Рудимент - это орган, основное значение которого было утрачено в процессе эволюционного развития организма. Под данное понятие попадают также структуры, редуцированные и отличающиеся меньшими возможностями по сравнению с соответствующими структурами у иных организмов. Считалось, что рудиментарные органы совершенно бесполезны, но многие из них и сейчас выполняют некоторые малозначимые или относительно простые функции при помощи структур, скорее всего, предназначенных для более сложных целей.

Странные подарки эволюции

К началу XIX века сравнительная анатомия, известная также как сравнительная морфология, сложилась как самостоятельная биологическая дисциплина, рассматривающая общие закономерности развития и строения органов путем сопоставления разнообразных видов живых существ на разных этапах эмбриогенеза. Она стала доказательной базой происхождения человека от иных представителей животного мира. Анатомами были выявлены одни и те же органы у разных организмов, отличающиеся по размерам и форме. Были замечены случаи полного отсутствия некоторых из них или относительно плохая развитость по сравнению с теми же органами у других видов. Недоразвитые органы стали называть рудиментарными (от лат. rudimentum - "начальная ступень, зачаток"). Они представлялись бесполезными и находящимися на пути к исчезновению.

Рудимент - это орган, который закладывался в ходе но со временем переставал развиваться. У взрослых форм в дальнейшем он оставался в недоразвитом состоянии. Подобные органы или их части можно обнаружить почти у каждого вида животных и растений. По сравнению с гомологичными (подобными) структурами близких организмов они либо недоразвиты, либо лишены какой-нибудь важной составляющей.

Встречаются подобные органы и в нашем организме. Так, например, зубы мудрости - рудимент человека. Этотакже такие органы, как третье веко, или эпикантус, копчик, червеобразный отросток мышцы ушей, обуславливающие их подвижность, волосяной покров на туловище, конечностях. Всего в человеческом организме их можно насчитать более 100. Они представляют собой остатки тех органов, которые у соответствующей предковой формы имели вполне развитый вид.

Доказательства исторического развития органического мира

Рудиментарные органы в результате каких-либо изменений в окружающей среде, в образе жизни определенного вида утрачивали свое значение для выживания и постепенно переставали функционировать. Не следует забывать о постоянно происходящих мутациях, которые приводили к уменьшению размеров различных органов, ослаблению их функций. В случае их немалого значения для выживания претерпевающие мутации организмы элиминировались.

Структуру, находящуюся в процессе элиминации, относят к понятию "рудимент". Этосвоеобразныйпроцесс эволюции, в основе которого лежат мутации, наследственные изменения некоторых особей. В организмах с незначительным развитием системы регуляторных корреляций (взаимосвязей) медленно осуществляется коадаптация частей. Она проходит в порядке более жизненных, гармонических соотношений. Это взаимное закономерное функциональное приспособление в ходе эволюционного преобразования каких-либо органов одной особи или их группы, а также различных живых существ одного биоценоза.

Подобным примером рудиментарной структуры человека может служить аппендикс (червеобразный отросток). Это остаток слепого выроста, некогда являвшегося большим функционирующим органом в пищеварительной системе травоядных животных. Его функции достаточно ясны. Богатая клетчаткой пища для своего переваривания требует длительного времени, слепой вырост представляет собой место, в котором с участием обитающей в нем микрофлоры проходит постепенный процесс переваривания растительной целлюлозы. В ходе эволюционного развития наши предки стали употреблять меньше клетчатки, а больше мяса, что привело к постепенному уменьшению слепого выроста. Он превратился в рудимент, но далеко не бесполезный. Его роль в поддержании иммунитета человека достаточно существенна. Аппендикс сохраняет оригинальную микрофлору толстой кишки, являясь инкубатором кишечной палочки. Людям с удаленным аппендиксом после перенесенных инфекционных заболеваний намного труднее вернуть микрофлору кишечника в норму. Вот почему червеобразный отросток нередко называют своеобразной фермой для размножения полезных микроорганизмов. Есть утверждения, что удаление аппендикса увеличивает риск новообразований злокачественной природы.

Рудименты у животных

У других живых существ также определено немало органов, утративших свои функции в течение закономерного исторического развития организмов и находящихся на пути к исчезновению. Это, например, расположенные в толще брюшных мышц кости у питонов и китов, являющиеся рудиментами задних конечностей. Рудиментарным органом у животных, обитающих в темноте, являются глаза. У бескрылых птиц это зачаточные кости крыла. Немало органов, утративших свое первоначальное значение, и у растений. Так, на корневищах ландыша, пырея, папоротника были обнаружены чешуйки, являющиеся рудиментами листьев. В краевых соцветиях сложноцветных под лупой хорошо просматриваются недоразвитые тычинки. У тычиночных цветков огурца остаток пестика, имеющийся в центре бугорка, - также рудимент. Это все существенные доказательства исторического развития органического мира.

Атавизмы

Ученые выделяют также проявления у определенных особей признаков, которые были свойственны их отдаленным предкам, но отсутствуют у ближайших представителей. Подобные проявления названы атавизмами. Наиболее характерные их примеры - это хвостовидный придаток, фистулы в горле, чересчур выраженный волосяной покров, наличие добавочных пар молочных желез и другие. Эти признаки, утраченные в ходе эволюции, встречаются как редкое исключение.

Следует заметить, что атавизмы и рудименты - это не идентичные понятия. Рудименты наличествуют у всех особей вида, им присущи определенные функции. Атавизмы встречаются лишь у некоторых представителей и не несут каких-либо функций. Их, кстати, не стоит путать с аномалиями развития, имеющими другую природу, такими как разветвленные ребра, явление шестипалости и другие.

Все обнаруженные рудименты и атавизмы - это признаки,соответствующие определенному этапу развития эволюционного дерева. Явным доказательством этого является то, что органы, ставшие бесполезными для организма, могут сохраняться на протяжении долгого периода времени, постепенно редуцируясь и разрушаясь в дальнейшем из-за мутаций.

В современной биологической науке и сегодня в центре внимания исследования генома живых существ, включая и человека. Данные о происхождении рудиментарных органов помогут дать ответ на один из актуальных вопросов о том, какие гены включаются или же блокируются при развитии и редуцировании зачаточных органов.

«Рудиментарный орган» в технике

Понятие рудимент в переносном значении как пережиток исчезнувшего явления используется и в технике. В развитии технического прогресса прослеживается явная аналогия с биологической эволюцией. Здесь также часто рудиментами называют части механизмов, машин или иных устройств, утративших свой смысл на современном этапе развития определенной системы, но продолжавших сохраняться в целях совместимости с ранее принятыми стандартами. в компьютерной технике служат модем, флоппи-дисковод. В автомобильной технике «рудиментарным органом» является в авиации таким примером служит автоматический радиокомпас.

Вопрос 1. Докажите существование эволюции с точки зрения эмбриологии.

Все многоклеточные организмы, способные к половому размножению, развиваются из одной оплодотворенной яйцеклетки. При этом хоро­шо заметно сходство ранних стадий формирова­ния эмбриона с таковыми у достаточно далеких (с точки зрения эволюционного родства) групп организмов. Эмбрион в своем развитии повторя­ет стадии зародышевого развития предковых форм, и чем ближе родство двух видов (таксо­нов), тем больше стадий совпадает. Например, у всех зародышей птиц и млекопитающих закла­дывается двухкамерное сердце и появляются жаберные щели, характерные для рыб. Однако позже нарастают отличия эмбриона млекопи­тающего от эмбриона птицы. Еще позднее, чем отличия между классами, начинают формиро­ваться признаки, характерные для рода и вида. Все это доказывает, что организмы имеют общее эволюционное происхождение, которое можно проследить по зародышевым стадиям.

Вопрос 2. Расскажите о палеонтологических доказательствах эволюционного процесса.

В процессе изучения ископаемых остатков живых организмов были установлены следую­щие закономерности:

в наиболее древних породах разнообразие организмов невелико, оно становится тем больше, чем более молодые породы мы иссле­дуем;
более древние организмы имеют относи­тельно простое строение; усложнение органи­зации также идет в направлении более моло­дых отложений;
обнаружен целый ряд переходных форм между таксонами, которые в настоящее время четко разделены (зверозубые ящеры, архео­птерикс и др.), что доказывает происхождение таких таксонов от общих предков;
найдены предковые формы многих ныне живущих видов.

На основании палеонтологических данных удалось установить, как происходил филоге­нез (эволюционное развитие) многих групп ор­ганизмов. В некоторых случаях (лошади, сло­ны) удалось построить даже так называемые филогенетические ряды — непрерывные по­следовательности предковых форм.

Вопрос 3. Какие органы называют гомологич­ными, какие — аналогичными?

Гомологичные органы формируются в процессе эмбрионального развития из одних и тех же зачатков и выполняют сходные функ­ции. Примером гомологичных органов явля­ются конечности всех наземных позвоночных.

Аналогичные органы имеют разное про­исхождение и строение, но характеризуются внешним сходством и выполняют одинаковые функции. В качестве примера можно привести конечности собаки и конечности муравья, крыло бабочки и крыло летучей мыши.

Вопрос 4. Приведите примеры сходства стро­ения органов у неродственных групп животных, обитающих в одинаковых условиях.

Примером может являться развитие крыль­ев у организмов, освоивших воздушную среду обитания. Крылья бабочек и стрекоз не родст­венны крыльям птиц и летучих мышей, хотя и выполняют те же функции. Другие примеры: хвостовые плавники акулы, дельфина и ихтио­завра; «стреляющие» языки лягушки и хаме­леона; глаз осьминога и глаз человека.

Вопрос 5. В чем причина появления рудимен­тов и атавизмов? Почему они служат доказательст­вами процесса эволюции?

Рудименты — это органы, утратившие в процессе эволюции свое значение. Они закла­дываются во время эмбриогенеза, но полно­стью не развиваются. Причиной наличия ру­диментов является то, что у предковых форм была необходимость в соответствующих орга­нах, однако затем она исчезла, и органы под­верглись дегенерации. Наличие рудиментов — доказательство процесса эволюции, как изме­нения строения органов при изменении усло­вий окружающей среды. Примерами рудимен­тов являются третье веко и ушные мышцы человека, остатки тазового пояса у змей и ки­тообразных, «глаза» пещерных и подземных животных.

Атавизмы — это появляющиеся у отдель­ных особей признаки, характерные для пред­ковых форм, но утраченные в процессе эволю­ции. Причиной возникновения атавизмов яв­ляется активация обычно заблокированных генов, ответственных за развитие таких при­знаков. В норме эти гены, доставшиеся орга­низму от предков, не проявляются. Например, у современной лошади может развиться трех­палая конечность вместо однопалой. Атавиз­мы встречаются и у человека, например допол­нительная пара молочных желез, хвост, воло­сяной покров на лице.

Рудименты и атавизмы – доказательство эволюции?

Доказательство эволюции материалисты видят в рудиментах и атавизмах. Рудиментами (лат. rudimentum – зачаток, начальная ступень) материалисты называют органы, имеющие меньше возможностей по сравнению с подобными органами у других существ, что воспринимается как утрата со временем их основного значения. Например, многие птицы с помощью крыльев летают, а страусы пользуются крыльями для поддержания равновесия на бегу, стряхивания насекомых, брачных танцев и др. Одним из самых известных человеческих рудиментов считается копчик, принимаемый за остаток хвоста.

Термин «атавизм» в настоящее время вышел из научного употребления, однако вне академических кругов его продолжают использовать. Под атавизмом (лат. atavismus , от atavis – предок) понимается наличие у особи признаков, свойственных якобы отдаленным предкам. Например, у человека это волосяной покров на частях тела, где обычно его нет.

С первого взгляда, особенно если верить в эволюцию, рудименты и атавизмы вполне могут служить подтверждением теории Дарвина. Однако они хорошо объяснимы и концепцией творения.

Во второй половине XIX в. вместе с ростом популярности теории эволюции увеличился и интерес ко всему, что ее так или иначе подтверждало. Уже широко известный в то время Чарльз Дарвин в своей книге «Происхождение человека и половой отбор» (1871) перечислил ряд органов, которые он отнес к рудиментарным. В конце XIX в. – начале XX в. многие ученые с воодушевлением искали «ненужные» органы в теле человека. И были обрадованы тем, что их оказалось немало – около двухсот. Однако со временем их список начал редеть, так как были установлены их полезные свойства: одни органы производили необходимые гормоны, другие – вступали в работу при определенных внешних условиях, третьи – были нужны на определенной стадии развития организма, четвертые – выступали как резерв. Поэтому, вероятнее всего, скоро понятие «рудимент» будет пересмотрено.

Вот что, например, написано о копчике в энциклопедии «Википедия»: «Копчик имеет довольно важное функциональное значение. Передние отделы копчика служат для прикрепления мышц и связок… Помимо этого, копчик играет роль в распределении физической нагрузки на анатомические структуры таза, служа важной точкой опоры… при наклоне сидящего человека». А вот что там же можно прочитать об аппендиксе: «Аппендикс – это… своеобразная «ферма», где размножаются полезные микроорганизмы... Аппендикс играет спасительную роль для сохранения микрофлоры».

Рис. Органы, которые сегодня называют рудиментами, играют каждый свою роль в функционировании организма

То есть органы, считаемые рудиментами, играют каждый свою роль в функционировании организма. Попробуйте отнять у страуса крылья. Этому живому существу без них будет лучше или хуже? Ответ очевиден: крылья, хоть они и менее функциональны, чем у летающих птиц, страусу нужны. Если же рудименты нужны организму, значит, они не доказывают эволюцию! Вот если бы в нашем теле нашлись совсем ненужные элементы как остатки развития «от простого к сложному», то это было бы весомым подтверждением теории Дарвина. Однако все существа имеют оптимальное функциональное строение, и каждый по-своему гармоничен, указывая на создавшего его Автора.

Что касается атавизмов, это отдельная история. Дело в том, что данный термин уже не совсем научен, и потому неоднозначен. Давайте, например, рассмотрим волосы. Они нужны для терморегуляции, защищают от трения, микротравм, раздражения, опрелостей... Также они играют важную роль в работе кожи. Рядом с волосяной луковицей расположены потовые и сальные железы. Выводные протоки части потовых и большинства сальных желез выходят на поверхность кожи вместе с волосом. Кожное сало препятствует развитию микроорганизмов, смягчает кожу и придает ей эластичность. Однако если у какого-то человека все тело покрыто волосами, то такую патологию материалисты называют атавизмом и связывают с далекими предками. Почему? Да потому что обезьяны и многие другие животные полностью покрыты шерстью. Но шерсть, хоть и имеет сходство с человеческими волосами, существенно отличается от них. Избыточная волосатость людей – это просто болезнь, хорошо известная медикам под названием гипертрихоз.

К отголоскам «нашего животного прошлого» относят и дополнительные недоразвитые соски, которые иногда встречаются у людей. Хотя эти соски явно человеческие, а не коровьи или обезьяньи. Также атавизмом некоторые материалисты считают «хвост» – редко встречающееся у людей удлинение в области копчика. Но фактически подобные выросты из тела человека не являются хвостом, подобным хвостам животных. Это удлинение представляет собой опухоль, нарост или кисту. То есть это болезнь, зачастую известная под названием копчиковый ход. При этом материалистов почему-то не смущает факт отсутствия людей с чешуей, жабрами, крыльями, перьями и плавниками... И почему-то эволюционисты не утверждают, что у человека были, например, шестипалые, трехногие и двухголовые прародители, хотя люди иногда рождаются с подобными отклонениями.

То есть мы видим странную картину: материалисты объясняют некоторые врожденные уродства и аномалии развития, схожие якобы с признаками наших предков, родством с ними, то есть считают атавизмами. А многие другие дефекты, включая внутренние, не имеющие очевидной схожести с предполагаемыми прародителями, называют отклонениями, связанными с нарушениями в работе организма. Хотя понятно, что и в тех и других случаях причиной патологий является генетический или гормональный сбой, которой может быть вызван самыми разнообразными внешними факторами. Но материалистам удобно применять к ряду дефектов не понятия болезнь, порок или аномалия, а термин «атавизм», так как он вписывается в теорию эволюции.

Рис. То, что зачастую считается атавизмом, является аномалией, а не наследством от прародитлей - животных

Несмотря на частичное сходство, все живые существа уникальны и совершенны каждый по-своему, что является прекрасным доказательством того, что мы созданы разумным Творцом. И то, что в ряде органов разных живых существ наблюдается схожесть, свидетельствует о том, что у нас один Создатель! Он проектировал свои творения для разных условий и для различных задач, но при этом использовались и повторялись удачные «архитектурные» и функциональные решения с учетом видовых нюансов.

Конечно, есть люди, которые пытаются найти в организмах живых существ изъяны и несовершенства. Однако их претензии к Создателю легко проверить – достаточно лишь хирургическим путем исправить найденное «несовершенство» и проследить за дальнейшей судьбой прооперированного существа в разных внешних условиях, сравнивая с неоперированным.

Отметим, что подобные опыты уже имели место в истории. Особо ревностные медики с начала XX в. принялись «исправлять ошибки природы», хирургически удаляя у людей здоровые, но, как им казалось, ненужные и даже опасные органы. Так, десятки тысяч людей лишились толстого кишечника, слепой кишки, миндалин, аппендикса... Эта практика была прекращена только тогда, когда врачи убедились в негативных последствиях своей «благой» деятельности.

Как видите, применяемые материалистами понятия «рудименты» и «атавизмы» не доказывают эволюцию, так как на этот вопрос можно посмотреть совсем с другой стороны. Очевидно, что вышеизложенное креационистское мнение научно обоснованно подтверждает концепцию творения.

По мнению религиозных антиэволюционистов (включая сторонников "разумного замысла"), виды живых организмов были созданы разумным Существом, которое имело возможность проектировать каждый вид "с чистого листа" , то есть разрабатывать для каждого вида свой собственный, уникальный план строения, наилучшим образом соответствующий тем задачам, которые, по замыслу Творца, данный вид должен был выполнять на Земле. Антиэволюционизм, таким образом, либо предсказывает наличие множества совершенных (идеальных), уникальных и никак не связанных между собой планов строения (что резко противоречит наблюдаемым фактам), либо вообще отказывается от предсказаний (а значит, и от возможности что-либо понять и объяснить в окружающем мире), ссылаясь на "неисповедимость воли Творца" ("раз так создано, значит, так было угодно Богу, а почему - не наше дело").

Гомологичные органы

Органы животных разных видов, имеющие один и тот же план строения, занимающие сходное положение в организме животного и развивающиеся из одних и тех же зачатков, называют гомологичными. Если такие органы у разных видов выполняют разные функции, то единственное объяснение сходства строения - происхождение от общего предка. Напротив, если у двух видов независимо развились органы, выполняющие одну и ту же функцию (аналогичные органы), то сходство между этими органами оказывается поверхностным.

Пятипалая конечность

Иллюстрация принципа гомологии на примере передней конечности млекопитающих.
Конечности состоят из одного и того же набора костей, но при этом выполняют
самые разные функции. Третья кость пясти отмечена красным цветом.

Пятипалая конечность, характерная для четвероногих позвоночных - пример гомологии органов. Более того, прослеживается гомология пятипалой конечности и плавников некоторых ископаемых видов кистеперых рыб, от которых произошли первые земноводные.

Кости передних конечностей девонских кистеперых рыб (слева)
и древнейших четвероногих (справа).
Условную границу между рыбами и четвероногими
чаще всего проводят между тиктааликом и акантостегой
(см.: Как рыбы научились ходить ).

Конечности четвероногих различаются по форме и приспособлены к выполнению самых различных функций в самых разных условиях. На примере млекопитающих:

• У обезьян передние конечности вытянуты, кисти приспособлены для хватания, что облегчает лазанье по деревьям.
• У свиньи первый палец отсутствует, а второй и пятый - уменьшены. Остальные два пальца длиннее и тверже остальных, концевые фаланги покрыты копытами.
• У лошади также вместо когтей копыто, нога удлинена за счет костей среднего пальца, что способствует большой скорости передвижения.
• Кроты имеют укороченные и утолщенные пальцы, что помогает при копании.
• Муравьед использует увеличенный средний палец для раскапывания муравейников и гнезд термитов.
• У кита передние конечности представляют собой плавники.
• У летучей мыши передние конечности развились в крылья за счет значительного удлинения четырех пальцев, а крючкообразный первый палец используется, чтобы висеть на деревьях.

При этом все эти конечности содержат один и тот же набор костей с одним и тем же относительным расположением. Единство структуры не может быть объяснено с точки зрения полезности, так как конечности используются для совершенно разных целей. Ни один "разумный дизайнер" никогда не стал бы проектировать крыло летучей мыши и лапу-лопату крота на основе одного и того же набора костей (плечевая, локтевая, лучевая, запястье, пясть, 5 пальцев). Ни один биолог и ни один инженер не смог бы доказать, что именно такой набор костей является идеальной основой для этих "проектов". А значит, единую структуру конечности четвероногие позвоночные унаследовали от общего предка. В ходе эволюции гомологичные части конечностей "подгонялись" естественным отбором к выполнению различных задач, что и обеспечивает кажущееся "совершенство" этих конечностей, их соответствие выполняемым функциям. Но это - явно не работа разумного проектировщика, ищущего наилучшее из возможных инженерных решений. Это - результат слепого природного процесса, который не способен заглядывать на шаг вперед и может только понемногу подправлять уже имеющиеся детали, "подгоняя" их к новым задачам.

Части ротового аппарата насекомых

Основные части ротового аппарата насекомых - верхняя губа, пара жвал (верхних челюстей), подглоточник (hypopharynx), две максиллы (нижние челюсти) и нижняя губа. У разных видов эти составные части различаются по форме и размеру, у многих видов некоторые из частей утрачены. Особенности строения ротового аппарата позволяют насекомым использовать различные источники пищи (см. рисунок):

(A) В исходном виде (у наиболее примитивных насекомых, и, например, у кузнечика) сильные жвалы и максиллы используются для кусания и жевания.

(B) Медоносная пчела использует нижнюю губу для сбора нектара, а жвалами дробит пыльцу и разминает воск.

(C) У бабочки верхняя губа уменьшена, жвалы отсутствуют, максиллы образуют хоботок.

(D) У самок комаров верхняя губа и максиллы образуют трубку, жвалы используются для протыкания кожи.

Какой разумный дизайнер, имея возможность спроектировать трубочку для питья коктейля любой формы и из любого материала, стал бы изготавливать ее методом перековывания пары вилок? Кто стал бы делать шприц, вытягивая и заостряя "челюсти" пассатижей? Это - характерный и узнаваемый стиль естественного отбора, "слепого часовщика", мастера по подгонкам и переделкам, но никак не разумного и всемогущего дизайнера, которому доступны любые материалы и любые технические решения.

Рудименты

Рудиментами называются органы, утратившие своё основное значение в процессе эволюционного развития организма. Рудименты также можно определить как структуры, редуцированные и обладающие меньшими возможностями по сравнению с соответствующими структурами у других организмов. Многие рудиментарные органы не являются совершенно бесполезными и выполняют какие-нибудь второстепенные функции. Если рудимент и оказывается функциональным, то он выполняет относительно простые или малозначимые функции с помощью структур, очевидно предназначенных для более сложных целей. Отсутствие функций не является необходимым критерием рудиментарности.Такие органы крайне распространены в природе.

Например, птичье крыло - крайне сложная анатомическая структура, специально приспособленная для активного полета, но крылья страусов не используются для полета. Эти рудиментарные, хотя и достаточно сложно устроенные (как и у других птиц) крылья могут использоваться для сравнительно простых задач, таких как поддержание равновесия на бегу и привлечение самок - с тем же успехом можно приспособить микроскоп для заколачивания гвоздей. Таким образом, специфическая сложность крыльев страуса неадекватна простоте задач, для которых эти крылья используются, и именно поэтому эти крылья называют рудиментами. В числе других нелетающих птиц с рудиментарными крыльями - галапагосские бакланы (Phalacrocorax harrisi), киви и какапо. Для сравнения, крыло пингвина имеет большое значение, действуя в качестве плавника, а значит - не может считаться рудиментом.

Какапо - нелетающий новозеландский попугай. Вот что пишет о нем Ричард Докинз в книге " The greatestshow on earth ":

Его летающие предки, очевидно, жили настолько недавно, что какапо все еще пытается летать, хотя уже не имеет средств, чтобы добиться успеха в этом начинании. По словам бессмертного Дугласа Адамса (в книге Last Chance to See) , это чрезвычайно толстая птица. Взрослый какапо весит около шести или семи фунтов, а его крылья годны лишь для того, чтобы помахать ими немного для равновесия, когда ему кажется, что он может обо что-то споткнуться. Но о полете не может быть и речи. К сожалению, он, похоже, не только забыл, как летать, но и забыл, что он забыл, как летать. Сильно взволнованный какапо иногда вскарабкивается на дерево и прыгает оттуда, после чего он летит как кирпич и обрушивается на землю бесформенной грудой.

Впрочем, другие авторы иначе описывают прыжки какапо: по их мнению, он использует свои слабые крылья в качестве парашюта, и они позволяют ему даже немного планировать, так что он падает не совсем вертикально, а под углом до 45 0 . В таком случае к нему приложимы те же рассуждения, что и к страусу: налицо использование "микроскопа для забивания гвоздей".

Примеры рудиментов:

Глаза у некоторых пещерных и роющих животных, таких как протей, слепыш, крот, астианакс мексиканский (Astyanax mexicanus , слепая пещерная рыба). Эти глаза либо вообще ничего не видят, либо способны лишь отличать свет от тьмы (см.: "Blind" mole can still tell night from day ) и ч асто скрыты под кожей.

Малая берцовая кость у птиц.

У человека к рудиментам относятся:

• хвостовые позвонки;

  у некоторых людей имеется рудиментарная хвостовая мышца extensor coccygis , идентичная мышцам, двигающим хвост у других млекопитающих. Она прикрепляется к копчику , но, поскольку копчик у человека практически не может двигаться, эта мышца для человека бесполезна.

  волосяной покров туловища,

  хватательный рефлекс у новорожденных (детенышам обезьян он помогает держаться за шерсть матери).

  икота: это рефлекторное движение мы унаследовали от своих далеких предков - амфибий. У головастика данный рефлекс позволяет быстро пропустить порцию воды через жаберные щели. И у человека, и у головастика этот рефлекс контролируется одним и тем же отделом мозга и может быть подавлен одними и теми же средствами (например, вдыханием углекислого газа или расправлением грудной клетки). Подробнее об этом и других следах нашего эволюционного прошлого см. в статье Нила Шубина (известного палеонтолога, первооткрывателя тиктаалика) Fish out of water .

  лануго: волосяной покров, развивающийся у человеческого эмбриона почти на всем теле, кроме ладоней и ступней, и исчезающий незадолго до рождения (недоношенные дети иногда рождаются с лануго).

У многих видов жуков, таких как Apterocyclus honoluluensis , крылья лежат под сросшимися надкрыльями. Многие другие виды насекомых, недавно утратившие способность к полету, такие как водяной скорпион Nepa cinerea , имеют внешне вполне нормальные крылья, которыми никогда не пользуются.

У некоторых змей, в том числе у питона, имеются рудиментарные задние конечности.

Рудиментарные задние ноги у питона Python regius

Остатки волосяного покрова и тазовых костей у некоторых китообразных.У зародышей китообразных иногда формируются вибриссы (чувствительные волоски на морде), которые впоследствии исчезают. Кроме костей таза, у некоторых китов сохраняется рудиментарная бедренная кость и даже совсем маленький хрящевой (не окостеневающий) остаток большой берцовой кости. У китов к этим рудиментам могут крепиться кое-какие мышцы, у самцов к ним прикреплены пещеристые тела пениса. Однако если эти кости были специально созданы "разумным дизайнером" для выполнения подобных второстепенных функций, совершенно непонятно, зачем было придавать этим костям столь глубокое онтогенетическое и структурное сходство (гомологию) с тазом и костями задних конечностей наземных млекопитающих.

Рудименты таза и костей задней конечности у молодого самца гренландского кита (Balaenamysticetus ). Из статьи Thewissen et al., 2009. From Land to Water: the Origin of Whales, Dolphins,and Porpoises .

Атавизмы

См. также: Атавизм

Атавизмом называется появление у особи признаков, свойственных отдаленным предкам, но отсутствующих у ближайших. Появление атавизмов объясняется тем, что гены, отвечающие за данный признак, сохранились в ДНК, но не функционируют, так как подавляются действием других генов.

Примеры атавизмов:

• Хвостовидный придаток у человека;
• Сплошной волосяной покров на теле человека;
• Добавочные пары молочных желез;
• Задние ноги у китов;
• Задние плавники у дельфинов;
• Задние ноги у змей;
• Дополнительные пальцы у лошадей;
• Возобновление полового размножения у ястребинки волосистой и у клещей семейства Crotoniidae.

Яркий пример атавизма: дельфин с задними конечностями. Из статьи Thewissen et al., 2009. From Land to Water: the Origin of Whales, Dolphins, and Porpoises .

Аргументы в пользу эволюции тут те же, что и для рудиментов. Эволюционное объяснение рудиментов и атавизмов состоит в том, что органы (признаки), ставшие бесполезными для организма, не утрачиваются в одночасье, а могут сохраняться в течение миллионов лет, постепенно редуцируясь и разрушаясь под грузом мутаций (отбор перестает отбраковывать мутации, нарушающие развитие данного признака, и эти мутации начинают свободно накапливаться, но процесс этот очень медленный). По ходу дела, естественно, редуцирующийся орган может приобрести новые функции. Даже если внешнее проявление признака полностью утрачено, в геноме еще долго могут сохраняться фрагменты генетических "программ", обеспечивавших развитие данного признака у предков. При особых обстоятельствах (мутации, экстремальные воздействия на развивающийся эмбрион) эти программы могут иногда "сработать" - и тогда мы получаем атавизм.

Например, все современные птицы беззубы, но они произошли от зубастых предков. В соответствии с этим у куриного эмбриона можно вызвать такое нарушение нормального хода развития, что у него в челюстях сформируются зачатки зубов (см.: Mutant Chicken Grows Alligatorlike Teeth).

Еще один пример: у современных млекопитающих отсутствуют ребра на поясничных позвонках. Однако у далеких предков современных млекопитающих - примитивных мезозойских зверей, так же как и у их еще более далеких предков, зверозубых ящеров, ребра на поясничных позвонках имелись. Как выяснилось, мутации гена Hox10 могут приводить к появлению поясничных ребер у мышей , т.е. к типичному атавизму. Подробнее см. в заметке: Новая палеонтологическая находка проливает свет на раннюю эволюцию млекопитающих .

Несовершенство строения организмов

В ходе эволюции каждая новая конструкция не проектируется с нуля, а получается из старой конструкции за счет последовательности небольших улучшений. Эта особенность является причиной специфических несообразностей в строении живых организмов.

Например, возвратный гортанный нерв у млекопитающих идет от мозга к сердцу, огибает дугу аорты и возвращается к гортани. В результате нерв проходит гораздо более длинный путь, чем необходимо, а аневризма аорты может приводить к параличу левой голосовой связки. Особенно наглядно проблема видна на примере жирафа, у которого длина возвратного нерва может достигать 4 метров, хотя расстояние от мозга до гортани - всего несколько сантиметров. Такое расположение нервов и сосудов млекопитающие унаследовали от рыб, у которых шея отсутствует.

Расположение четвертой ветви блуждающего нерва у не имеющей шеи акулы вполне рационально. У жирафа, унаследовавшего относительное расположение нервов и кровеносных сосудов от далеких рыбообразных предков, путь гомологичной ветви блуждающего нерва (=возвратного гортанного нерва, recurrent laryngeal nerve) потрясающе нелеп: "за семь верст киселя хлебать". Рисунок из книги Р. Докинза " The greatestshow on earth ".

У ранних рыбообразных эмбрионов всех позвоночных животных возвратный гортанный нерв (= четвертая бранхиальная ветвь блуждающего нерва), отделившись от блуждающего нерва, проходит позади кровеносного сосуда шестой жаберной дуги и иннервирует соответствующую часть жаберного аппарата. У взрослых рыб нерв и сосуд остаются в том же самом положении. У предков млекопитающих в ходе эволюции кровеносный сосуд пятой жаберной дуги редуцировался, а сосуды четвертой и шестой дуг сместились (вслед за сердцем) в грудной отдел туловища. Здесь они стали аортой и боталловым протоком (ductus arteriosus ) - поперечным сосудом, который у эмбрионов наземных позвоночных соединяет аорту с легочной артерией. Все эти события воспроизводятся в развитии эмбрионов. Вскоре после рождения боталлов проток зарастает и превращается в непроходимую для крови артериальную связку (ligamentum arteriosum ). Но возвратный гортанный нерв, по-прежнему проходящий позади сосуда шестой дуги (т.е. боталлова протока), так и остается связанным с эмбриональными стуктурами той же дуги, которые не спускаются в грудной отдел, а остаются рядом с мозгом и превращаются в элементы гортани. По мере смещения сосуда шестой дуги нерву приходилось все более вытягиваться, становясь "возвратным". Эволюционная история нерва воспроизводится в развитии эмбрионов млекопитающих.

Желудочно-кишечный тракт млекопитающих пересекается с дыхательными путями, в результате мы не можем одновременно дышать и глотать, а кроме того существует опасность подавиться. Эволюционное объяснение данного обстоятельства заключается в том, что предками млекопитающих являются остеолепиформные кистепёрые рыбы, которые заглатывали воздух, чтобы дышать.

Выпадение матки, боли в пояснице у людей связаны с тем, что мы используем для прямохождения тело, сформированное эволюцией в течение сотен миллионов лет для передвижения на четырех конечностях.

Эволюция глаза. Еще один пример несовершенства в строении организмов - сетчатка позвоночных и слепое пятно. У позвоночных нервы и сосуды сетчатки расположены поверх светочувствительных клеток, а значит - свет должен пройти через несколько слоев клеток прежде чем попасть на палочки и колбочки. Слепое пятно - это отверстие в сетчатке, через которое нервы идут от сетчатки к мозгу. Для решения многочисленных проблем, вызванных таким устройством сетчатки, у позвоночных есть ряд адаптаций, в частности у нервов, идущих поверх сетчатки, отсутствует миелиновая оболочка, что повышает их прозрачность, но снижает скорость передачи сигнала (еще один пример "подгонок" и "подстроек", характерных для лишенного дара предвидения эволюционного процесса) . Схожие по строению глаза головоногих лишены этого недостатка.Это наглядно показывает, что и у позвоночных могли бы быть глаза без слепых пятен.

Великий немецкий ученый XIX века Герман фон Гельмгольц сказал о человеческом глазе: "Если бы какой-нибудь оптик попытался продать мне инструмент со всеми этими дефектами, я бы счел себя в полном праве в самых сильных выражениях обвинить его в разгильдяйстве, и вернул бы ему его инструмент" .

Упрощенная схема расположения нейронов сетчатки. Сетчатка состоит из нескольких слоев нейронов. Свет падает слева и проходит через все слои, достигая фоторецепторов (правый слой). От фоторецепторов сигнал передается биполярным клеткам и горизонтальным клеткам (средний слой, обозначен желтым цветом). Затем сигнал передается амакриновым и ганглионарным клеткам (левый слой). Эти нейроны генерируют потенциалы действия, передающиеся по зрительному нерву в мозг.

Причины, по которым глаз у позвоночных устроен так нелепо ("вывернут наизнанку"), описаны, в частности, в книге Нила Шубина " Your inner fish". Они уходят корнями в самые ранние этапы эволюции хордовых. Далекие предки позвоночных животных, похожие на ланцетника, имели фоторецепторы, обращенные во внутреннюю полость спинной нервной трубки. Нервная трубка, в свою очередь, сформировалась путем впячивания нервной пластинки, представлявшей собой специализированный участок кожных покровов (эпителия). Таким образом, изначально фоторецепторы смотрели наружу, в сторону света, но при формировании спинной нервной трубки - характерной черты хордовых - они оказались обращенными во внутреннюю полость этой трубки (невроцель). Для животных, подобных ланцетнику, это не имеет особого значения, потому что они очень маленькие и совсем прозрачные. А главное, светочувствительные клетки у таких животных все равно не могли различать контуры объектов: они могли лишь отличать свет от тьмы, и четкость изображения для них не имела значения. Более сложные глаза позвоночных формировались из выпячиваний передней части нервной трубки, которая стала головным мозгом. При этом фоторецепторы так и остались обращенными вовнутрь - никакая мутация не могла бы вывернуть их наружу при таком способе формирования нервной системы, который позвоночные унаследовали от своих похожих на ланцетника предков. Разумеется, для "разумного дизайнера", начинающего проект с чистого листа, подобной проблемы просто не существовало бы.

Начало формирования нервной трубки из складки эпителия у человеческого зародыша.

Схема строения глаз современных моллюсков разной степени сложности - от простейшего светочувствительного пятна (у некоторых брюхоногих; вверху ) до глаза, сравнимого по сложности и сходного по строению с человеческим (у осьминога; внизу) - наглядно показывает несостоятельность утверждений креационистов, будто такие сложные структуры, как глаза, не могли возникнуть постепенно, а значит, были сотворены такими, каковы они есть. Иллюстрация из книгиScience, Evolution, and Creationism // Washington, D.C.: The National Academies Press. (PDF 3,2 Мб можно бесплатно скачать , предварительно зарегистрировавшись).

Как видно из этой схемы, у моллюсков фоторецепторы как были изначально обращены наружу, к свету, так и остались; поэтому нервные волокна у них присоединяются к светочувствительным клеткам сзади, а не спереди, и нет никаких слепых пятен. Моллюскам в данном случае просто "повезло", что у них светочувствительные органы изначально не были связаны со впячивающимися (подобно зачатку нервной трубки хордовых) участками эпителия.

Типичный аргумент антиэволюционистов - аргумент от "несократимой сложности", который применительно к глазу звучит так: "сложный глаз (например, человеческий) не мог возникнуть путем постепенной эволюции, потому что глаз полезен только как целое - удалите какую-то часть глаза, и он станет бесполезен." Приведенная выше схема показывает, как на самом деле может идти эволюция сложного глаза. Ключевая ошибка в рассуждениях антиэволюционистов состоит в том, что на самом деле глаз полезен не только "как целое", т.е. в полностью готовом виде. Простейший глазок, состоящий из нескольких светочувствительных эпителиальных клеток, способен только отличать день от ночи, но это все же лучше, чем никакого зрения вообще. Впячивание такого глазка дает дополнительное преимущество, позволяя определять направление на источник света. Дальнейшее впяивание превращает глаз в "камеру -обскуру " и позволяет уже различать объекты; последующее добавление хрусталика улучшает фокусировку, и т.д. Каждый маленький шажок на этом долгом эволюционном пути был выгоден организмам, и поэтому поддерживался естественным отбором.

Пост -транскрипционная регуляция работы генов. "Несовершенство дизайна" сплошь и рядом обнаруживается и на молекулярном уровне. Типичным примером является такое широко распространенное явление, как пост-транскрипционная регуляция активности генов (Post-transcriptional regulation). Когда деятельность какого-то гена не нужна в данной клетке или на данном этапе развития организма, ген может быть отключен простым и эффективным способом - при помощи специальных регуляторных белков (факторов транскрипции), которые отключают транскрипцию, то есть синтез матричной РНК на матрице ДНК. Однако во многих случаях тот же самый результат достигается другим, гораздо более расточительным способом: клетка сначала синтезирует матричную РНК, тратя на это много энергии и ресурсов, а затем сразу же уничтожает с таким трудом изготовленную молекулу. Инженерное решение, совершенно безграмотное и недопустимое с точки зрения любого разумного дизайнера! Однако именно таков стиль естественного отбора, который не умеет заглядывать вперед и слепо поддерживает те полезные мутации, которые ему "подвернулись" в данный момент. Например, посттранскрипционное "отключение" генов, осуществляемое при помощи микроРНК (см.: microRNA), по-видимому, появилось из-за того, что отбор "зацепился" за древнюю систему узнавания и обезвреживания чужеродных (например, вирусных) молекул РНК (см.: РНК-интерференция). Существуют весьма сложные и вычурные способы пост-транскрипционной регуляции генов. Например, в клетках есть система "молекулярной цензуры", которая служит для уничтожения бракованных и чужеродных молекул РНК. "Брак" распознается по конкретным простым признакам (например, по преждевременным стоп-кодонам). И поскольку такая система уже существует, она стала "зацепкой" для естественного отбора, который на ее основе создал очень замысловатую и, по-видимому, неэкономную систему регуляции. В синтезированную клеткой, но не нужную ей молекулу РНК вносятся такие изменения, что "цензура" воспринимает эту РНК как бракованную, подлежащую уничтожению (см.: Сравнение геномов человека и мыши помогло обнаружить новый способ регуляции работы генов ). Зачем такие сложности - сначала синтезировать ненужную молекулу РНК, затем "подставить" ее надзирающим органам при помощи своеобразного молекулярного "подлога", и только после этого уничтожить? Ведь можно было с самого начала просто не синтезировать ее! Это характерный «почерк» эволюции, совсем не похожий на разумное проектирование, а похожий, скорее, на самосборку чего получится из чего попало. Если бы живая клетка была создана разумным дизайнером, он бы, конечно, решил эту задачу гораздо аккуратнее и красивее, например, при помощи факторов транскрипции. Но клетка делалась не разумным дизайнером, и это хорошо заметно, если присмотреться к деталям ее устройства и функционирования.

Современная биологическая наука имеет достаточно фактов, которые доказывают существование процесса эволюционных изменений живых организмов. Один из них - это гомологичные которых будут рассмотрены в нашей статье.

Доказательства эволюции

Органический мир нашей планеты просто поражает своим разнообразием. Все живые организмы настолько разные, что предположить факт единства их происхождения достаточно сложно. Однако этому есть целый ряд доказательств. В первую очередь - это сходство химического состава, а именно наличие молекул белков, липидов, углеводов и нуклеиновых кислот. Все представители царств живой природы, кроме вирусов, имеют клеточное строение.

Эмбриональное развитие позвоночных

Эмбриологией называют науку о зародышевом развитии. Исследования ученых показали, что на ранних стадиях развития позвоночные практически не отличаются друг от друга. Хорда, нервная трубка, жаберные щели в глотке - все эти признаки есть и у птиц, и у рыб, и у человека. В ходе дальнейшего развития организмы разных классов претерпевают метаморфозы.

Морфологические доказательства эволюции

Одним из ведущих доказательств эволюционного процесса является сходство в строении различных частей организма. Этот признак и называется морфологическим. Ярким примером взаимосвязи между отдельными классами позвоночных является утконос. Данное животное по ряду признаков занимает промежуточное положение между рептилиями, птицами и млекопитающими. Соответственно, утконос имеет признаки представителей всех перечисленных классов.

К примеру, размножается это животное, откладывая яйца. При этом он выкармливает своих детенышей молоком, подобно млекопитающим. Плавательные перепонки на ногах, способ процеживания воды через клюв и уплощенный нос делают его похожим на птиц. А еще он вырабатывает яд, как многие рептилии.

Гомологичные и аналогичные органы

Некоторые органы животных и растений, несмотря на различные функции, имеют общее происхождение. К примеру, усики гороха прикрепляют растение к опоре, а шипы кактуса уменьшают интенсивность испарения воды. Но в обоих случаях эти структуры являются Такое явление имеет свое название - гомология органов.

А вот иглы барбариса и шипы малины имеют разное происхождение. В первом случае это боковые листья, а во втором - производные покровной ткани растения. Такие органы называются аналогичными. Широкие крылья орла и бабочки также имеют разное происхождение. Хотя на первый взгляд определить это достаточно сложно, поскольку все эти структуры обеспечивают полет. Но у птиц это видоизмененные передние конечности, покрытые перьями. А у насекомых крылья представляют выросты покровов. Конечности же у них расположены под телом и не участвуют в полете.

Гомологичные и аналогичные органы являются прямым свидетельством общности происхождения различных животных. А различия в особенностях их строения обусловлены приспособлением к разным средам обитания и образу жизни.

Какие органы называются гомологичными: примеры

Самым типичным примером гомологий являются передние конечности позвоночных. Ласты кита и дельфина, крылья птицы и летучей мыши, руки человека, лапы крота и крокодила выполняют разные функции. Но строение их сходно. Все это передние конечности хордовых позвоночных, состоящие из трех отделов: плеча, предплечья и кисти.

К гомологичным органам относятся также различных растений. Они обладают значительными отличиями во внешнем строении и функциях. Корневище ландыша имеет удлиненные междоузлия, клубень картофеля накапливает запас воды с питательными веществами, а донце репчатого лука является основой для прикрепления мясистых листьев. Однако все гомологичные органы, примеры которых мы рассмотрели, имеют типичное для Но и это еще не все!

Рассмотреть, какие органы называются гомологичными, можно также на примере Подземный орган растений также может существенно видоизменяться в разных условиях произрастания. Так, у брюквы и моркови главный корень утолщается, запасая питательные вещества. Такие культуры в первый год не дают семян. Осенью их надземные органы отмирают, а за счет подземного корнеплода растение переживает холодное время года. Такие видоизменения и есть ответ на вопрос о том, что представляют собой гомологичные органы. Примеры их - это также воздушные, дыхательные и цепляющиеся корни.

Рудименты и атавизмы

Морфологическими доказательствами эволюции являются также Это те части растений и животных, которые являются недоразвитыми. У человека это третье веко, второй ряд зубов, а также мышцы, которые двигают ушную раковину.

Признаками, противоположными рудиментам, являются атавизмы. Это проявление черт предков, не характерных для особей данного вида. В качестве примера можно привести развитие копчикового отдела позвоночника, многососковость, сплошной волосяной покров у человека. Если рассматривать животных, у них атавизмом является развитие задних конечностей у китов и змей.

Итак, гомологичные органы, примеры которых были рассмотрены в нашей статье, наряду с аналогиями, рудиментами и атавизмами являются морфологическими доказательствами процесса эволюции. Эти признаки проявляются как у животных, так и у растений. Гомологичными органами называют структуры, которые имеют общий план строения, но отличаются выполняемыми функциями. Наличие у человека перечисленных признаков доказывает его происхождение от животных в результате эволюционных преобразований.