Что доказывает наличие у животных рудиментов. Атавизмы — раскрываем загадки природы

Атавизмы и рудименты у человека рассматривают как один из аргументов эволюционной теории. Части тела, которые сформировались у предков современных людей под давлением окружающей среды, но теперь ставшие ненужными. Органы, которые утратили изначальное значение в процессе развития эволюции человека, называют рудиментарными. , которые были характерны далеким предкам, но отсутствовали у близких, называется атавизмом.

Список основных рудиментов:

• ушные мышцы;
• зубы мудрости;
• копчик;
• аппендикс;
• пирамидальная мышца;
• эпикантус.

Рудименты у современного человека

Аппендикс – остаток органа, который у предков людей обладал пищеварительными функциями. Сейчас аппендикс может защищать от потери симбиотических бактерий, которые помогают пищеварению организма. Впрочем, этой функцией он, вероятно, обладал и у предков человека.

Ушными являются височно-теменная, передняя и задняя мышцы. Они позволяют двигать в разные стороны ушную раковину. Современный человек обходится без шевеления ушами, но у некоторых представителей вида homosapiens эта способность выражена ярко.

У современных обезьян, особенно у макак, ушные мышцы развиты намного лучше. Это связано с тем, что приматы используют их, чтобы быть предупрежденными об опасности. Но ушные мышцы шимпанзе и орангутангов, как и у людей, стали минимально развитыми и не функциональными, однако полностью не исчезли.

Зубы мудрости устроены так, чтобы пережевывать жесткую и твердую пищу растительного происхождения. Считается, что предки людей обладали более мощными челюстями, которые давали им возможность пережевывать листву. Тщательное пережевывание компенсировало неспособность переваривать целлюлозу, входившую в состав растительной пищи. Изменения в структуре питания привели к тому, что естественным путем формировались менее сильные челюсти. Но зубы мудрости сохранились. У нового поколения людей зубы мудрости стали прорезаться реже, что подтверждает эволюционную теорию рудиментов. Из-за бесполезности и даже вредности этих частей тела существует возможность хирургического удаления зубов мудрости.

Интересно, что у разных народов развитие зубов мудрости не совпадает. Аборигены Тасмании сохранили мощные челюсти и хорошо развитые зубы мудрости. У жителей Мексики, напротив, они почти не растут.

Копчик – остаток рудиментарного хвоста, который в разные периоды развития имели все млекопитающие. В период пренатального развития плод человека около четырех недель имеет хвост. Он наиболее заметен у эмбрионов, которым исполнилось от 31 до 35 дней. Хвостовая кость, расположенная в конце позвоночника, утратила свое значение для содействия равновесию и подвижности. Сейчас копчик сохраняет значение как точка крепления мышц, сухожилий и связок. Иногда врожденный дефект приводит к появлению у человека при рождении короткого хвоста.

За период с 1884 года было зарегистрировано 23 случая рождения младенцев с хвостиком. Во всем остальном эти дети были нормальными. Всем им удалили хвосты хирургическим путем, и эти дети продолжили обычную человеческую жизнь.

Во внутреннем углу глаза есть небольшая складка, полулунной. Это остаток мигательной перепонки, полупрозрачного или прозрачного третьего века, которое позволяет некоторым видам животных увлажнять глаз, не теряя видимость. У кошек, тюленей, белых медведей и верблюдов мигательная перепонка сохранилась полностью. У других млекопитающих – только ее рудименты.

Атавизмы современных людей

Человек в месяцы своего пренатального развития частично проходит эволюционный путь своих предков. Известно, что человеческие эмбрионы в разные недели существования напоминают эволюционных предков людей. В отдельных случаях атавистические признаки могут сохраниться у родившегося ребенка.

Некоторые гены, исчезнувшие фенотипически, могут не исчезнуть из ДНК человека. Они сохраняются в неактивном виде на протяжении поколений. Недостаток генетического контроля может привести к возрождению у отдельного человека спящих генов. Также оно может быть вызвано внешней стимуляцией.

Один из самых ярких примеров атавизма – волосяной покров. Общие предки людей и обезьян имели тела, покрытые густой шерстью. И сегодня случается, что волосяной покров человека покрывает все его тело, оставляя гладким только ладони и ступни ног. Бывает, что и у мужчин, и у женщин появляется дополнительная пара сосков – это тоже наследие далеких предков.

Иногда микроцефалию (маленькая голова при нормальных пропорциях остального тела) тоже считают атавизмом. Обычно эта патология сопровождается недостатком умственных способностей человека. К атавизмам относят и заячью губу, аномалию человеческого развития, которую стараются устранить хирургически.

Некоторые человеческие рефлексы также относят к атавизмам. Икота – наследие предков-амфибий. Она помогала пропускать через жаберные щели воду. Новорожденные люди обладают хватательным рефлексом. Его считают атавизмом, который люди получили от предков-приматов. Так детеныши обезьян хватались за шерсть своих матерей.

Атавизмы и рудименты частично изменились, частично получили новое значение. Можно наблюдать, что некоторые рудименты отмирают у народов, в чьей среде они становятся ненужными, но сохраняются у других, где эти части тела не стали рудиментарными.

Различие между рудиментарными и атавистическими признаками заключается в том, у каких именно предков данной особи – ближайших или отдаленных, наблюдается тот или иной признак, а также в том, является ли он нормой или отклонением.

Атавизм

Атавизмом называется такой признак, который присутствовал у эволюционных предков данного вида, но самому ныне существующему виду он не присущ. Тем не менее, гены, кодирующие его, сохраняются и продолжают передаваться из поколения в поколение. При определенных обстоятельствах эти «спящие гены» могут «проснуться», и тогда рождается особь с атавистическим признаком.

Например, у тарпана – вымершего дикого предка лошадей, на ногах имелись отметины в виде полосок. У современных лошадей их нет, но изредка рождаются особи с подобными отметинами. В начале 19 века рождение такого жеребенка у лошади, которую за 2 года до этого безрезультатно спаривали с самцом зебры, послужило толчком к возникновению лженаучной теории о телегонии.

Встречаются атавистические признаки и у людей. Иногда рождаются люди со сплошным волосяным покровом как у обезьян, с добавочными молочными железами как у , с придатком в виде хвоста. Вплоть до середины 20 века у таких людей был один путь – в ярмарочный балаган или в цирк, потешать публику своим необычной внешностью.

Рудимент

Рудиментарный признак – это тоже наследие эволюционных предков. Но если атавизм – это исключение, рудимент – правило.

Рудиментарные органы в ходе эволюции деградировали и утратили свою функциональность, но они имеются у всех представителей данного вида, следовательно, рождение особи с таким признаком не является отклонением от нормы.

Пример рудиментарного органа – глаза крота: очень маленькие, практически не видящие. Тем не менее, в норме кроты появляются на свет с глазами, рождение крота без глаз возможно лишь в результате генетической аномалии или нарушения внутриутробного развития.

Пример рудиментарного органа у человека – мышцы, окружающие ушную раковину. Другим млекопитающим они помогают шевелить ушами, прислушиваясь, но мало кто из людей способен на это. Рудиментом является копчик – деградировавший хвост.

С рудиментами не следует путать гомологические органы, которые во внутриутробном периоде возникают у всех, но полноценно развиваются и функционируют у особей лишь одного пола – например, недоразвитые молочные железы у мужчин. Не стоит смешивать с рудиментами и провизорные органы, существующие только у эмбрионов и исчезающие впоследствии.

Художники и мыслители Возрождения вслед за древними греками любовались выразительными формами человеческого тела, точностью и скоординированностью его движений. Восхищение, даже благоговение звучит в словах Леонардо да Винчи: «Рассмотри эти прекрасные мускулы, и если кажется тебе, что их много, попробуй, убавь, если мало — прибавь, а достаточно, — воздай хвалу Первому строителю столь дивной машины». В XVI—XVIII вв. многие исследователи продолжали считать, что изучение природы и человека — это чтение книги, созданной Творцом. Вряд ли кто-то из них решился бы говорить о несовершенстве творения.

Неужели в нашем теле действительно нет ничего лишнего? Ответ на этот вопрос был получен лишь в начале XIX в., когда накопились данные о строении не только человека, но и других существ. Сравнительная анатомия, ставшая к тому времени самостоятельной дисциплиной, помогла понять, что человек устроен по тому же плану, что и позвоночные животные. (Правда, проект, по которому Бог или природа творили мир, допускал, по мнению многих учёных, бесчисленные вариации.) Анатомы не могли не заметить, что одни и те же части тела — кости, мышцы, внутренние органы у разных организмов различаются по размерами форме. Иногда какие-то «детали» совсем отсутствуют, иногда очень малы и относительно плохо развиты по сравнению с подобными частями у других видов. Недоразвитые органы, представлявшиеся бесполезными, стали называть рудиментарными или рудиментами (от лат. rudimentum — «зачаток», «первооснова»). По-видимому, первым этот термин употребил в 80-х гг. XVIII в. французский натуралист Жорж Луи Бюффон.

Рудименты обнаружили не только у животных, но и у человека. Например, во внутреннем уголке глаза есть едва заметная складка, именуемая полулунной. Это остаток третьего века — мигательной перепонки, хорошо развитой у пресмыкающихся и птиц. Она служит для смазки глазного яблока жирным секретом, который выделяет специальная железа. У человека подобную функцию выполняют верхнее и нижнее веки, так что полулунная складка оказалась лишней и редуцировалась (от лат. reductio — «возвращение») — уменьшилась.

Лишними оказались также некоторые кости, мышцы, внутренние органы и их отдельные части. Например, кости копчика остатки хвостовых позвонков, которые срослись, уменьшились в размерах и упростились. Вороновидная, или коракоидная (от греч. «коракоидес» — «похожий на ворона»), кость нужна земноводным, пресмыкающимся и птицам для прикрепления передних конечностей. Млекопитающие же обошлись без неё, и у них небольшие остатки этой кости срослись с лопаткой. Утратили млекопитающие и шейные рёбра — от них остался продырявленный поперечный отросток шейных позвонков.

Классический пример рудиментарных мыши человека — ушные мышцы. Они хорошо развиты у многих млекопитающих и нужны, чтобы направлять ушные раковины на источник звука. Ещё одна рудиментарная мышца человека — пирамидальная мышца живота. А хорда — эластичная ось, благодаря которой возникли хордовые животные (человек также принадлежит к их типу), у людей превратилась в студенистую массу внутри межпозвоночных дисков.

Учёные находили всё больше «лишних органов» у человека, и предположение о совершенстве «венца творения» перестало казаться незыблемым. Рудименты не остались частностью, интересной только анатомам, а послужили для широких научных обобщений. Так, Чарлз Дарвин использовал их как одно из доказательств происхождения человека от животных. Он объяснил присутствие рудиментов тем, что в ходе эволюции некоторые органы уменьшились и почти исчезли за ненадобностью. Отсюда следует, что человек не сотворен раз и навсегда совершенным и неизменным, а рудименты лишь остатки ненужных частей тела, которые ещё не успели исчезнуть. Эволюционное учение позволило по-новому взглянуть на известные факты и уточнить, какие органы у человека следует считать рудиментами.

В 1902 г. германский анатом Роберт Видерсгейм (1848—1923) выпустил книгу, в которой перечислил не менее 107 рудиментарных органов человека, не пригодных для выполнения какой-либо функции или сильно упрошенных, способных действовать не в полной мере. К числу первых относятся волосы на теле, которые не могут защищать человека от холода; червеобразный отросток слепой кишки (аппендикс), не способный переваривать грубую растительную пишу; а также копчик, полулунная складка, остатки хорды и др. Список вторых включает эпифиз — железу внутренней секреции. По-видимому, эпифиз — рудимент теменного глаза, который был у древнейших позвоночных. Утратив свою основную функцию (зрение), он приобрёл новую — производство гормонов. Есть мнение, что и самый известный рудимент — аппендикс является органом иммунной системы.

Помимо рудиментов учёные выделяют атавизмы (отлат. atavi — «предки») — признаки, утраченные человеком в ходе эволюции и встречающиеся как редкое исключение. Хрестоматийные примеры — густой волосяной покров на теле, хвост, дополнительные соски. Существует и понятие провизорные органы (от лат. provisor — «заранее заботящийся о чём-либо»): они есть только у человеческого зародыша, а затем исчезают; их функции выполняют уже другие части тела.

В центре внимания современной биологической науки оказались исследования генома человека и других живых существ. Данные о происхождении рудиментов, вероятно, помогут выяснить, какие гены включаются или, наоборот, блокируются при развитии и редуцировании тех или иных органов.

Рудиментарными называют органы, которые утратили свое значение в ходе эволюционного развития. Они закладываются еще во внутриутробном состоянии и сохраняются на всю жизнь в отличие от так называемых провизорных (временных) органов, которые есть только у зародышей. От атавизмов рудименты отличаются тем, что первые встречаются крайне редко (сплошной волосяной покров у человека, дополнительные пары молочных желез, развитие хвоста и т. д.), вторые же - присутствуют почти у всех представителей вида. О них - рудиментарных органах человека - и поговорим.

Вообще вопрос о том, какова роль рудиментов в жизни того или иного организма и что, собственно, считать таковыми, все еще остается довольно сложным для физиологов. Ясно одно: рудиментарные органы помогают проследить путь филогенеза. Рудименты показывают наличие родства между современными и вымершими организмами. А еще эти органы в числе прочего являются доказательством действия естественного отбора, удаляющего ненужный признак. Какие же человеческие органы можно считать рудиментами?

Это нижний отдел позвоночника, который состоит из трех или пяти сросшихся позвонков. Он представляет собой не что иное, как наш рудиментарный хвост. Несмотря на рудиментарный характер, копчик является довольно важным органом (как и другие рудименты, которые, хоть и утратили большую часть своего функционала, все еще остаются весьма полезными для нашего организма).

Передние отделы копчика необходимы для прикрепления мышц и связок, которые участвуют в функционировании органов мочеполовой системы и дистальных отделов толстого кишечника (к ним крепятся копчиковая, подвздошно-копчиковая и лобково-копчиковая мышцы, которые формируют мышцу, поднимающую задний проход, а также заднепроходно-копчиковая связка). Помимо того, к копчику прикрепляется часть мышечных пучков большой ягодичной мышцы, которая отвечает за разгибание бедра. А еще копчик нужен нам для того, чтобы правильно распределять физическую нагрузку на таз.

Зубы мудрости

Это восьмые зубы в зубном ряду, в простонародье именуемые восьмеркой. Как известно, свое название «восьмерки» получили в связи с тем, что прорезаются значительно позже остальных зубов - в среднем в возрасте от 18 до 25 лет (у некоторых людей не прорезаются вообще). Зубы мудрости считаются рудиментами: в свое время они были необходимы нашим предкам, но после того как рацион питания Homo sapiens значительно изменился (уменьшилось потребление твердой и жесткой пищи, люди стали употреблять еду, подвергшуюся термической обработке), а объем мозга увеличился (вследствие чего природе «пришлось» уменьшить челюсти Homo sapiens ) - зубы мудрости решительно «отказываются» вписаться в наш зубной ряд.

Эти «хулиганы» среди зубов то и дело норовят вырасти вкривь и вкось, из-за чего изрядно мешают другим зубам и общей гигиене полости рта: вследствие неправильного расположения «восьмерок» между ними и соседними зубами то и дело застревает пища. Да и зубной щетке добраться до зубов мудрости не так-то просто, поэтому их часто поражает кариес, что приводит к удалению больного зуба. Однако при правильном расположении зубов мудрости они, к примеру, могут служить опорой для мостовидных протезов.

Аппендикс

В среднем длина придатка слепой кишки у человека составляет около 10 см, ширина - всего 1 см. Тем не менее он может доставить нам много хлопот, а в средние века «болезнь кишок» и вовсе являлась смертным приговором. Нашим предкам аппендикс помогал переваривать грубую пищу и, конечно, играл очень важную роль в функционировании всего организма. Но и сегодня этот орган вовсе не так бесполезен. Серьезную пищеварительную функцию он, правда, давно не выполняет, зато выполняет защитную, секреторную и гормональную функции.

Ушные мышцы

Представляют собой мышцы головы, окружающие ушную раковину. Ушные мышцы (точнее, то, что от них осталось) - это классический пример рудиментарных органов. Это и понятно, ведь люди, которые умеют двигать ушами, встречаются довольно редко - куда реже, чем люди, которые бы не имели копчика, аппендикса и т. п. рудиментов. Функции, которые выполняли ушные мышцы у наших предков, вполне понятны: разумеется, они помогали шевелить ушами для того, чтобы лучше слышать приближающегося хищника, соперника, сородичей или добычу.

Пирамидальная мышца живота

Относится к передней группе мышц области живота, однако в сравнении с прямой мышцей имеет очень небольшие размеры, а по внешнему виду напоминает небольшой треугольник из мышечной ткани. Пирамидальная мышца живота – рудимент. Она имеет значение только у сумчатых животных. У многих людей она отсутствует вовсе. У тех же, кто является счастливым обладателем этой мышцы, она натягивает так называемую белую линию живота.

Эпикантус

Этот рудимент характерен только для монголоидной расы (или, например, для африканских бушменов - самого древнего народа на планете, потомками которого, по сути, все мы и являемся) и представляет собой кожную складку верхнего века, которую мы видим при восточном разрезе глаз. К слову, именно благодаря этой складке и создается эффект «узких» монголоидных глаз.

Причины возникновения эпикантуса точно не известны. Но большинство исследователей склоняются к версии о том, что кожная складка на верхнем веке возникла вследствие природных условий проживания человека - к примеру, в условиях суровых холодов или, напротив, пустынь и жаркого солнца, когда эпикантус призван защищать глаза.

Морганиевы желудочки гортани

Этот орган представляет собой мешковидные углубления, находящиеся между истинными и ложными голосовыми складками по правой и левой сторонам гортани. Они имеют значение для создания так называемой общей резонаторной камеры, то есть резонансного голоса. Видимо, морганиевы желудочки нужны были нашим предкам для того, чтобы создавать серию определенных звуков и защищать гортань.

К рудиментарным органам можно отнести и некоторые другие, кроме того, у представителей определенных рас могут быть свои рудименты, не характерные для других рас. Например, стеатопигия у вышеупомянутых бушменов и родственных им готтентотов - отложение большого количества жира на ягодицах. Запасы жира при этом играют ту же функцию, что и горбы у верблюдов.

Стеатопигия / ©Flickr

Атавизмы и рудименты, примеры которых будут рассмотрены в нашей статье, являются неопровержимыми доказательствами эволюционной теории развития живых организмов. Что означают эти понятия и каково значение их открытия для современной науки?

Доказательства эволюции

Эволюцией называют развития всего живого от простого к сложному. Это значит, что с течением времени организмы сменяли друг друга. Каждое последующее поколение обладало более прогрессивными особенностями строения, что обусловило их приспособление к новым условиям жизни. А это значит, что организмы, относящиеся к разным систематическим единицам, должны обладать сходными чертами.

К примеру, передние конечности птиц и состоят из одинаковых отделов. Это плечо, предплечье и кисть. Но поскольку птицы приспособлены к полету эта конечность у них превращается в крылья, а у водных обитателей видоизменяется в ласты.Такие органы называются гомологичными.

Еще одним доказательством теории эволюции являются аналогии. Так, и у насекомых, и у летучих мышей есть крылья. Но у первых они являются производными эпителиальной ткани, а у вторых представляют собой кожную складку между передней и задней конечностями. Эти органы имеют разное происхождение, но обладают общими чертами строения и функционирования. Это явление возникло вследствие расхождения признаков, или дивергенции.

Атавизмы и рудименты, примеры которых изучает сравнительная анатомия, также являются прямыми доказательствами взаимосвязи всего живого между собой.

Что такое рудимент?

О некоторых органах говорят "развиты рудиментарно". Это значит - недостаточно для полноценного осуществления предназначенных функций. И действительно, рудиментами называют органы, которые в процессе эволюции утратили свое первоначальное значение. С одной стороны, они в определенной степени развиты, а с другой - находятся на стадии исчезновения. Типичные примеры рудиментов - это изменение формы ушной раковины и степени развития мышц, которые ее окружают. Нашим предкам каждую минуту было необходимо прислушиваться к приближению опасности или долгожданной добычи. Поэтому форма раковины была более острая, а мышцы обеспечивали ее движение. Современному человеку способность шевелить ушами вряд ли пригодится в повседневной жизнедеятельности. Поэтому особей с такими навыками можно встретить очень редко.

Примеры рудиментов у человека и животных

Недостаточно развитые органы, присущие предкам, встречаются у животных достаточно часто. Примеры рудиментов - это наличие у человека копчика, который является остатком хвостового отдела позвоночника, а также зубов мудрости, необходимых для пережевывания грубой и необработанной пищи. На данном этапе мы практически не используем эти части организма. Аппендикс - рудимент, который человек предположительно унаследовал от травоядных животных. Эта часть пищеварительной системы выделяет ферменты и участвует в процессах расщепления, но по сравнению с предками значительно укорочена. Для сравнения: у человека его средняя длина составляет около 10 см, а у овцы или верблюда - несколько метров.

Список рудиментов человека продолжает третье веко. У пресмыкающихся животных эта структура увлажняет и очищает наружную оболочку глаза. У человека оно неподвижно, имеет маленький размер, а вышеперечисленные функции выполняет верхнее веко. Рудиментом является и рубец на верхнем небе человека - это зачатки следующего ряда зубов, в которых у человека нет необходимости.

Рудиментами животных являются скрытые внутри тела задние конечности китов, и жужжальца двукрылых насекомых, которыея являются видоизмененной парой крыльев. А вот у змей конечности совсем не развиты, поскольку благодаря особенностям их опороно-двигательной системы, необходимость в них полностью отсутствует.

Рудименты: фото растений

Рудиментарные органы есть и у растений. К примеру, сорняк пырей имеет хорошо развитое корневище, которое представляет собой подземный побег с удлиненными междоузлиями. На нем хорошо заметны небольшие чешуйки, которые являются рудиментарными листьями. Поскольку под землей она не смогут выполнять свою основную функцию - осуществление фотосинтеза, то и в их развитии нет необходимости. Рудиментом является и зачаточный пестик в виде бугорка в тычиночном цветке огурцов.

Что такое атавизмы?

Еще одним доказательством эволюции являются атавизмы. Можно сказать, что это понятие противоположно рудиментам. Атавизмами называют проявление у отдельных особей признаков, свойственных им далеким предкам. Их наличие также свидетельствует об определенной степени родства в ряду поколений. На ранних стадиях развития зародыша есть и хвост, и жаберные мешки. Если эмбриогенез происходит правильно, эти структуры прекращают свое развитие. При нарушении процесса развития на свет могут появиться особи с несвойственными им чертами строения. Поэтому, хвостатый мальчик и человек-амфибия - не просто фантазия.

Атавизмы человека

Кроме появления хвоста типичными атавизмами у человека являются чрезмерный волосяной покров тела. Иногда он значительно превышает норму. Известны случаи, когда волосы покрывали все тело человека, кроме ладоней и ступней ног. Атавизмом считается и появление дополнительных молочных желез на теле, причем возникать подобное может как у женщин, так и у мужчин. Этот признак унаследован от млекопитающих, у которых рождалось много детей. При этом возникала потребность выкармливать всех их одновременно. У человека такой потребности нет.

Второй ряд зубов - также черта, присущая нашим далеким предкам. К примеру, у акулы их несколько рядов. Это необходимо хищникам для эффективного захвата и удержания добычи. Существует мнение, что атавизмом можно считать и микроцефалию. Это генетическое заболевание, которое проявляется в уменьшении размеров головного мозга и черепа. При этом все остальные пропорции тела остаются в норме. Это влечет за собой умственную отсталость.

Человек прявляет некоторые признаки животных и в виде рефлексов. К примеру, икота является типичной чертой древних амфибий. Эта реакция была необходима им для пропускания воды сквозь органы дыхания. А который особенно сильно развит у детей, является проявлением такового у млекопитающих. Они хватались за шерсть родителей, чтобы не потеряться.

Атавизмы животных и растений

Примерами проявления черт предков у животных является появление шерсти или задних конечностей у китообразных. Это является доказательством происхождения данных животных от вымерших копытных млекопитающих. Атавизмами также является развитие дополнительных пальцев у современных лошадей, подвижных конечностей у змей и У первоцветов иногда наблюдается увеличение количества тычинок до 10. Именно столько имели предки современных растений. Хотя у современных видов всего 5 тычинок.

Причины эволюционных изменений

Как видите, рудименты и атавизмы проявляются у многих видов растений и животных. Это свидетельствует об определенной степени родства между представителями разных систематических единиц в пределах одного царства. Эволюционные изменения всегда происходят в сторону их усложнения, вследствие чего живые организмы имеют возможность лучше приспособиться к тем или иныи условиям обитания.

Рассмотрев примеры рудиментов и атавизмов, мы убедились в общности и состоятельности теории эволюции.