Гомологичные и аналогичные органы¶

Гомологичные органы — органы разных организмов, сходные по строению и происхождению, но различающиеся по функции. Аналогичные органы — органы, сходные по выполняемой функции, но различающиеся по строению и происхождению. Противопоставление гомологичных и аналогичных органов является одним из ключевых доказательств эволюции и одним из основных методов сравнительной анатомии.

¶История понятия

Понятие гомологии было введено в биологию Ричардом Оуэном в 1848 году, хотя само явление описывалось и раньше. Оуэн определил гомологию как «один и тот же орган в разных животных, выполняющий одну и ту же функцию, но имеющий разное строение и разное происхождение» — так называемая «идеальная гомология». В 1859 году Чарлз Дарвин в «Происхождении видов» предложил эволюционное объяснение гомологии: сходство строения объясняется наследованием от общего предка, а различие функций — приспособлением к разным условиям жизни.

Аналогию как явление Оуэн также описал, но именно Дарвин и его последователи показали, что аналогичные органы возникают независимо у разных групп в результате конвергентной эволюции — сходного приспособления к сходным условиям.

¶Гомологичные органы

¶Признаки гомологии

Гомологичные органы характеризуются:

• сходным планом строения (одинаковым набором тканей, костей, сосудов);
• сходным положением в теле и связями с другими органами;
• сходным эмбриональным развитием;
• сходным кровоснабжением и иннервацией;
• различием в функции и, часто, во внешнем виде.

¶Виды гомологии

Различают несколько типов гомологии:

¶Классический пример

Наиболее известный пример гомологичных органов — передняя конечность позвоночных: рука человека, крыло летучей мыши, плавник кита, лапа кошки и копыто лошади. Все они построены по единому плану: плечевая кость, две кости предплечья (лучевая и локтевая), запястные кости, пястные кости и фаланги пальцев. При этом рука служит для хватания, крыло — для полёта, плавник — для плавания, копыто — для бега.

Другие примеры гомологичных органов:

• конечности членистоногих и позвоночных (внутри групп);
• челюсти млекопитающих, происходящие из жаберных дуг;
• листья растений, видоизменённые в колючки, усы, соцветия;
• сердце трёхкамерное у пресмыкающихся и четырёхкамерное у птиц и млекопитающих.

¶Аналогичные органы

¶Признаки аналогии

Аналогичные органы характеризуются:

• сходством выполняемой функции;
• различием в строении и плане организации;
• различием в происхождении (разные предковые структуры);
• различием в эмбриональном развитии;
• сходством условий жизни, приведших к сходной адаптации.

¶Примеры аналогичных органов

• Крыло насекомого и крыло птицы: оба служат для полёта, но у насекомого это выросты кутикулы, а у птицы — видоизменённая передняя конечность с перьями.
• Глаза человека (фотоаппаратный тип) и глаза моллюска (фотоцилиндрический тип): оба обеспечивают зрение, но строятся по разному плану.
• Плавник акулы и плавник дельфина: оба служат для плавания, но первый — видоизменённый кожный вырост, второй — конечность.
• Крыло стрекозы и крыло стрижа: оба — органы полёта, но у стрекозы это мембраны с жилками, у стрижа — конечность с перьями.
• Колючки кактуса и колючки барбариса: оба — защитные структуры, но у кактуса это видоизменённые листья, у барбариса — видоизменённые побеги.

¶Гомология и аналогия в систематике

Гомологичные органы используются как основной критерий при построении систем организмов: сходство строения указывает на общее происхождение. Именно поэтому передняя конечность млекопитающих считается гомологичной у всех представителей класса, независимо от её функции.

Аналогичные органы, напротив, не могут служить основанием для объединения таксонов: их сходство объясняется конвергентной эволюцией, а не родством. Ошибочное объединение организмов по аналогичным признакам — распространённая ошибка в систематике, которую называют «аналогией» или «гомеоморфией».

¶Значение

Сравнение гомологичных и аналогичных органов является одним из анатомических доказательств эволюции. Гомология показывает единство плана строения и общее происхождение организмов, а аналогия — возможность независимого развития сходных адаптаций в сходных условиях. Оба явления используются в палеонтологии, эволюционной морфологии и систематике для реконструкции родственных связей между организмами.

¶Источники

• Дарвин Ч. Происхождение видов путём естественного отбора. — 1859.
• Оуэн Р. On the Nature of Limbs. — 1848.
• Тимофеев-Ресовский Н. В., Яблоков А. В., Кузьмин Д. Г. Очерки по теории эволюции. — М.: Наука, 1969.
• Шванвич Б. Н. Курс общей зоологии. — М.: Высшая школа, 1974.
• Мечников И. И. Лекции о сравнительной анатомии позвоночных. — СПб., 1892.