W pierwszej połowie XIX wieku niemieccy naukowcy E. Haeckel i F. Müller przeprowadzili poważne embriologiczne i porównawcze badania anatomiczne, które doprowadziły do stworzenia prawa biogenetycznego i rozwinięcia idei analogii, homologii, atawizmy i podstawy. Ten artykuł będzie poświęcony badaniu takiej grupy organizmów żywych zawierających narządy homologiczne. Są to szeroko rozpowszechnione na świecie obiekty roślinne i zwierzęce, w których części ciała mają wspólne pochodzenie i jeden plan konstrukcyjny, chociaż mogą się znacznie różnić w wyglądzie. Co doprowadziło do ich pojawienia się?
Przyczyny wystąpienia
Procesy ewolucyjne zachodzą w populacjach istot żywych i leżą u podstaw mikroewolucji. Pojawienie się nowych gatunków jest możliwe dzięki kumulacji narastających różnic w organizmach, wpływających zarówno na ich strukturę, jak i funkcje. Proces prowadzący do rozbieżności cech morfologicznych i anatomicznych, który zachodzi w odpowiedzi organizmu na zmieniające się czynniki środowiskowe, nazywamy dywergencją. Homologie to części ciała osobników, które przeszły dobór naturalny i powstały w wyniku adaptacji do warunków ich siedliska. Są szczegółowo badane w toku zoologii. Przyjrzyjmy się im bliżej.
Cechy budowy kręgowców
Kończyny przednie wszystkich ssaków składają się z tych samych kości: kości ramiennej, łokciowej, promieniowej, nadgarstka, śródręcza i paliczków palców. Ale różne warunki środowiskowe wraz z przebiegiem ewolucji pozostawiły swoje piętno zarówno na kształcie szkieletu kończyny przedniej, jak i na jej funkcjach. Wystarczy porównać wygląd, kształt i wielkość tej części ciała np. żyrafy, małpy czy kreta. To właśnie rozbieżność leży u podstaw pojawienia się takich organów jako homologów. Potwierdzają to porównawcze badania anatomiczne nie tylko wśród różnych grup zwierząt, ale także w świecie roślin. Przyjrzyjmy się im w następnym akapicie.
Modyfikacje organów wegetatywnych
Podczas ontogenezy przedstawiciele świata flory nie tylko nabywają nowe cechy, ale także modyfikują części swojego ciała. W botanice zjawisko to nazywane jest modyfikacją części wegetatywnych i uważane jest za adaptację powstałą w trakcie filogenezy. Można to obserwować z przedstawicielami działu roślin kwitnących. W nich prowadzi to do pojawienia się struktur, takich jak homologi. Przejawia się to w postaci adaptacyjnej reakcji organizmu na czynniki środowiskowe. Wiadomo, że system korzeniowy wszystkich roślin nasiennych rozwija się z korzenia germinalnego według jednego planu i spełnia funkcje wspólne dla wszystkich gatunków:utrwalanie w glebie, wspomaganie, wchłanianie i przewodzenie wody i roztworów substancji mineralnych. Jednak wygląd korzeni może się znacznie zmienić, jeśli zaczną pełnić specjalne funkcje. Tak więc szczudłate korzenie pandanusa rosnącego na tropikalnych bagnach są homologiczne.
Utrzymują spód łodygi całkowicie zanurzony w wodzie, zapobiegając jej gniciu. U storczyków korzenie powietrzne są homologiczne z narządem podziemnym - biorą udział w wydobywaniu dodatkowych objętości powietrza, które roślina może oddychać. Służą jako zbiornik gromadzący skrobię i inne związki organiczne, korzenie buraków i marchwi, bulwy topinamburu i dalii. Wszystkie te modyfikacje są homologami. Biologia twierdzi to nie bez powodu, ponieważ odpowiadają one sobie nawzajem i ogólnej zasadzie struktury podziemnego organu - korzenia.
Homologie w ludzkim ciele
Przedstawiciele klasy kręgowców, do której należy Homo sapiens, mają jeden plan strukturalny układu mięśniowo-szkieletowego, w szczególności jego część osiową – kręgosłup.
Ale osoba ma cechy, które powstały jako przystosowanie do wyprostowanej postawy, na przykład kształt kręgosłupa przypomina łacińską literę S. Ponadto szkielet kończyny górnej składa się z tych samych kości podobnie jak u zwierząt, paliczek kciuka przeciwstawia się pozostałym czterem palcom, co jest wynikiem zdolności do pracy. Homologami są wszystkie wymienione przykłady, które powstały w procesie antropogenezy.
