półka na książki (Polski)

homologie embrionalne

jedną z najważniejszych różnic dokonywanych przez embriologów ewolucyjnych była różnica między analogią a homologią. Oba terminy odnoszą się do struktur, które wydają się być podobne. Struktury homologiczne to te narządy, których podstawowe podobieństwo wynika z ich pochodzenia ze wspólnej struktury przodków. Na przykład skrzydło ptaka i kończyna przednia człowieka są homologiczne. Ponadto ich odpowiednie części są homologiczne (rysunek 1.13)., Struktury analogiczne to takie, których podobieństwo wynika z pełnienia przez nie podobnej funkcji, a nie ze wspólnego przodka. Dlatego na przykład skrzydło motyla i skrzydło ptaka są analogiczne. Oba typy skrzydeł mają wspólną funkcję (i dlatego oba są nazywane skrzydłami), ale skrzydło ptaka i skrzydło owadów nie powstały z pierwotnej struktury przodków, które zostały zmodyfikowane w wyniku ewolucji w skrzydła ptaka i skrzydła motyla.

Homologie muszą być wykonane starannie i zawsze muszą odnosić się do porównywanego poziomu organizacji. Na przykład skrzydło ptaka i skrzydło nietoperza są homologiczne jako kończyny przednie, ale nie jako skrzydła., Innymi słowy, mają wspólną podstawową strukturę kości przednich, ponieważ ptaki i ssaki mają wspólnego przodka. Jednak skrzydło ptaka rozwinęło się niezależnie od skrzydła nietoperza. Nietoperze pochodzą z długiej linii ssaków bezskrzydłych, a struktura skrzydła nietoperza znacznie różni się od struktury skrzydła ptaka.

jednym z najbardziej znanych przypadków homologii zarodkowej jest chrząstka skrzelowa ryby, szczęka gadów i ucho środkowe ssaków (recenzowane w Gould 1990)., Po pierwsze, łuki skrzelowe ryb bezszczękowych (agnathan) zostały zmodyfikowane, aby utworzyć szczękę ryb żuchwowych. U ryb bezszczotkowych za bezszczotkowym pyskiem otwierał się szereg skrzeli. Kiedy szczeliny skrzelowe stały się podparte przez elementy chrzęstne, pierwszy zestaw tych podpór skrzelowych otaczał usta tworząc szczękę. Istnieje wiele dowodów na to, że szczęki są zmodyfikowanymi podpórkami skrzelowymi. Po pierwsze, oba te zestawy kości są wykonane z komórek grzebienia nerwowego. (Większość innych kości pochodzi z tkanki mezodermalnej.) Po drugie, obie struktury tworzą się z górnych i dolnych prętów, które wyginają się do przodu i są zawiasami w środku., Po trzecie, mięśnie szczęki wydają się być homologiczne do oryginalnej muskulatury skrzelowej. Tak więc szczęka kręgowców wydaje się być homologiczna do łuków skrzelowych ryb bez szczęki.

ale historia nie kończy się na tym. Górna część drugiego łuku zarodkowego podtrzymującego skrzela stała się kością hyomandibular u ryb żuchwowych. Element ten wspiera czaszkę i łączy szczękę z czaszką(rysunek 1.14 A). Kiedy kręgowce pojawiły się na lądzie, miały nowy problem: jak słyszeć w medium tak cienkim jak powietrze., Kość hiomandibular dzieje się w pobliżu otic (ucho) kapsułki, a materiał kostny jest doskonały do przesyłania dźwięku. W ten sposób kość hiomandibular pierwszych płazów, wciąż funkcjonująca jako orteza czaszki, zaczęła funkcjonować również jako przetwornik dźwięku (Clack 1989). Ponieważ kręgowce lądowe zmieniały swój ruch, budowę szczęki i postawę, czaszka stała się mocno przymocowana do reszty czaszki i nie potrzebowała klamry hyomandibular. Wydaje się, że kość hiomandibular wyspecjalizowała się w kości strzemiączkowej ucha środkowego., To, co było wtórną funkcją tej Kości, stało się jej podstawową funkcją.

zmieniły się również oryginalne kości szczęki. Pierwszy łuk zarodkowy wytwarza aparat szczękowy. U płazów, gadów i ptaków tylna część tej chrząstki tworzy czworoboczną kość szczęki górnej i kość stawową żuchwy dolnej. Kości te łączą się ze sobą i są odpowiedzialne za artykulację górnej i dolnej szczęki. Jednak u ssaków artykulacja ta występuje w innym regionie (kości zębowe i kości płaszczowej), w ten sposób „uwalniając” te elementy kostne, aby uzyskać nowe funkcje., Czworoboczna kość gada górnej szczęki przekształciła się w kość inkusową ssaków ucha środkowego, a kość stawowa dolnej szczęki gada stała się naszym malleusem. Ten ostatni proces został po raz pierwszy opisany przez Reicherta w 1837 roku, kiedy zauważył w zarodku świni, że żuchwa (kość szczękowa) kostnieje po stronie chrząstki Meckela, podczas gdy tylny region chrząstki Meckela kostnieje, odłącza się od reszty chrząstki i wchodzi w obszar ucha środkowego,aby stać się malleus (rysunek 1.14 B, C)., Tak więc kości ucha środkowego ssaka są homologiczne do tylnej dolnej szczęki gada i do łuków skrzelowych ryb agnathana. Rozdział 22 zawiera bardziej aktualne informacje dotyczące związku rozwoju z ewolucją.