Рудименты и атавизмы в ЕГЭ по биологии

Блог

Главная

Блог

Рудименты и атавизмы в ЕГЭ по биологии

22.02.2022

12:21

Тему «Рудименты и атавизмы» школьные учителя часто пропускают. Однако ЕГЭ включает подобные вопросы! В статье объясним значение данных терминов, научим приводить примеры.

Примеры

Атавизмом называют проявление признака, характерного для предков. Раньше он являлся важным для выживания, однако эволюция привела к его исчезновению из фенотипа. У некоторых людей наблюдается аномалия — «возвращение» данного признака. Примеры атавизмов: 

  • хвост;
  • густые волосы, больше похожие на шерсть.
    Являются атавизмом, если покрывают необычные зоны (например, лицо, шею). Появлению густого волосяного покрова подвержены представители обоих полов.

Важным понятием являются рудименты. Рудиментом называется орган, имевший значение для предков и сохранившийся в организме потомков. Ключевой момент: орган-рудимент не используется современными представителями вида, не выполняет жизненно важных функций. К рудиментам относятся: 

  • ушные мышцы. Некоторые сохранили способность двигать ушами, но на выживание это не влияет. Предки человека подобным образом улавливали максимальное количество звуков, избегая врагов;
  • зубы мудрости. Предкам помогали разжевывать жесткое сырое мясо, потомками не используются. Зубы мудрости часто вызывают болезненные ощущения, проблемы со здоровьем — стоматологи предпочитают их удалять. Интересно, что некоторые взрослые отличаются отсутствием зубов мудрости с рождения — яркий пример постепенной эволюции;
  • третье веко (маленькая складка уголка глаза). Оно защищало зрение обитателей пустынь и степей;
  • копчик (часть хвоста). Животным, передвигающимся на четырех лапах, помогал балансировать, лучше управлять движениями. Прямоходящим комфортно передвигаться и без хвоста.

Часто примером рудимента также называют аппендикс. Действительно, никакой важной функции орган не несет, часто воспаляется, вызывая аппендицит. Однако ученые обнаружили интересную особенность: дети с вырезанным в детстве аппендиксом чаще болеют. 

Вы узнали отличия атавизмов и рудиментов, научились приводить примеры, объяснять их. Повторите тему перед сдачей ЕГЭ, чтобы ответить на вопросы итогового экзамена. Планируете разбирать остальные важные разделы самостоятельно? Предлагаем альтернативный вариант — приходите на занятия центра «Уникум» Российского университета дружбы народов. Вас ждут: 

  • доброжелательная атмосфера;
  • опытные преподаватели-эксперты ЕГЭ;
  • высокий уровень получаемых знаний.

Материал данной статьи носит ознакомительный характер. Для подготовки к сдаче ЕГЭ пользуйтесь дополнительными источниками информации!

Все мероприятия

23.08.2022

18:03

С каким набором предметов ЕГЭ проще всего поступить в вуз?

Расскажем о выборе предметов ЕГЭ

Читать далее

18.08.2022

15:40

Как подготовиться к ЕГЭ по русскому языку, чтобы сдать на 80+ баллов

Расскажем о самых эффективных способах подготовки

Читать далее

05. 05.2022

18:35

На какие специальности можно поступить с ЕГЭ по английскому?

Изучаем направления, доступные для сдающих иностранный язык

Читать далее

05.05.2022

14:26

Куда поступать с ЕГЭ по химии?

Сдав ЕГЭ по химии, можно поступить не только на медицинские специальности. В статье разберем все воз…

Читать далее

24.04.2022

11:01

Подготовка к ЕГЭ при вузе

Отвечаем на вопросы о подготовке к ЕГЭ в центре «Уникум» РУДН

Читать далее

23. 04.2022

19:20

ТОП-5 причин выбрать курсы подготовки к ЕГЭ в центре «Уникум»

Почему школьники выбирают учебу в «Уникуме»? Расскажем в статье!

Читать далее

Рудименты и атавизмы у человека и животных с точки зрения науки

Любой ныне живущий сложный организм – продукт длительной эволюции, и этот процесс ничуть не похож на строительство по заданным чертежам. Это был путь проб и ошибок, но не управляемый волей, а опирающийся на случайные изменения в геноме и естественный отбор, который не раз приводил не к развитию, а к тупику и вымиранию. Свидетельством этому – разнообразные следы, которые эволюционный процесс оставил в организме человека и других живых существ — рудименты и атавизмы.

Getty Images

На протяжении эволюции животные постоянно менялись, и новые факторы окружающей среды не перестают запускать процесс изменений в их телах снова и снова. Человек произошел от обезьяны, а она, в свою очередь, от других млекопитающих. Долгие миллионы лет изменений не могли не оставить следов в нашем теле. По этим следам — органам и различным придаткам — мы можем проследить путь эволюции, но человеку эти части уже совершенно не нужны. В научном сообществе их называют атавизмами и рудиментами. Разберемся, что они и

Что такое атавизмы и рудименты?

Речь идет об атавизмах и рудиментах — эти понятия часто соседствуют друг с другом, иногда вызывают путаницу и имеют разную природу. Простейший и, наверно, самый известный пример, в котором соседствуют оба понятия, относится к, так сказать, нижней части человеческого тела. Копчик, окончание позвоночника, в котором срослись несколько позвонков, признан рудиментарным. Это рудимент хвоста. Хвост, как известно, есть у многих позвоночных, но нам, Homo sapiens, он вроде бы и ни к чему. Однако природа зачем-то сохранила человеку остаток этого некогда функционального органа. Младенцы с настоящим хвостом крайне редко, но все же рождаются.

Иногда это просто выступ, наполненный жировой тканью, порой хвост содержит в себе преобразованные позвонки, и его обладатель даже способен шевелить своим нежданным приобретением. В данном случае можно говорить об атавизме, о проявлении в фенотипе органа, который был у далеких предков, но отсутствовал у ближайших.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Итак, рудимент — норма, атавизм — отклонение. Живые существа с атавистическими отклонениями выглядят порой пугающе и в силу этого, а также по причине редкости явления вызывают большой интерес со стороны широкой публики. Но еще больше атавизмами интересуются ученые-эволюционисты, и именно потому, что эти «уродства» дают интересные подсказки по истории жизни на Земле.

Тайна, скрытая в яйце

Ни у одной из современных птиц нет зубов. Точнее, так: есть птицы, например некоторые виды гусей, которые имеют в клюве ряд мелких острых выростов. Но, как говорят биологи, эти «зубы» не гомологичны настоящим зубам, а являются именно выростами, которые помогают удерживать в клюве, например, скользкую рыбину. При этом у предков птиц зубы обязательно должны были быть, ведь они потомки теропод, хищных динозавров. Известны и останки ископаемых птиц, у которых зубы наличествовали. Точно не понятно, по каким причинам (возможно, из-за изменения типа питания или в целях облегчения тела для полета) естественный отбор лишил птиц зубов, и можно было бы предположить, что в геноме современных пернатых генов, отвечающих за формирование зубов, уже не осталось. Но это оказалось неправдой. Причем задолго до того, как человечество что-то узнало о генах, в начале XIX века догадку о том, что и современные птицы могут отращивать подобие зубов, высказал французский зоолог Этьен Жоффруа Сент-Илер. Он наблюдал некие выросты на клюве эмбрионов попугаев. Это открытие вызвало сомнения и толки и было в конце концов забыто.

Исследование «зубных» рудиментов

А в 2006 году американский биолог Мэтью Харрис из Университета штата Висконсин заметил на конце клюва эмбриона курицы выросты, напоминающие зубы. Эмбрион был подвержен смертельной генетической мутации talpid 2 и не имел шансов дожить до вылупления из яйца. Однако за время этой короткой жизни в клюве несостоявшегося цыпленка выработались два типа тканей, из которых формируются зубы. Строительный материал для подобных тканей гены современных птиц не кодируют — эта способность была утрачена предками пернатых десятки миллионов лет назад. Зародыши зубов у эмбриона курицы не были похожи на тупоконечные моляры млекопитающих — они имели заостренную коническую форму, совсем как у крокодилов, которые, как динозавры и птицы, включаются в группу архозавров. Кстати, выращивать моляры у куриц пробовали и успешно, когда методом генной инженерии внедряли в куриный геном гены, отвечающие за развитие зубов у мышей. Но зубы эмбриона, которого исследовал Харрис, появились без всякого постороннего вмешательства.

Связь между генами и рудиментами

«Зубные» ткани возникали благодаря чисто куриным генам. Значит, эти гены, не проявлявшиеся в фенотипе, дремали где-то в глубине генома, и лишь фатальная мутация их пробудила. Для подтверждения своего предположения Харрис провел эксперимент с уже вылупившимися цыплятами. Он заразил их вирусом, искусственно созданным методом генной инженерии, — вирус имитировал молекулярные сигналы, возникающие при мутации talpid 2. Эксперимент принес результат: на клюве цыплят на короткое время появлялись зубы, которые затем бесследно растворялись в ткани клюва. Работу Харриса можно считать доказательством того факта, что атавистические признаки есть следствие нарушений в развитии зародыша, которые пробуждают давно замолкшие гены, и главное — гены давно утраченных признаков могут продолжать находиться в геноме почти 100 млн лет спустя после того, как эволюция эти признаки уничтожила. Почему такое происходит, точно неизвестно. Согласно одной из гипотез, «молчащие» гены могут оказаться не совсем молчащими. У генов есть свойство плейотропичности — это возможность одновременного влияния не на одну, а на несколько фенотипических черт. В этом случае одна из функций может быть блокирована другим геном, при том что другие остаются вполне «рабочими».

Живые доказательства атавизмов

Узнать о зубастых цыплятах и совершить открытие удалось почти случайно — все из-за того, что, как уже говорилось, мутация убивала эмбрион еще до появления на свет. Но очевидно, что мутации или другие изменения, вызывающие к жизни древние гены, могут оказаться и не столь фатальными. Иначе как объяснить гораздо более известные случаи атавизмов, обнаруженных у вполне жизнеспособных существ? Вполне совместимы с жизнью такие наблюдаемые у человека атавизмы, как многопальцевость (полидактилия) на руках и ногах, многососковость, случающаяся и у высших приматов. Полидактилия свойственна лошадям, которые при нормальном развитии ходят на одном пальце, ноготь которого превратился в копыто. Но для древних предков лошади многопальцевость была нормой.

Существуют отдельные случаи, когда атавизм привел к серьезному эволюционному повороту в жизни организмов. Клещи семейства Crotonidae атавистическим путем вернулись к половому размножению, в то время как их предки размножались партеногенезом. Нечто сходное произошло у ястребинки волосистой (Hieracium pilosella) — травянистого растения семейства астровых. Далеко не все, кого в зоологии называют четвероногими (tetrapoda), четвероноги на самом деле. Например, змеи и китообразные происходят от сухопутных предков и также включаются в надкласс tetrapoda. Змеи утратили конечности вчистую, у китообразных передние конечности стали плавниками, а задние практически исчезли. Но появление атавистических конечностей отмечено как у змей, так и у китообразных. Известны случаи, когда у дельфинов обнаруживалась пара задних плавников, и четвероногость как бы восстанавливалась.

Зачем китам рудимент в виде тазовых костей?

Впрочем, о четвероногости у китов напоминает кое-что еще, и здесь мы переходим к области рудиментов. Дело в том, что у некоторых видов китообразных сохранились рудименты тазовых костей. Эти кости уже давно не связаны с позвоночником, а значит, и со скелетом в целом. Но что же заставило природу сохранить информацию о них в генном коде и передавать ее по наследству? В этом главная загадка всего явления под названием рудиментация. Согласно современным научным представлениям, о рудиментах не всегда можно говорить как о лишних или бесполезных органах и структурах. Вероятнее всего, одна из причин их сохранения именно в том, что эволюция нашла рудиментам новое, не свойственное ранее применение. В 2014 году американские исследователи из Университета Южной Каролины опубликовали в журнале Evolution интересную работу. Ученые исследовали размеры тазовых костей китов и пришли к выводу, что эти размеры коррелируются с размером пенисов, а мышцы пениса крепятся как раз к рудиментарным тазовым костям. Таким образом, от величины кости зависела величина китового полового органа, а большой пенис предопределял успех в размножении.

Функции рудиментов

То же самое с человеческим копчиком, который упоминался в начале статьи. Несмотря на рудиментарное происхождение, этот участок позвоночника имеет немало функций. В частности, к нему крепятся мышцы, задействованные в управлении мочеполовой системой, а также часть пучков большой ягодичной мышцы.

Аппендикс — червеобразный отросток слепой кишки — порой доставляет человеку немало неприятностей, воспаляясь и вызывая необходимость хирургического вмешательства. У травоядных животных он имеет значительный размер и был «сконструирован» для того, чтобы служить своего рода биореактором для ферментации целлюлозы, которая является конструктивным материалом растительных клеток, но плохо переваривается. В человеческом организме такой функции у аппендикса нет, но есть другая. Кишечный отросток — это своего рода питомник для кишечной палочки, где оригинальная флора слепой кишки сохраняется в неприкосновенности и размножается. Удаление аппендикса влечет за собой ухудшение состояния микрофлоры, для восстановления которой приходится применять лекарственные препараты. Также этот орган играет определенную роль в иммунной системе организма.

Гораздо труднее увидеть пользу от таких рудиментов, как, например, ушные мышцы или зубы мудрости. Или глаза у кротов — эти органы зрения рудиментарны и ничего не видят, но могут стать «воротами» инфекции. Тем не менее спешить объявлять что-то в природе лишним явно не стоит.

атавизм


Термин атавизм (происходит от латинского atavus , дед прадеда и, таким образом, в более общем смысле предок) обозначает тенденцию вернуться к наследственному типу. Атавизм — это реальный или предполагаемый эволюционный возврат, например, повторное появление черт, исчезнувших несколько поколений назад.

[1] Атавизмы возникают из-за того, что гены ранее существовавших фенотипических признаков часто сохраняются в ДНК, даже если гены не экспрессируются у некоторых или большинства обладающих ими организмов.

Дополнительные рекомендуемые знания

Содержимое

  • 1 Пример
  • 2 Атавизм в истории
  • 3 Культурные отсылки к атавизму
  • 4 См. также
  • 5 Каталожные номера

Примеры

Наблюдаемые примеры включают:

  • задние ноги китов [1]
  • задние плавники дельфинов [1] [2]
  • дополнительные пальцы у лошадей, как у архаичных лошадей
  • возобновление полового размножения у Hieracium pilosella и Crotoniidae [3]

Атавизм наблюдался и у людей. Например, дети рождаются с рудиментарным хвостом, называемым «копчиковым отростком», «копчиковым выступом» и «каудальным придатком». [1] Это также может наблюдаться у людей с большими зубами, как у других обезьян. [4]

Атавизм в истории

В промежутке между принятием эволюции и появлением современного понимания генетики,

атавизм использовался для объяснения повторного появления у индивидуума признака после отсутствия нескольких поколений. Такого человека иногда называли «возвратом». Этот термин часто используется в связи с неожиданным повторным появлением примитивных признаков у организмов.

Понятие атавизма часто использовалось социальными дарвинистами, которые утверждали, что низшие расы демонстрируют атавистические черты и представляют собой более примитивные черты, чем их собственная раса. И понятие атавизма, и теория перепросмотра Геккеля насыщены представлениями об эволюции как о прогрессе, как движении к большей сложности и превосходным способностям.

Кроме того, концепция атавизма как части индивидуалистического объяснения причин преступных девиаций была популяризирована итальянским криминалистом Чезаре Ломброзо в 1870-х гг. Он попытался определить физические характеристики, общие для преступников, и обозначил найденные им как атавистические, «возвратные» черты, определяющие «примитивное» преступное поведение. Его статистические данные и представление о том, что физические черты определяют неизбежную преступность (идея, тесно связанная с концепциями евгеники), давно были развенчаны, но концепция о том, что физические черты могут влиять на вероятность преступного поведения человека, остается популярной в некоторых кругах. .

Представление о том, что каким-то образом атавизмы могут накапливаться путем селекционного разведения, привело к появлению таких пород, как крупный рогатый скот Хека. Он был выведен из древних местных сортов с избранными примитивными чертами в попытке «возродить» вымерших туров.

Культурные отсылки к атавизму

Термин атавизм иногда также применяется при обсуждении культуры. Некоторые социологи описывают возвращение более старых, «более примитивных» тенденций (например, воинственное отношение, «клановая идентичность» и т. д. — все, что указывает на социальную и политическую атмосферу тысячелетней давности) как «атавистическое». «Возрождающийся атавизм» — это общее название веры в то, что люди в современную эпоху начинают возвращаться к способам мышления и действиям, которые являются возвратом к прошлому времени. Это особенно используется социологами в отношении насилия. Марксисты называют докапиталистические классы (такие как крестьянство, аристократия и мелкая буржуазия) «атавистическими», чтобы показать, что они не вписываются в биполярное классовое разделение (буржуазия/пролетариат) современного капиталистического общества. Поэтому марксисты рассматривают их как реакционную силу, которая попытается остановить не только социализм, но и сам буржуазный прогресс.

Неоязыческая субкультура также использует ту же терминологию («атавизм» или «возрождающийся атавизм») для описания того, как современные западные страны переживают как упадок христианства, так и подъем религиозных движений, вдохновленных языческими религиями прошлых столетий. . Некоторые ссылаются на рост энвайронментализма, научных исследований и либерализации общества, которые способствуют все более светскому обществу, в котором религиозные чувства чаще связаны с оценкой физического мира, чем противостоят ему. [ цитирование необходимо ] Иногда использование этих терминов в отношении «альтернативной» духовности или в оккультном контексте подразумевает использование насилия для утверждения этих изменяющихся религиозных взглядов — например, в книге Lords of Chaos a Вспышка поджогов церквей по всей Скандинавии была описана как часть этой тенденции, потому что многие из преступников называли себя «язычниками», стремящимися свергнуть то, что они считали столетиями религиозного угнетения со стороны христианства.

Атавизм — ключевой термин в объяснении Йозефом Шумпетером Первой мировой войны в либеральной Европе 20-го века. Он защищает либеральную веру в международные отношения, что международное общество, построенное на торговле, избежит войны из-за ее разрушительности и сравнительной стоимости. Его причина Первой мировой войны называется «атавизм», в котором он утверждает, что рудиментарные правительства в Европе (Германская империя, Российская империя, Османская империя и Австро-Венгерская империя) втянули либеральную Европу в войну, и что либеральная структура континент не был причиной этого. Он использовал эту идею, чтобы сказать, что либерализм и торговля будут продолжать оказывать успокаивающее воздействие на международные отношения и что войны не возникнут в странах, построенных на торговых связях.

Хантер С. Томпсон часто ссылается на атавизм во многих, если не во всех своих книгах. Атавизм кажется своего рода повторяющимся мотивом или темой во многих работах Томпсона, однако он редко затрагивает какое-либо направление обсуждения самого атавизма. Его самая известная фраза, связанная с атавизмом, безусловно, была бы из его самого известного произведения «Страх и ненависть в Лас-Вегасе»: «Менталитет Лас-Вегаса настолько ужасно атавистичен, что действительно массовое преступление часто ускользает незамеченным».

См. также 9

http://www.latimes.com/news/opinion/la-ed-tails15feb15,0,283979.story?coll=la-opinion-leftrail
 
Эта статья находится под лицензией GNU Free Documentation License. Он использует материал из статьи Википедии «Атавизм». Список авторов есть в Википедии.

Атавизмы: медицинские, генетические и эволюционные последствия

Обзор

. 2011 Лето; 54(3):332-53.

doi: 10.1353/pbm.2011.0034.

Ненад Томич 1 , Виктор Бенно Мейер-Рохов

принадлежность

  • 1 Университетская больница Канарских островов-Unidád Mixta de Investigacion, Facultad de Medicina, Campus de Ofra, Санта-Крус-де-Тенерифе, Испания.
  • PMID: 21857125
  • DOI: 10.1353/пм.2011.0034

Обзор

Nenad Tomic et al. Перспект Биол Мед. 2011 Лето.

. 2011 Лето; 54(3):332-53.

doi: 10.1353/pbm.2011.0034.

Авторы

Ненад Томич 1 , Виктор Бенно Мейер-Рохов

принадлежность

  • 1 Университетская больница Канарских островов-Unidád Mixta de Investigacion, Facultad de Medicina, Campus de Ofra, Санта-Крус-де-Тенерифе, Испания.
  • PMID: 21857125
  • DOI: 10.1353/пм.2011.0034

Абстрактный

Признаки, которые, как ожидается, будут потеряны в эволюционной истории вида, иногда неожиданно появляются вновь. Такие черты, как дополнительные соски или хвосты у людей, задние конечности у китов, зубы у птиц или крылья у бескрылых палочников, напоминают нам о том, что определенная генетическая информация не теряется полностью, но может быть реактивирована. Кажется, что атавизмы нарушают один из центральных эволюционных принципов, известный как закон Долло, согласно которому «организм не может вернуться, даже частично, на предыдущую стадию, уже реализованную в рядах его предков». Хотя до сих пор неясно, что запускает и контролирует реактивацию дремлющих признаков, атавизмы представляют собой проблему для эволюционных биологов и генетиков. В этой статье представлены некоторые из наиболее ярких примеров атавизмов, обсуждаются некоторые спорные в настоящее время вопросы, такие как человеческое четвероногие, и рассматривается прогресс, достигнутый в объяснении некоторых механизмов, которые могут привести к атавистическим чертам.

Похожие статьи

  • Обратное мнение о законе Долло.

    Коллин Р., Мильетта М.П. Коллин Р. и соавт. Тенденции Экол Эвол. 2008 ноябрь; 23 (11): 602-9. doi: 10.1016/j.tree.2008.06.013. Epub 2008, 22 сентября. Тенденции Экол Эвол. 2008. PMID: 18814933 Обзор.

  • Закон Долло и необратимость потери пальцев при бахии.

    Галис Ф., Арнтцен Дж.В., Ланде Р. Галис Ф. и др. Эволюция. 2010 авг; 64 (8): 2466-76; обсуждение 2477-85. doi: 10.1111/j.1558-5646.2010.01041.x. Epub 2010 24 мая. Эволюция. 2010. PMID: 20500218

  • Повторная эволюция утраченных зубов нижней челюсти у лягушек спустя более 200 миллионов лет и переоценка закона Долло.

    Вена Дж.Дж. Винс Дж. Эволюция. 2011 Май; 65 (5): 1283-96. doi: 10.1111/j.1558-5646.2011.01221.x. Epub 2011 27 января. Эволюция. 2011. PMID: 21521189

  • Развитие, пластичность и эволюция рисунков глазных пятен бабочки.

    Брейкфилд П.М., Гейтс Дж., Киз Д., Кесбеке Ф., Вейнгаарден П.Дж., Монтейро А., Френч В., Кэрролл С.Б. Брейкфилд П.М. и др. Природа. 1996 21 ноября; 384 (6606): 236-42. дои: 10.1038/384236a0. Природа. 1996. PMID: 12809139

  • Генетическая основа модульности в развитии и эволюции зубочелюстной системы позвоночных.

    Склад ДВ. Сток ДВ. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2001 29 октября; 356 (1414): 1633-53. doi: 10.1098/rstb.2001.0917. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2001. PMID: 11604128 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

  • Эволюционная кардиология и экспериментальные исследования.

    Кано-Мартинес А., Рубио-Руис М.Е., Гарнер-Ланс В. Кано-Мартинес А. и др. Арч Кардиол Мекс. 2022 1 июля; 92 (3): 390-398. doi: 10.24875/ACM.210002751. Арч Кардиол Мекс. 2022. PMID: 35537714 Бесплатная статья ЧВК.

  • Новый хелонибиид из миоцена Занзибара (Восточная Африка) проливает свет на эволюцию строения панциря ракушек черепах и китов (Cirripedia: Coronuloidea).

    Колларета А., Ньюман В.А., Босио Г., Колетти Г. Колларета А. и др. Интегр Зоол. 2022 Январь; 17 (1): 24-43. дои: 10.1111/1749-4877.12554. Epub 2021 5 июня. Интегр Зоол. 2022. PMID: 34002457 Бесплатная статья ЧВК.

  • Прогрессирование рака как последовательность атавистических реверсий.

    Lineweaver CH, Bussey KJ, Blackburn AC, Davies PCW. Lineweaver CH и др. Биоэссе. 2021 июль;43(7):e2000305. doi: 10.1002/bies.202000305. Epub 2021 13 мая. Биоэссе. 2021. PMID: 33984158 Бесплатная статья ЧВК.