homologies embryonnaires
l’une des distinctions les plus importantes faites par les embryologistes évolutionnistes était la différence entre l’analogie et l’homologie. Les deux termes font référence à des structures qui semblent être similaires. Les structures homologues sont les organes dont la similitude sous-jacente provient de leur dérivation d’une structure ancestrale commune. Par exemple, l’aile d’un oiseau et le membre antérieur d’un humain sont homologues. De plus, leurs parties respectives sont homologues (Figure 1.13)., Les structures analogues sont celles dont la similitude provient de leur fonction similaire, plutôt que de leur origine d’un ancêtre commun. Donc, par exemple, l’aile du papillon et de l’aile d’un oiseau sont analogues. Les deux types d’ailes partagent une fonction commune (et sont donc toutes deux appelées ailes), mais l’aile d’oiseau et l’aile d’insecte ne sont pas nées d’une structure ancestrale originale qui a été modifiée par l’évolution en ailes d’oiseau et ailes de papillon.
la Figure 1.,13
Homologies de structure entre un bras humain, un membre antérieur de phoque, une aile d’oiseau et une aile de chauve-souris; les structures portantes homologues sont représentées dans la même couleur. Tous les quatre sont homologues comme membres antérieurs et ont été dérivés d’un ancêtre tétrapode commun. Les adaptations (plus…)
Les Homologies doivent être faites avec soin et doivent toujours se référer au niveau d’organisation comparé. Par exemple, l’aile d’oiseau et l’aile de chauve-souris sont homologues comme membres antérieurs, mais pas comme ailes., En d’autres termes, ils partagent une structure sous-jacente commune des os des membres antérieurs, car les oiseaux et les mammifères partagent une ascendance commune. Cependant, l’aile d’oiseau s’est développée indépendamment de l’aile de chauve-souris. Les chauves-souris descendent d’une longue lignée de mammifères non ailés, et la structure de l’aile de chauve-souris est nettement différente de celle d’une aile d’oiseau.
l’un des cas les plus célèbres d’homologie embryonnaire est celui du cartilage branchial des poissons, de la mâchoire reptilienne et de l’oreille moyenne des mammifères (examiné dans Gould, 1990)., Tout d’abord, les arcs branchiaux des poissons sans mâchoire (agnathan) ont été modifiés pour former la mâchoire des poissons à mâchoire. Chez les poissons sans mâchoire, une série de branchies s’ouvrait derrière la bouche sans mâchoire. Lorsque les fentes branchiales sont devenues soutenues par des éléments cartilagineux, le premier ensemble de ces supports branchiaux a entouré la bouche pour former la mâchoire. Il existe de nombreuses preuves que les mâchoires sont des supports branchiaux modifiés. Premièrement, ces deux ensembles d’os sont fabriqués à partir de cellules de la crête neurale. (La plupart des autres os proviennent de tissus mésodermiques.) Deuxièmement, les deux structures se forment à partir de barres supérieures et inférieures qui se penchent vers l’avant et sont articulées au milieu., Troisièmement, la musculature de la mâchoire semble être homologue à la musculature originale de soutien branchial. Ainsi, la mâchoire des vertébrés semble être homologue aux arcs branchiaux des poissons sans mâchoire.
Mais l’histoire ne s’arrête pas là. La partie supérieure de la deuxième arche embryonnaire supportant la branchie est devenue l’OS hyomandibulaire des poissons à mâchoire. Cet élément soutient le crâne et relie la mâchoire au crâne (Figure 1.14 A). Lorsque les vertébrés sont arrivés sur terre, ils ont eu un nouveau problème: comment entendre dans un milieu aussi mince que l’air., L’OS hyomandibulaire se trouve à proximité de la capsule otique (oreille) et le matériau osseux est excellent pour transmettre le son. Ainsi, tout en continuant de fonctionner comme une attelle crânienne, l’OS hyomandibulaire des premiers amphibiens a également commencé à fonctionner comme un transducteur sonore (Clack, 1989). Comme les vertébrés terrestres ont modifié leur locomotion, la structure de la mâchoire et la posture, le crâne est devenu fermement attaché au reste du crâne et n’a pas besoin de l’orthèse hyomandibulaire. L’OS hyomandibulaire semble alors s’être spécialisé dans l’os des étriers de l’oreille moyenne., Ce qui avait été la fonction secondaire de cet os est devenu sa fonction principale.
les os de la mâchoire d’origine ont également changé. La première arche embryonnaire génère l’appareil de la mâchoire. Chez les amphibiens, les reptiles et les oiseaux, la partie postérieure de ce cartilage forme l’OS quadrate de la mâchoire supérieure et l’OS articulaire de la mâchoire inférieure. Ces os se connectent les uns aux autres et sont responsables de l’articulation des mâchoires supérieure et inférieure. Cependant, chez les mammifères, cette articulation se produit dans une autre région (les os dentaires et squamosaux), ce qui « libère” ces éléments osseux pour acquérir de nouvelles fonctions., L’OS quadrate de la mâchoire supérieure reptilienne a évolué vers l’OS incus de mammifère de l’oreille moyenne, et l’OS articulaire de la mâchoire inférieure du reptile est devenu notre malleus. Ce dernier processus a été décrit pour la première fois par Reichert en 1837, lorsqu’il a observé chez l’embryon de porc que la mandibule (mâchoire) s’ossifie du côté du cartilage de Meckel, tandis que la région postérieure du cartilage de Meckel s’ossifie, se détache du reste du cartilage et pénètre dans la région de l’oreille moyenne pour devenir, Ainsi, les os de l’oreille moyenne du mammifère sont homologues à la mâchoire inférieure postérieure du reptile et aux arcs branchiaux des poissons agnathan. Le chapitre 22 détaillera des informations plus récentes concernant la relation entre le développement et l’évolution.