Суть и причины редукции
Процесс редукции подразумевает либо полное исчезновение органа, либо значительное упрощение его морфологии на протяжении филогенеза. Главная причина таких изменений кроется в том, что ранее полезный орган становится относительно бесполезным для организма, а в редких случаях — даже вредным.
Ключевыми факторами, запускающими редукцию, выступают:
- Изменения окружающей среды, требующие адаптации морфологии.
- Субституция — явление, при котором образуется новая структура, функционально замещающая прежнюю. Характерный пример субституции: редукция головной почки (pronephros) у анамний, происходящая после формирования более совершенной туловищной почки.
Важной клинической характеристикой редуцирующихся структур является их повышенная изменчивость (вариабельность). Например, размеры червеобразного отростка (аппендикса) у людей могут варьировать от 2 до 20 сантиметров, что хирурги обязательно учитывают в своей практике.
Степени редукции
Эволюционное недоразвитие может протекать с разной глубиной. Выделяют два основных варианта:
- Полная редукция: структура исчезает абсолютно бесследно. Она не обнаруживается ни у взрослых половозрелых особей, ни на стадии эмбрионального развития.
- Эмбриональная редукция: орган не развивается у взрослого организма, однако на стадии зародыша присутствует в виде специфического эмбрионального зачатка. Классическим примером здесь служит закладка головной почки (pronephros) у высших позвоночных.
Рудиментарные органы
Рудименты представляют собой органы, генетическая программа развития которых жестко закреплена наследственно, однако сам процесс морфогенеза останавливается на определенной стадии. В результате такие органы сохраняются у половозрелых особей, но находятся в недоразвитом состоянии и не способны выполнять присущую им первоначальную функцию.
У человека присутствует целый ряд рудиментарных структур:
- Слепая кишка и червеобразный отросток (аппендикс).
- Полулунная складка (остаток мигательной перепонки глаза).
- Волосяной покров тела.
- Мышцы, двигающие ушную раковину.
- Третьи моляры (зубы мудрости).
- Копчиковая кость.
- Соски у мужчин.
Закономерности недоразвития и атавизмы
Процесс эволюционного недоразвития органов строго подчиняется правилу обратной последовательности морфогенеза. Суть этого правила в том, что последовательность выпадения этапов развития прямо противоположна нормальному ходу формирования органа.
Сначала блокируются и выпадают конечные (поздние) стадии развития, и только затем редукция затрагивает более ранние закладки. Например, при недоразвитии конечностей первыми исчезают зачатки фаланг первого и пятого пальцев, поскольку в норме при эмбриогенезе они закладываются в самую последнюю очередь.
С понятием редукции тесно связаны атавизмы. Некоторые структуры подвергаются настолько глубокой редукции, что в норме существуют исключительно в виде кратковременных эмбриональных закладок. Ярким эмбриологическим примером является закладка у человеческого зародыша 9–10 хвостовых позвонков, которые в ходе дальнейшего нормального развития редуцируются.
Чтобы запомнить правило обратной последовательности морфогенеза, представьте демонтаж здания: сначала разбирают крышу (конечные стадии), а уже потом фундамент (ранние стадии развития).
Вопросы с занятий и экзамена
В чем заключается феномен субституции?
Субституция — это замещение одного органа другим, который берет на себя его функции. Например, у анамний головная почка редуцируется, так как её функционально замещает туловищная почка.
Как правило обратной последовательности проявляется на примере конечностей?
При редукции или недоразвитии конечностей первыми исчезают закладки тех структур, которые формируются последними. Поэтому изначально выпадают фаланги 1-го и 5-го пальцев.
Являются ли хвост и копчик одним и тем же в контексте эмбриогенеза?
У эмбриона человека закладывается 9–10 хвостовых позвонков (эмбриональная закладка), однако в ходе дальнейшего развития они подвергаются глубокой редукции, оставляя после себя рудимент — копчик.
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы формирования и клиническое значение высокой вариабельности рудиментов
- Эволюционная трансформация выделительной системы (от пронефроса к метанефросу)
- Генетические причины остановки развития рудиментарных органов
- Примеры глубокой эмбриональной редукции у позвоночных
Разберите тему целиком в курсе «Биология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Редукция органов, рудименты и атавизмы» и ещё 3 793 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 124 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Общие закономерности филогенеза организмов»
Бесплатные видеоуроки: биологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.