Мышцы ушной раковины рудимент или атавизм. В чем отличие атавизма от рудимента

Наличие рудиментарных органов, как известно, является одним из доказательств теории эволюции Дарвина. Что же это за органы?

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.

Витрувианский человек, Леонадро да Винчи Flickr

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?
Копчик

Схема копчика человека / Flickr

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

Рентгеновский снимок зубов мудрости, растущих неправильно / Flickr

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

Удаленный аппендикс / Flickr

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

Схема мышц головы человека, над ушными раковинами видны ушные мышцы / Flickr

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

Схема мышц тела человека / Flickr

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

Эпикантус - кожная складка верхнего века / Flickr

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.

Люди размышляли о природе, казалось бы, бесполезных физических характеристик у живых существ на протяжении тысяч лет. Хотя идея рудиментарности охватила человеческое воображение только в конце 18-начале 19 вв., благодаря трудам двух французских натуралистов и предшественников дарвинизма Этьена Жоффруа Сент-Илера и Жана-Батиста Ламарка. Дарвин продолжил совершенствовать знания в области биологии человека, спустя пол века написав свой труд "О происхождении видов”, но это уже была его вторая книга. Его первым трудом было - "Происхождение человека” 1871 года, где он впервые рассказал о некоторых структурах, в настоящее время известных нам как рудименты, среди которых аппендикс, зуб мудрости и копчик.

Немецкий анатом Роберт Видершайм, в конечном итоге, придумал термин в своей книге 1893 года "Строение человека”, описывающей 86 органов, называемых "остатки" человеческой эволюции. Теперь мы понимаем, какое количество структур из этого списка имеет жизненно-важное значение (например, тимус и гипофиз), но другие появились, чтобы занять их место. Мы представляем вам шесть самых удивительных примеров рудиментов у человека.

1. ГУСИНАЯ КОЖА

Известная в медицине как cutis anserina, гусиная кожа (так назвали за сходство с кожей гуся) может быть вызвана рефлекторно целым рядом причин, в том числе страхом, радостью, удивлением, ностальгией и холодом. Механизм, который вызывает эту реакцию (пилоэрекцию) заставляет крошечные мышцы у основания каждого волоска на теле сокращаться, вызывая маленькие мурашки. Рефлекс сыграл решающую роль в выборе бороться-или-бежать у наших предков по эволюции, тела которых были полностью покрыты волосками: стоящие волосы помогали первобытному человеку казаться больше для хищника, возможно даже, полностью предотвращали угрозу его нападения. Если, будучи ничем не защищенной, ваша кожа попадает на холод, мурашки будут выступать в качестве дополнительной изоляции, поднимая волоски, чтобы создать дополнительный слой утепления. Хотя пилоэрекция остается полезным защитным механизмом для многих видов животных, (вспомните о разозленном дикобразе или загнанной в угол кошке), люди, лишившись большей части волосяного покрова на теле, сохранили ее исключительно как эмоциональную реакцию.

2. МУСОРНАЯ ДНК

Этот термин относится к участку человеческого генома, роль которого до сих пор не обнаружена. Хотя это спорный факт, многие ученые считают, что большая часть нашей ДНК раньше служила для каких-либо целей. Некоторые последовательности ДНК у человека имеют т.н. псевдогены и транспозоны, что указывает на дефект в цепи, который может быть вызван вирусом или какой-либо неизлечимой мутацией, возникшей в ходе эволюции. Как и любые другие рудименты, у нас все еще сохраняются эти участки генома, потому что они не причиняют ровным счетом никакого вреда: из века в век "мусорные” последовательности дублируются и передаются по наследству, несмотря на свою бесполезность.

3. ПОЛУЛУННАЯ СКЛАДКА

Эта крошечная складка кожи в уголке глаза является пережитком мигательной перепонки (третьего века), существующей с того времени, когда мы нуждались в чем-то на подобие. Сохранившаяся у птиц, рептилий и рыб, полностью функционирующая складка используется, чтобы поверхность глаза оставалась влажной и невредимой. В какой-то момент она стала ненужной примитивным людям, но у них сохранился небольшой кусочек этой складки, соединенный с мышцами (также рудиментарными). Полулунная складка является одним из немногих рудиментов, которые являются наиболее выраженными или распространенными в некоторых этнических группах, в данном случае, у африканцев и коренных австралийцев.

4. МЫШЦЫ

В ходе эволюции человеку приходилось все меньше и меньше полагаться на тело, поэтому некоторые мышцы по всему телу утратили свои функции, хотя многие из них все еще сохранились. Эта категория рудиментов определяется этнической принадлежностью. Малая затылочная, например, это тонкая ленточная мышца в основании черепа, которая двигает скальп. Демонстрируя широкий географическое разнообразие, все малайцы рождаются с ним, половина всех японцев и треть европейцев тоже, но меланезийцы – никогда. Малая затылочная мышца присоединяется к ушной мышце, которая когда-то позволяла нам двигать ушами, чтобы лучше слышать хищника, но сейчас функционирует в меньшей степени. Существуют и другие рудиментарные мышцы: длинная ладонная, которая напрягается в нижней части запястья, когда вы сжимаете руку; пирамидальная в животе, которой нет у 20 процентов людей; подошвенная в ноге, которая немного помогает сгибать колено, но ее вклад настолько мал, что хирурги обычно удаляют ее, во время операций на соседнем участке ноги.

5. ЛАДОННЫЙ ХВАТАТЕЛЬНЫЙ РЕФЛЕКС

Если новорожденные и делают что-то хорошо, так это сжимают ваш палец, когда вы кладете его в ладошку (однажды было проведено исследование, которое продемонстрировало, насколько сильной может оказаться хватка). Хотя мы делаем это, в основном, чтобы привлечь внимание, ребенок просто реагирует на эволюционный стимул. Если бы на нашем теле все еще росла шерсть, новорожденный использовал бы это рефлекс, чтобы хвататься за шерсть матери. Это полезно для портативности, имея две свободные руки в случае опасности, мать может перенести ребенка, схватившегося за ее шерсть, на дерево. Этот рефлекс проявляется также и в движении ногами, например, новорожденный подгибает пальцы, когда сидит, но, как и движение руками, этот рефлекс тоже исчезает к шести месяцам.

6. ОБОНЯНИЕ

Назовем наше обоняние рудиментарным. Хотя мы все еще пользуемся им каждый день, его функции и роль имеют гораздо меньшее значение, чем раньше. Лучше всего обоняние развито у тех животных, которые используют его в поисках пищи, защите от хищников или для спаривания. Т.к. сейчас у нас есть продуктовые магазины, нет естественных врагов, и со всеми любовными делами справляется Купидон, обоняние, скорее, существует для удобства (хотя есть доказательства, что феромоны могут играть роль в общении между людьми). В отличие от других пунктов этого списка, способность различать запахи все еще может помочь в выживании, например, предупредить вас об утечке газа.

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.

Рудиментами называются органы, которые не имеют никакой функции или имеют функцию, отклоняющуюся от их строения. Полагают, что у подобных органов можно установить несоответствие структуры и функции, то есть, у этих органов структурные издержки кажутся чрезмерно большими для выполняемой ими функции. Утрата функции или ограничение функциональной способности интерпретируются в рамках эволюционной теории как потеря функции в ходе эволюции.

С первого взгляда понятно, что рудименты не могут служить доказательством развития от низших форм к высшим. Во всяком случае, рудименты показывают процесс отмирания этих органов. Как доказательство же прогрессивной эволюции рудименты исключаются.

Но, в конце концов, имеется еще один аргумент: рудиментарные органы свидетельствуют и против акта сотворения, так как в продуманном и планомерном сотворении подобные органы не могли бы иметь место. Поэтому мы рассматриваем проблематику рудиментов подробнее и предлагаем свою трактовку явления рудиментарности в рамках модели сотворения (более подробное обсуждение этой тематики в работе Junker, 1989).

Большинство рудиментов не утратило своих функций.

Классическим органом, утратившим свои функции, долгое время считался аппендикс слепой кишки человека. В настоящее время, однако, известно, что червеобразный отросток выполняет защитную функцию при общих заболеваниях и участвует в контроле за бактериальной флорой в слепой кишке.

Птицы, рептилии и некоторые млекопитающие обладают третьим веком, прозрачной мигательной перепонкой. Предохраняя глаз, она тянется из его внутреннего угла через все глазное яблоко. При полете птиц мигательная перепонка функционирует, как стеклоочиститель. "Рудиментарная" мигательная перепонка у человека выполняет задачу сбора инородных тел, которые попадают на глазное яблоко, она связывает их в углу глaза в клейкую массу. Оттуда они могут быть, легко удалены.

Копчик человека необходим для укрепления мускулатуры таза, которая держит внутренние органы малого таза и тем самым делает возможной вертикальную походку. Подвижность, которой копчик обязан своему происхождению в онтогенезе из позвоночного столба, имеет решающее значение для процесса родов.

Прилегание пищевода к трахее тоже не бессмысленно: находящаяся в дыхательных путях слизь может удаляться через пищевод. Кроме того, такое строение экономит место и делает возможным дыхание через рот, что при сильном насморке является чрезвычайно удобным способом. Поэтому его нельзя рассматривать как обусловленную филогенетическим развитием лишнюю структуру. Все эти структуры, впрочем, вполне объяснимы с точки зрения конструктивного развития.

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.