Restspeichernde Strukturen Definition
Restspeichernde Strukturen sind verschiedene Zellen, Gewebe und Organe in einem Körper, die keine Funktion mehr erfüllen. Eine rudimentäre Struktur kann durch eine Mutation im Genom entstehen. Diese Mutation führt zu einer Veränderung der Proteine, die für die Bildung der Struktur erforderlich sind.
Restige Strukturen erklärt
Obwohl die Struktur nicht mehr funktioniert, kann die Prävalenz der rudimentären Struktur in der Population zunehmen, wenn sie für das Überleben oder die Fortpflanzung von Vorteil ist. Bei höhlenbewohnenden Fischen zum Beispiel sind die Entwicklung und der Unterhalt von Augen ein unnötiger energetischer Aufwand, wenn es kein Licht gibt. Daher können rudimentäre Augen funktionierenden Augen vorgezogen werden.
Seit den frühesten Tagen des Studiums der Anatomie verschiedener Tiere sind rudimentäre Strukturen bei fast allen Arten angetroffen und beobachtet worden. Der Prozess der Evolution ist ein unvollkommener Prozess. Obwohl die Evolution ständig bestrebt ist, die Organismen perfekt an die vorhandenen Bedingungen anzupassen, kann sie nur mit dem arbeiten, was ihr gegeben ist. Daher müssen jedes Mal, wenn sich eine Population in eine andere Umgebung begibt oder sich die Umwelt verändert, entsprechende Anpassungen vorgenommen werden. Bei vielen Organismen sind rudimentäre Strukturen das Ergebnis einer großen evolutionären Veränderung, die dazu führte, dass eine zuvor funktionale Struktur lästig und nutzlos wurde.
Rudimentär bedeutet allein, dass sie keine Funktion oder keinen Nutzen hat, und kann sich auf Verhaltensweisen, chemische Wege und andere Aspekte der Existenz eines Organismus beziehen, die nicht direkt physisch sind. Diese nutzlosen Aspekte werden jedoch ebenfalls vom Genom gesteuert und sind durch eine Mutation oder eine Veränderung der Umwelt rudimentär geworden. Die Mutation ist zwar vorteilhaft für die Population, hat aber nicht dazu geführt, dass eine Eigenschaft oder ein Verhalten völlig verschwunden ist. Deshalb sind rudimentäre Strukturen, Verhaltensweisen und Bahnen immer noch vorhanden.
Beispiele für rudimentäre Strukturen
Rudimentäre Strukturen bei Fruchtfliegen
Der weit verbreitete Labororganismus Drosophila melanogaster (die Fruchtfliege) war einer der ersten, dessen kleines Genom kartiert wurde. Bei der Kartierung des Genoms fanden die Wissenschaftler viele Gene, deren Inaktivierung zu rudimentären Mutationen in der Fruchtfliege führen würde. Es wurden Hunderte von Mutationen gefunden, die zu rudimentären Strukturen führen können. Flügel, Augen, Füße und viele andere Organe konnten durch die Deaktivierung verschiedener Gene rudimentär werden. Anhand dieser Fliegen als Modell konnten die Wissenschaftler genau und deutlich zeigen, wie rudimentäre Strukturen durch einfache sexuelle Fortpflanzung entstehen können und wie sich diese rudimentären Strukturen in einer Population häufen können.
Populationen von Fruchtfliegen wurden so entwickelt, dass sie für verschiedene Zwecke unterschiedliche rudimentäre Strukturen aufweisen. Fliegen mit rudimentären Flügeln werden gezüchtet und als Futterinsekten für Haustierfrösche verwendet. Da der Mensch eine Umgebung mit reichlich Nahrung und ohne Raubtiere bereitstellt, können die Fliegen weiter wachsen und sich vermehren. Wenn es an der Zeit ist, die Frösche zu füttern, können die Fliegen einfach aus ihrem Zuchtröhrchen herausgezapft werden. Da die Fliegen keine Flügel haben, können sie nicht wegfliegen oder auf andere Weise aus dem Gehege des Frosches entkommen. In anderen Fällen möchten Wissenschaftler vielleicht die Sinnesorgane der Fliegen testen. Durch die Herstellung von Fliegen mit rudimentären Augen können beispielsweise die anderen Sinne getestet werden, ohne dass die Variable des Sehvermögens hinzukommt.
Rudimentäre Gliedmaßen
Vor der Zeit der Fossilienaufzeichnungen, Röntgenstrahlen und DNA-Analysen wurde lange Zeit angenommen, dass Schlangen aus Eidechsen hervorgegangen sind und nicht umgekehrt. Als Wissenschaftler begannen, die Anatomie von Schlangen genau zu untersuchen, stellten sie fest, dass viele Schlangen immer noch rudimentäre Strukturen an der Stelle haben, an der sich die Gliedmaßen einer Eidechse befunden hätten. Andere rudimentäre Strukturen bei Schlangen, wie z. B. eine rudimentäre Lunge, waren ebenfalls ein Beweis dafür, dass sich Schlangen aus einem Vorfahren entwickelten, der zwei Lungen benutzte und mit vier Gliedmaßen lief. Zusammen mit den Fossilienfunden, die eine Abnahme der Gliedmaßengröße bei Schlangen zeigen, und den zunehmenden DNA-Beweisen ergab dies, dass das Gegenteil der Fall ist: Schlangen stammen von Eidechsen ab und nicht umgekehrt.
Der Verlust von Gliedmaßen ist auch bei Walen zu beobachten. Die Vorfahren der Wale waren Organismen ähnlich wie Flusspferde, die sich langsam ins Wasser bewegten. Im Wasser erzeugen die Gliedmaßen einen Widerstand, der das Schwimmen weniger effizient macht. Nach und nach wurden die vorderen Gliedmaßen durch Flossen ersetzt, und die hinteren Gliedmaßen gingen ganz verloren. Das Skelett eines Wals zeigt jedoch eine Reihe von Knochen, die nicht mit dem Hauptskelett verbunden sind, wo sich früher die Hinterbeine befanden. Die Knochen verlassen den Körper nicht und scheinen die Muskeln nur geringfügig zu unterstützen. Diese rudimentären Strukturen sind ein Hinweis darauf, dass Wale wie Schlangen von einem vierbeinigen Vorfahren abstammen.
Restliche Strukturen beim Menschen
Menschen haben eine Vielzahl von Merkmalen, die als rudimentäre Strukturen gelten. Eines der auffälligsten ist das Steißbein (Coccyx). Das Steißbein ist eine kleine Reihe verschmolzener Wirbel, die sich an der Basis des Beckens befinden. Bei unseren Vorfahren bildete es wahrscheinlich einen großen Greifschwanz, mit dem wir uns an Ästen festhalten konnten. Als wir uns zu Zweibeinern entwickelten, verbrachten wir weniger Zeit in den Bäumen und mehr Zeit beim Gehen und Sitzen auf dem Boden. Wie beim Übergang von den Affen zu den Menschenaffen zu sehen ist, steht der Verlust des Schwanzes für eine weniger baumgebundene Lebensweise.
Wenn Ihnen schon einmal die Weisheitszähne entfernt wurden, wissen Sie, dass rudimentäre Strukturen mehr als nutzlos sein können. Im Fall der Weisheitszähne ist der menschliche Schädel im Laufe der Evolution geschrumpft. Das liegt zum Teil daran, dass unsere Nahrung viel weicher und leichter zu kauen ist, weil wir sie kochen oder anderweitig verarbeiten. Während unser Kiefer kleiner geworden ist, ist der letzte Zahn im Kiefer nicht verloren gegangen. Bei den meisten Menschen verursacht dieser Zahn Schmerzen, wenn er durchkommt, und kann die anderen Zähne im Kiefer verformen.
Haben Sie jemals eine Gänsehaut bekommen, wenn Ihnen kalt ist? Wenn das passiert, ziehen kleine verkümmerte Muskeln an der Basis der Haarfollikel das Haar nach oben. Bei unseren Vorfahren führte dies zu einem viel flauschigeren und dickeren Fell, das mehr Luft speichern konnte. Das Fell eines Tieres funktioniert, indem es Luft einschließt und sie aufwärmt. Der Mensch hat sein Fell verloren, aber die Muskeln behalten, die dafür sorgen, dass sich die Haare aufrichten. Die Bahnen, die dafür sorgen, dass sich die Haare aufrichten, können ebenfalls als rudimentär betrachtet werden. Sie helfen uns zwar, zu wissen, dass uns kalt ist, aber sie helfen nicht, uns zu erwärmen.