Homólogos son las alas y las alas de mariposa. Órganos similares y homólogos. Rudimentos y atavismos

Enfermedades El principio básico de la evolución de las estructuras orgánicas es el principio. . La diferenciación es la división de una estructura homogénea en partes separadas que, debido a diferentes posiciones, conexiones con otros órganos y diversas funciones, adquieren una estructura específica. Por lo tanto, la complicación de la estructura siempre está asociada con la complicación de las funciones y la especialización de las partes individuales. La estructura diferenciada realiza varias funciones y su estructura es compleja (un ejemplo de diferenciación filogenética es la evolución del sistema circulatorio en el filo cordados).

Las partes individuales de una estructura diferenciadora, previamente homogénea, que se especializan en realizar una función, se vuelven funcionalmente cada vez más dependientes de otras partes de esta estructura y del organismo en su conjunto. Esta subordinación funcional de los componentes individuales del sistema en todo el organismo se llama integración (El corazón de cuatro cámaras de los mamíferos es un ejemplo de una estructura altamente integrada: cada departamento realiza sólo su propia función especial, que no tiene significado aislado de las funciones de otros departamentos).

Patrones de transformaciones morfofuncionales de órganos:

Uno de los principios básicos de la evolución de los órganos es principio de expansión y cambio de funciones . La ampliación de funciones suele acompañar al desarrollo profesional de un órgano que, a medida que se diferencia, desempeña cada vez más funciones nuevas. Así, las aletas pareadas de los peces, que surgieron como órganos pasivos que sostenían el cuerpo en el agua en posición horizontal, con la adquisición de músculos propios y el desmembramiento progresivo, se convierten también en timones activos de profundidad y avance. En los peces bentónicos, también aseguran su movimiento a lo largo del fondo. Con la transición de los vertebrados a la tierra, se agregaron a las funciones enumeradas de las extremidades caminar sobre el suelo, escalar, correr, etc.

En la evolución progresiva de los órganos, el principio es muy importante. activación de función . Se realiza con mayor frecuencia en las etapas iniciales de la evolución del órgano, cuando un órgano poco activo comienza a realizar funciones activamente y sufre una transformación significativa. Así, las aletas pareadas extremadamente inactivas de los peces cartilaginosos se convierten en órganos activos de movimiento en los peces óseos.

Observado más a menudo en filogenia. intensificación de funciones , que es la siguiente etapa en la evolución de los órganos después de la activación. Debido a esto, el órgano suele aumentar de tamaño, sufre diferenciación interna, su estructura histológica se vuelve más complicada y a menudo se observan múltiples repeticiones del mismo nombre. elementos estructurales, o polimerización estructuras. Un ejemplo es la complicación de la estructura de los pulmones en varios vertebrados terrestres debido a la ramificación de los bronquios, la aparición de acinos y alvéolos en el contexto de la constante intensificación de sus funciones. Un alto grado de diferenciación puede ir acompañado de una disminución en el número de órganos idénticos que realizan la misma función, o de su oligomerización .

A veces en el proceso de intensificación de funciones se observa. sustitución de tejido de un órgano - Reemplazo de un tejido por otro, más adecuado. realizando esta función. Así, el esqueleto cartilaginoso de los peces cartilaginosos es sustituido por un esqueleto óseo en clases de vertebrados más organizadas.

En contraste con la intensificación y activación debilitamiento de funciones conduce en la filogénesis a una simplificación de la estructura del órgano y su reducción, hasta su completa desaparición.

En el proceso de evolución, es natural que aparición nuevas estructuras y sus desaparición. Ejemplo aparición Los órganos son el origen del útero de los mamíferos placentarios a partir de oviductos pares.

Desaparición , o la reducción de un órgano en la filogenia puede estar asociada a tres motivos diferentes y tiene distintos mecanismos. En primer lugar, un órgano que anteriormente desempeñaba funciones importantes puede resultar perjudicial en nuevas condiciones. Más a menudo se observa la desaparición de órganos debido a su sustitución por nuevas estructuras que realizan las mismas funciones con mayor intensidad. La forma más común de desaparición de órganos es mediante el debilitamiento paulatino de sus funciones.

Los órganos subdesarrollados llevan nombre del vestigio o rudimentos . Los rudimentos en una persona incluyen, en primer lugar, estructuras que han perdido sus funciones en la ontogénesis posnatal, pero que permanecen después del nacimiento (cabello, músculos del pabellón auricular, cóccix, apéndice como órgano digestivo) y, en segundo lugar, órganos que permanecen solo en el período embrionario. de ontogénesis (notocorda, arcos branquiales cartilaginosos, arco aórtico derecho, costillas cervicales, etc.).

Varios tipos de trastornos de la embriogénesis pueden conducir a la formación en organismos altamente organizados y en humanos de características tales que en condiciones normales no se encuentran en ellos, pero que están presentes en ancestros más o menos separados. Estos signos se llaman atavismos.

En esta breve nota, caracterizando la aparición en los organismos vivos en el proceso de evolución de los llamados homólogo Y similarórganos, me gustaría recordarles los dos tipos principales de cambios evolutivos que se han descrito en detalle.

Como tutor de USE en biología, me parece importante recordar exactamente de qué tipos de transformaciones evolutivas estamos hablando.

Estos son tipos divergentes y convergentes de transformaciones de organismos que conducen a la formación de unidades sistemáticas supraespecíficas (macroevolución).

Divergencia Es un tipo de cambio evolutivo basado en procesos graduales. discrepancia ciertas características de los organismos. La divergencia explica la apariencia. homólogoórganos que tienen un origen común, pero que, por regla general, realizan funciones diferentes (escribo "por regla general" porque las funciones de los homólogos pueden ser tanto diferentes como similares).

Convergencia - Adquisición similar rasgos en organismos no relacionados. La convergencia explica la aparición de órganos similares que tienen orígenes diferentes pero realizan funciones similares.

¿Por qué necesitas centrar tu atención en esto?

Es sencillo. Dado que existen dos conceptos básicos (divergencia y convergencia) que explican la aparición en la evolución de dos tipos de órganos (homólogos y análogos), entonces con una probabilidad del 50% se recuerdan incorrectamente.

Quizás el letrero del manual de T.L. Bogdanova ayude a alguien a no confundir las funciones y caminos de la educación. homólogo Y cuerpos similares en el proceso de macroevolución. Pero traigo esta señal sin cambios: De esta forma se explica por qué los estudiantes tienen tanta confusión al responder numerosas tareas de prueba para identificar órganos homólogos y similares.

¿Qué le pasa a esta mesa? Las características primera y tercera de "Origen" y "Camino educativo" son realmente adecuadas para características comparativasórganos homólogos y similares.

Y la característica "Función" siempre es válida solo para caracterizar órganos similares, porque no solo los órganos que realizan diferentes funciones (como está escrito en la tabla), sino también los similares pueden ser homólogos.

Por ejemplo, las patas de un caballo y las patas de una persona son órganos claramente homólogos, ya que tienen un origen común, pero también tienen la misma función. también similar.

¿Qué conclusión se debe sacar?

Como tutor del Examen Estatal Unificado de Biología, puedo aconsejarle que siempre intente resaltar algo importante y algo secundario.

No memorices nada de forma puramente mecánica, sino construye una cadena lógica clara en tu cabeza a partir de los hechos y consecuencias dados. Sólo entonces se puede juzgar que nuevo material no sólo recordado, sino internalizado.

A continuación se muestran 52 ejemplos de tareas de versiones de prueba del Examen Estatal Unificado para identificar órganos homólogos y similares, que me envió el maestro Vladimir Anatolyevich. Decidí publicarlos en este artículo. Todos los ejemplos de órganos homólogos que se dan aquí son el resultado de una evolución divergente, y los ejemplos de órganos similares son el resultado de una convergencia.

Ejemplos de tareas en órganos homólogos.

1. Alas y alas de búho. murciélago
2. Aletas de delfines y aletas de pingüino.
3. Miembros de topo y miembros de caballo
4. Aletas de cetáceos y pinnípedos
5. Garras de tejón y uñas de mono.
6. Quilla de murciélago y quilla de pájaro.
7. Extremidades traseras de un canguro y extremidades traseras de un jerbo.
8. Coloración de las alas de la mariposa pavo real y de la mariposa reyezuelo.
9. Aletas de ictiosaurio y mano humana.
10. Escamas de tiburón placoide y dientes de lagarto.
11. Pétalos de rosa y hojas de col.
12. Hojas de solanáceas y zarcillos de guisantes.
13. hojas modificadas : pétalos de rosa, zarcillos de guisantes, agujas de cactus.
14. Conos de abeto y strobila de cola de caballo
15. Hoja pinnada de guisante y estípulas-cántaros de Nepenthes
16. Escamas de tallo de cola de caballo y espinas de agracejo.
17. Estambres de flores de amapola y escamas de yemas.
18. Capullo y capullo
19. Miembros vertebrados
20. Homólogos de la extremidad anterior del chimpancé : 1) mano humana 2) ala de pájaro 3) aleta de ballena
21. Espinas de cactus y zarcillos de guisantes.
22. Hojas de caza de drosera y jugosas escamas de cebolla.
23. Rizoma de tubérculos de patata de lirio de los valles.
24. Barbas de ballena y bagre
25. Escamas de serpiente y plumas de pájaro.
26. Patas de mariposa y patas de escarabajo.
27. Garras de gato y uñas de mono.
28. Nariz de mono y trompa de elefante.
29. Antebrazo de una rana y un pollo.
30. Cabello humano y piel de perro.

Ejemplos de tareas para órganos similares.

1. Miembros de vertebrados e insectos.
2. Alas de pájaros e insectos.
3. Ojos de cefalópodos y ojos de vertebrados.
4. Las escamas córneas de un lagarto y el caparazón de una tortuga son análogas.
5. Forma del cuerpo de tiburón y delfín.
6. Las extremidades anteriores del insecto grillo topo y topo.
7. ) Espinas de rosas y agujas de cactus.
8. Dientes de gato y dientes de tiburón.
9. Hojas y espinas
10. Semillas de plantas y esporas de musgo.
11. Zarcillos de fresa y raíces aéreas.
12. Branquias de cangrejos y peces.
13. Miembros excavadores de topos y grillos topo
14. Los análogos de la extremidad anterior del chimpancé son : 1) trompa de elefante, 2) garra de cangrejo de río, 3) tentáculos de pulpo, 4) garras de escorpión
15. Espinas de agracejo y espinas de espino
16. Notocorda de Lancelet y columna vertebral humana
17. Concha de tortuga y caracol
18. Pulmones de anfibios y pulmones de araña.
19. Bigote de cangrejo y bigote de bagre
20. Ojos de pulpo y perro.
21. Alas de murciélago y libélula.
22. Aleta de ballena y aleta de cola de cangrejo

Creo que es completamente incorrecto cuando las pruebas KIM del Examen Estatal Unificado incluyen tareas para determinar homólogos o análogos, que se describen en diferentes libros de texto.

Los órganos que tienen una estructura similar y un origen común, independientemente de las funciones que realicen, se denominan homólogo. Por ejemplo, entre los representantes de los vertebrados que viven en la tierra, el aire y el agua, las extremidades anteriores realizan las funciones de caminar, cavar, volar y nadar. Sin embargo, en todos ellos están formados por el hombro, el antebrazo, formado por el cúbito y el radio, y los huesos de la muñeca (Fig. 45). Los órganos homólogos también se encuentran en las plantas.

Ejemplos

Ejemplos de órganos homólogos en plantas son los zarcillos de guisantes, el agracejo y las espinas de cactus. Estas son hojas modificadas. En los animales, el ejemplo más llamativo son las extremidades anteriores de los vertebrados.

Similar Son órganos que realizan las mismas funciones pero tienen orígenes diferentes. Las espinas de un cactus se formaron como resultado de la modificación de las hojas, las espinas de un espino, del tallo, y las espinas de una rosa y una frambuesa, como resultado de cambios en los brotes de la epidermis (Fig.46). ). Ejemplos de órganos similares son también los ojos de los cefalópodos y los vertebrados. Los ojos en los cefalópodos se desarrollan mediante el alargamiento de la capa ectodérmica y en los vertebrados, a partir del crecimiento lateral del cerebro.

Convergencia

En algunos casos, el proceso evolutivo se produce como resultado de la adaptación de organismos pertenecientes a diferentes grupos sistemáticos a las mismas condiciones de vida durante millones de años. Este proceso se llama convergencia(de lat. convergere - acercarse) - la similitud de características de organismos de diferentes orígenes como resultado de la selección natural y las mismas condiciones.

Como ejemplo de convergencia, podemos citar la similitud de la estructura corporal, los órganos de movimiento de un tiburón (pez), un ictiosaurio (reptiles que vivieron en la era Mesozoica y luego se extinguieron) y un delfín (mamíferos). La similitud en apariencia entre los representantes de la subclase de marsupiales y placentarios de la clase de mamíferos (el topo marsupial y el topo común) también es el resultado de la convergencia (Fig. 47).

Ejemplos

Ejemplos de órganos similares en plantas incluyen agujas de agracejo, agujas de espino, espinas de acacia blanca (hojas laterales), espinas de frambuesa (brotes de piel); en animales: alas de mariposa (se desarrollan desde la parte posterior de la parte torácica del cuerpo), alas de águila, membranas voladoras de murciélago (formadas modificando la extremidad anterior).

Los órganos que han perdido su significado original durante el proceso evolutivo y se encuentran en etapa de extinción se denominan rudimentario. En los ancestros antiguos, estos órganos se desarrollaban normalmente y realizaban determinadas funciones. Luego, durante el proceso evolutivo, perdieron su significado biológico y fueron preservados como órganos residuales. Material del sitio

Ejemplos

Los órganos vestigiales se encuentran tanto en animales como en plantas. Así, las escamas de los rizomas de los lirios del valle, el pasto de trigo, los helechos y planta de interior las aspidistras son hojas vestigiales. El segundo y tercer dedo de un caballo, el sacro y los huesos de las extremidades de una ballena y el pequeño par de alas de una mosca también son órganos vestigiales. Los órganos vestigiales en plantas, animales y humanos proporcionan evidencia importante de la evolución.

Los fenómenos del atavismo también lo confirman. desarrollo historico mundo organico. Bajo atavismo comprender la repetición en individuos individuales en la ontogénesis de características características de sus ancestros lejanos.

Ejemplos

Un ejemplo de atavismo es el nacimiento de potros con forma de cebra, la presencia de rayas indistintas en el lomo de un caballo pinto. Esto indica que los ancestros salvajes del caballo doméstico tenían un pelaje a rayas. A veces las vacas tienen tres pares de pezones en la ubre. Esto indica que las vacas evolucionaron a partir de ancestros salvajes que tenían cuatro pares de ubres.

Imágenes (fotos, dibujos)

• Arroz. 45. Órganos homólogos (extremidades anteriores de vertebrados): salamandra, tortuga, topo, caballo, murciélago, pájaro.

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  Arroz. 46. ​​​​Órganos similares: 1- agujas de agracejo; 2 - agujas de espino; 3 - espinas de acacia blanca (hojas laterales); 4 - espinas de frambuesa (brotes de piel); 5 - alas de mariposa (se desarrollan desde la parte posterior de la parte torácica del cuerpo); 6 - alas de águila; 7 - membranas voladoras de un murciélago (formadas modificando la extremidad anterior)

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  ÓRGANOS DE HOMOLOGÍA- (del griego ho mologos consonante, correspondiente), el nombre de órganos morfológicamente similares, es decir. órganos del mismo origen, desarrollándose a partir de los mismos rudimentos y revelando morfol similar. relación. El término “homología”... ... Gran enciclopedia médica

  - (biol.), se desarrollan a partir de rudimentos comunes en organismos de diferentes grupos sistemáticos, son similares en su plan estructural básico y desarrollo; puede realizar lo mismo (por ejemplo, un bulbo de tulipán y un tubérculo de patata) o desigual (por ejemplo, un ala... ... Diccionario enciclopédico

  ÓRGANOS DE HOMOLOGÍA- órganos que tienen el mismo origen, pero difieren en estructura y a menudo realizan diferentes funciones (por ejemplo, los brotes modificados son filocladias de Ruscus, tubérculos de papa y espinas de Genista) ... Diccionario de términos botánicos.

  ÓRGANOS DE HOMOLOGÍA- (del griego homólogos correspondiente, similar), órganos de animales y plantas de diversos grupos sistemáticos, similares en estructura básica y desarrollo y realizando lo mismo (corazón de vertebrados) o diferente (ala de pájaro y aleta de ballena)… … Diccionario enciclopédico veterinario

  órganos homólogos- biol. Órganos de animales y plantas que tienen un origen similar, pero difieren en apariencia o funciones (por ejemplo: una mano humana y un ala de pájaro)... Diccionario de muchas expresiones. Gran diccionario médico

  Con la ayuda de la anatomía comparada, prueban la relación entre los organismos comparando la estructura de los invertebrados y los restos fósiles.

  Los estudios anatómicos comparativos revelan similitudes en las extremidades anteriores de algunos vertebrados, aunque sus funciones son diferentes (Fig. 28). Tomemos como ejemplos las aletas de una ballena, las extremidades anteriores de un topo y un cocodrilo, las alas de los pájaros y de un murciélago, y las manos humanas. Dependiendo de la función, algunos huesos de las extremidades se atrofian o fusionan. A pesar de algunas diferencias de tamaño, características similares muestran su relación.

  Arroz. 28. Evolución de las extremidades anteriores de los vertebrados terrestres.

  Los órganos que se corresponden entre sí en estructura y origen, independientemente de las funciones que realicen, se denominan homólogo.

  
  

  consideremos órganos animales homólogos usando el ejemplo de las alas de un murciélago y las extremidades anteriores de un topo.

  Como sabes por tu curso de zoología, las alas de un murciélago están adaptadas para volar y las extremidades anteriores de un topo están adaptadas para cavar el suelo. Pero, a pesar de las diferentes funciones, hay mucho en común en la estructura de sus huesos. Las extremidades de un topo y un murciélago constan de elementos similares: la escápula, los huesos del hombro, el antebrazo, la muñeca, el metacarpo y las falanges de los dedos. La única diferencia es que los huesos de la muñeca de un murciélago están poco desarrollados, mientras que las falanges de los dedos de un topo son cortas. A pesar de estas pequeñas diferencias, mantienen una similitud general de huesos.

  Órganos vegetales homólogos. La homología de las hojas incluye las espinas del agracejo, el cactus, el escaramujo y los zarcillos de guisantes. Así, las espinas del agracejo y del escaramujo, que se separan fácilmente de la corteza de las ramas, son hojas modificadas que las protegen de ser comidas por los animales. Debido a su hábitat en condiciones áridas, los cactus tienen hojas modificadas en forma de espinas que pueden utilizar la humedad con moderación. Los zarcillos de guisantes se adhieren a las plantas para levantar sus débiles tallos hacia la luz. A pesar de las diferencias externas (espinas, zarcillos, plantas), tienen un origen común.

  La homología del tallo incluye rizomas de lirio de los valles, iris y pasto de trigo. Los tubérculos de patata, los bulbos de cebolla y las espinas de espino son un tallo modificado. Aunque se modifican según su función, su ancestro común es el brote.

  Órganos similares. Exteriormente, es muy difícil determinar el origen común de órganos similares. Por ejemplo, las alas de una mariposa y un pájaro se utilizan para volar. Pero las alas de una mariposa son una formación especial en el lado dorsal del pecho, y las alas de un pájaro son extremidades anteriores modificadas. Las similitudes externas están asociadas con adaptaciones al medio ambiente, pero no tienen parentesco.

  Los órganos que realizan funciones similares, pero que no tienen una estructura y origen similar, se llaman similar.

  Por ejemplo, aunque las extremidades de un topo y un grillo topo (Fig. 29) realizan funciones similares, su estructura y origen son diferentes.

  

  Arroz. 29. Órganos similares (extremidades de topo y grillo topo)

  La anatomía comparada establece la relación de especies distantes entre sí. Por ejemplo, los dientes de humanos y mamíferos son similares al cartílago de tiburón. En la antigüedad, los dientes de los animales vertebrados aparecían a partir de escamas que pasaban a la cavidad bucal. Además, el hueso del martillo auditivo de los mamíferos formaba parte de la mandíbula inferior de peces óseos, anfibios, reptiles y aves. Características de la estructura de los huesos de la parte superior y miembros inferiores y el esqueleto de peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos es el mismo. Esta es una prueba de la unidad de origen de todos los vertebrados.

  Forma intermedia. Entre grandes grupos sistemáticos existen formas intermedias, que indican la unidad del mundo orgánico. Por ejemplo, la reproducción de los mamíferos ovíparos inferiores (equidna y ornitorrinco) y la presencia de una cloaca demuestran su similitud con los reptiles.

  Evidencia anatómica comparada. Órganos homólogos. Órganos similares.

  1. A partir de rudimentos similares se desarrollan órganos homólogos con un origen y una estructura comunes.

  2. Órganos similares realizan funciones similares, pero tienen orígenes diferentes.

  1. ¿En qué casos se realiza la anatomía comparada?

  2. Dé ejemplos de órganos homólogos en animales.

  1. Nombra los órganos homólogos de las plantas.

  2. ¿Cuál es la diferencia entre órganos similares y homólogos?

  1. Dé ejemplos de organismos similares.

  2. Definir órganos análogos y homólogos.

  Trabajo de laboratorio No. 4.

  Ejemplos de evidencia anatómica comparada de la evolución.

  Instrumentos y equipos: herbarios de guisantes, agracejo, escaramujo, espina de camello, frambuesas, tubérculos de patata, cactus, rizoma de lirio de los valles (se puede llevar iris), cebolla; dibujos de cucaracha, saltamontes, medidor de agua (si hay colecciones), dibujo de mariposa, pájaro disecado, dibujo de murciélago; preparaciones húmedas de cangrejos, pescados, ranas, lagartos.

  1. Introducción a los órganos vegetales homólogos.

  2. Órganos animales homólogos.

  3. Órganos vegetales similares.

  4. Órganos animales similares.

  5. Al final del trabajo, complete la tabla.