист по античной литературе идентифицировал исходный текст как работу Архимеда. После этого для расшифровки исходного, нижнего слоя текста применяли сочетание рентгеновских лучей, оптического распознавателя текста и других сложных методов. Трудоемкая работа позволила восстановить три математических трактата Архимеда, написанных на древнегреческом, два из которых ранее были неизвестны и сыграли колоссальную роль в истории науки. Вот такими таинственными путями мы обретаем и восстанавливаем прошлое.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое рудименты органов

В организме человека, несмотря на эволюционные процессы, все равно сохраняются некоторые органы и части тела, которые раньше были нужны, а сегодня оказались без надобности.

Такие органы называют рудиментами, то есть остаточными. Они ранее требовались для выживания человеческих особей, но с течением времени утратили свою актуальность. Рудименты нередко называют подтверждением теории Дарвина.

Ладонная мышца

Одним из рудиментов называют длинную ладонную мышцу. Поискать ее у себя можно с помощью простого теста. Надо положить руку ладонью вверх на ровную поверхность. Дальше остается в таком положении соединить кончики большого пальца и мизинца, а также слегка приподнять кисть наверх. Если появилась длинная выпирающая полоска, это она. Но даже если она не обнаруживается, то ничего страшного, это нормально.

Такая мышца ранее требовалась для обеспечения лучшего хвата при прыжках, например, с дерева на дерево. Также она применялась для выпускания «когтей», например, в бою. Сегодня у людей необходимость передвигаться по веткам деревьев на руках отпала, однако мышца еще сохраняется.

Аппендикс

Один из самых известных рудиментов — это аппендикс. Он требовался для переваривания тяжелой растительной пищи. У животных, как отмечают эксперты, этот орган хорошо развит и довольно велик по размерам. У современного человека необходимость в нем отпадает, потому что он уже не ест растения в таком количестве, как наши предки тысячу лет назад.

Сегодня аппендикс больше представляет собой потенциальную угрозу для здоровья человека. При воспалении отростка человек нередко попадает на операционный стол. Если же затянуть время, можно привести к разрыву органа и крайне неприятным последствиям.

Копчик

Еще один рудимент — это копчик. Многие знают его по развитию болезненных ощущений, например, во время сидения. Сегодня на стадии эмбриона у человека можно увидеть хвост. Он, по сути, является сросшимися позвонками, находящимися у основания позвоночника. Он стал уже рудиментом.

У животных хвост — это баланс во время движения. А вот у человека необходимости в нем нет, ведь он уже давно существо прямоходящее. При этом, как отмечают некоторые специалисты, редко, но встречаются ситуации, когда дети рождаются с неким подобием хвоста, представленным в виде жирового отложения в области копчика.

Эпикантус

Еще один рудимент — нависающая складка кожи над веком. Есть мнение, что такая складка характерна для монголоидной расы. Причем у нее есть вполне конкретное значение: она требуется для защиты глаз от сухого воздуха пустынь, ветров, суровых зим и обжигающего солнца. Сегодня при наличии солнцезащитных очков и из-за смены ареала обитания, когда люди не живут на своей родине, а многие и вовсе уже забыли о том, что они родом из мест со сложными погодными условиями, такая складка уже неактуальна.

Ушная мышца

Редкий рудимент, как отмечают специалисты. Но те, у кого она есть, умеют шевелить ушами. Соответственно, тест лишь в том, чтобы попробовать ими пошевелить. Современному человеку такое умение не нужно ни для чего, кроме развлечения. Предкам же нашим оно было нужно, чтобы двигать ушами, и они как локаторы улавливали даже тишайшие звуки. Опять же такая способность помогала спасать жизни, кроме того, способствовала более качественной охоте. С помощью улучшенного слуха человек мог различить приближающуюся добычу задолго до того, как увидит ее глазами.

Третье веко

Третьим веком называют полулунную складку. Третье веко являлось фактически полупрозрачной пленкой. Ее основная задача — смазывать глаз жирным секретом. Организм современного человека решает проблему увлажнения и питания глазного яблока обычным морганием, на фоне чего необходимость в третьем веке отпала. Полулунная складка в процессе эволюции уменьшилась, сейчас это слизистая точка в уголке глаза.

Зубы мудрости

Даже известные всем зубы мудрости, они же восьмерки, тоже считаются рудиментарными образованиями. Раньше предкам требовались мощные челюсти и крупные зубы для пережевывания пищи. Сегодня челюсти у людей поменьше и поскромнее. Восьмые зубы были нужны, чтобы человек мог пережевывать сырое мясо и очень твердые частицы пищи, например те же хрящи, а также траву. Так как сегодня человек употребляет обработанную пищу, дополнительные зубы ему уже не требуются. В связи с этим зубы мудрости даже не всегда прорезаются.

Вомероназальный орган

Вомероназальный орган — часть обонятельной системы. В организме человека он появился как орган, позволяющий выявлять и оценивать феромоны. Сегодня по этому принципу живут животные, которые находят идеального партнера буквально по запаху. У людей необходимость в поиске партнера по запаху отпала. Соответственно, отпала и необходимость использования вомероназального органа, так как человек больше ориентируется на социальное взаимодействие.

При этом, как отмечают врачи, еще можно встретить вомероназальный орган в системе дыхания человека, но развит он крайне слабо и по назначению не используется.

Как рудименты органов связаны с эволюцией

О барабанных рудиментах см.  Барабанный рудимент .

Рудимента́рные о́рганы, рудиме́нты (от лат.    «зачаток, первооснова») — органы , утратившие своё основное значение в процессе эволюционного развития организма .

Термин «рудимент» в таком значении широко употребляется в русской научной литературе, несмотря на то, что он противоположен своему первоначальному значению в латинском языке. В англоязычной литературе наряду с ним употребляется более адекватный термин vestige , образованный от лат.    «след» (в прямом и переносном смыслах слова). Некоторые учёные предлагали в русском языке также ввести термин вестигий для обозначения органа, вторично уменьшившегося и/или упростившегося в ходе эволюции, чтобы не путать его с зачатком  — органом, ещё не достигшим окончательного размера и строения. Анализ Чарльзом Дарвином рудиментарных (то есть вестигиальных) органов и частей организма во многом способствовал формированию доказательной базы происхождения человека от древних представителей животного мира.

Закладываются во время зародышевого развития , но полностью не развиваются. Рудиментарные органы сохраняются в течение всей жизни особи, в отличие от провизорных органов , имеющихся только у зародышей .

Функция, которую несли рудиментарные органы, будучи нормально развитыми у предков данных организмов, сильно ослабляется или утрачивается. В последнем случае рудименты, по-видимому, могут выполнять какую-либо иную функцию.

В настоящее время вопрос о наличии и сути функций рудиментарных органов в физиологии до конца не прояснён.

Рудиментарные органы помогают установить путь филогенеза . Рудименты подтверждают наличие родственных связей между современными и вымершими организмами. Они также доказывают действие естественного отбора, удаляющего ненужный признак.

Какие органы считаются рудиментами

Еще в бытность свою аспирантом в Бостоне я был привлечен в помощь старшему коллеге, который написал статью по биологии. Он исследовал вопрос о том, что более эффективно для теплокровных животных: передвигаться на двух ногах или на четырех. Коллега планировал отослать свою статью в журнал Nature , один из самых престижных научных журналов, и попросил меня помочь ему сделать фотографию, которая годилась бы на обложку журнала и привлекла бы внимание к его статье. Я был так рад на время выбраться из лаборатории, что охотно провел целый день в загоне, преследуя лошадь и страуса и надеясь поймать кадр, где они бежали бы бок о бок и тем самым демонстрировали бы одновременно оба типа бега. Стоит ли говорить, что страус и лошадь не желали слушаться и сотрудничать со мной, и, когда все биологические виды выдохлись, мы оставили эту затею. Хотя фотография у нас так и не получилась , но благодаря самому опыту я усвоил важный биологический урок: страусы не умеют летать, но тем не менее пользуются крыльями. На бегу страус использует крылья, чтобы поддерживать равновесие: распростертые крылья не дают ему опрокинуться вперед. Когда же страус приходит в возбуждение, а этого не миновать, если вы носитесь за ним по всему загону, то он бежит прямо на вас, растопырив крылья и тем самым демонстрируя угрозу. Это знак, что лучше убраться с дороги, потому что разъяренный страус запросто может выпустить вам кишки одним могучим ударом лапы. Кроме того, страус использует крылья во время брачных танцев и для защиты птенцов от жгучего африканского солнца.

Почему рудименты органов остались в организме

На протяжении эволюции животные постоянно менялись, и новые факторы окружающей среды не перестают запускать процесс изменений в их телах снова и снова. Человек произошел от обезьяны, а она, в свою очередь, от других млекопитающих. Долгие миллионы лет изменений не могли не оставить следов в нашем теле. По этим следам — органам и различным придаткам — мы можем проследить путь эволюции, но человеку эти части уже совершенно не нужны. В научном сообществе их называют атавизмами и рудиментами. Разберемся, что они и

Что такое атавизмы и рудименты?

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.

Как рудименты органов могут помочь в изучении эволюции

Процесс эволюции –– это ряд естественных изменений, которые приводят к появлению новых популяций организма, адаптации к окружающей среде или вымиранию. Все ныне живущие виды так или иначе эволюционировали от своих первопредков.

У животных, которые размножаются половым путем, термин «вид» относится к определенной группе особей. Ее члены регулярно скрещиваются и дают плодовитое потомство. Каждый вид классифицируется научным названием, которое состоит из двух частей — рода и видового названия. Для современных людей это Homo Sapiens.

Эволюция происходит, когда случается изменение в генетическом материале –– химической молекуле ДНК. Она наследуется от родителей и варьируется в пределах популяции. Гены представляют собой сегменты ДНК, которые обеспечивают химический код для производства белков.

Информация, которая содержится в ДНК, может меняться из-за мутаций. Способ выражения некоторых генов, то есть то, как они влияют на организм или поведение особи, тоже может меняться. От генов зависит, как тело и поведение организма формируются в течение его жизни. Генетические характеристики, которые наследуются особями, влияют на выживание и размножение организма.

Эволюция не меняет одного-единственного человека. Вместо этого унаследованные качества начинают характеризовать целую популяцию. Родители передают измененные гены своим потомкам, что в итоге делает мутацию нормой. В результате дети уже имеют механизмы адаптации и более успешно выживают, размножаются и функционируют в окружающей среде.

Какие животные имеют рудименты органов

… не считая генетических анализов, филогенетики и вот этих вот всех страшных и непонятных научных исследований.

Эволюционное древо человека
1. Рудименты
Рудименты – органы, которые хорошо были развиты у древних предков, но сейчас они недоразвиты, но не исчезли полностью, потому что эволюция протекает медленно.
Пример: кости таза у кита; третье веко, волосы на теле, зубы мудрости у человека

2. Атавизмы
Появление у данной особи признаков, свойственных отдалённым предкам, но отсутствующих у ближайших. Часто у человека атавизмы – это неправильно развитые рудименты, как правило проявляющихся в уродстве.

Пример: мягкий хвост, многососковость у человека.

3. Аналогичные органы
Аналогичные органы – органы, что внешне схожи, потому что используется в одних и тех же целях и развивались в схожих условиях, но имеют совершенно разное строение, потому что возникли из разных органов в результате конвергенции.
Пример: крылья птиц и насекомых, глаза млекопитающих и осьминогов.

4. Гомологичные органы
Гомологичные оорганы – органы, что отличаются внешне, так как приспособленны под разные задачи, но имеют схожек внутреннее строение, потому что возникли из одного исходного органа в результате дивергенции (расхождение признаков).
Пример: руки человека, ласты дельфина, копыта лошади и крылья летучих мышей.

5. Многострадальные переходные формы
Переходные формы есть и их находят десятками и сотнями. Для этого существует палеонтология (в частности, антропология), изучающая окаменелые остатки, прошлое жизни на планете и те самые переходные формы. Схема эволюции человека ниже.

6. Палеонтологические ряды
Благодаря палеонтологическим находка мы можем состовлять палеонтологические ряды, то есть ряды ископаемых форм, связанные друг с другом эволюционно и демонстрирующие филогенез.
Классика:

7. Биота (флора и фауна) вулканических островов
Биота вулканических островов бедна на видовое разнообразие, но при этом, богата на эндемики (виды, обитающие только в конкретном месте). Биота островов, отколовшихся от материка, будет похожа на биоту этого самого материка. Именно знаменитые галапагосские вьюрки, местные эндемики, и натолкнули Дарвина на размышления об эволюции.

8. Филогенетические реликты
Это такие ныне существующие виды крупных таксонов (групп животных), почти полностью вымерших десятки миллионов лет назад.
Пример: латимерия

9. Закон зародышевого сходства

Эмбрионы последовательно переходят в своём развитие от общих признаков типа к специализированным признакам вида.

10. Биохимия
Несмотря на то, что рыбы, люди, мхи, простейшие, бактерии выглядят как чужеродные друг другу организмы, наша биохимия весьма схожа. Мы состоим из белков, информация передаётся нуклеиновыми кислотами, у нас одинаково происходят процессы репликации, транскрипции, трансляции и т.п. Мы все едины в этом органическом мире.

11. Паразиты
Эволюция паразитов и хозяев происходит сопряжённо, что приводит к паразитам, специализирующимся на конкретных видах или семействах. Это целый дивный мир коэволюции, на самом деле, но паразиты демонстрируют его ярче всего.
Пример: ржавчинные грибы.

12. Возвратный гортанный нерв
Этот нерв идёт от мозга к сердцу, огибает дугу аорты и возвращается к гортани. Дело в том, что у рыб, от которых мы и произошли, нет шеи как таковой. И нерв мог напрямую пройти от мозга к гортани. Но появилась шея, нерв "зацепился" за артерию, и ушёл с ней вниз. Эволюция не может сама исправить этот баг. Поэтому у жирафа от мозга до гортани несколько сантиметров, а нерв – 4 метра.

Как итог.
Можно сколько угодно цепляться к "Происхождение видов путем естественного отбора" Чарльза Дарвина или синтетической теории эволюции. Искать неточности и несостыковки. Главное помнить, эволюция – это не теория, а явление. Теория эволюции лишь описывает (если так можно выразиться) то, что мы наблюдаем в этом мире. Эволюция есть факт. И утверждать обратное, это как утверждать, что Земля плоская.