Struktury śladowe Definicja

Struktury śladowe to różne komórki, tkanki i narządy w organizmie, które nie pełnią już żadnej funkcji. Struktura szczątkowa może powstać z powodu mutacji w genomie. Mutacja ta spowoduje zmianę w białkach, które są wymagane do tworzenia struktury.

Vestigial Structures Explained

Although the structure no longer functions, the prevalence of the vestigial structure may increase in the population if it is advantageous to survival or reproduction. W jaskiniowy-żyjący ryba, na przykład, rozwój i utrzymanie oczu są niepotrzebne energetyczny wydatek, gdy nie ma światła. Dlatego, śladowe oczy mogą być wybrane do ponad funkcjonujących eyes.

Since najwcześniejszych dni studiowania anatomii różnych zwierząt, śladowe struktury zostały napotkane i obserwowane w prawie każdego gatunku. Proces ewolucji jest procesem niedoskonałym. Choć ewolucja nieustannie dąży do doskonałego przystosowania organizmów do panujących warunków, może pracować tylko z tym, co jest jej dane. Dlatego za każdym razem, gdy populacja przenosi się w inne środowisko lub środowisko się zmienia, należy dokonać odpowiednich adaptacji. W wielu organizmach, śladowe struktury są wynikiem dużej zmiany ewolucyjnej, która doprowadziła do wcześniej funkcjonalnej struktury, aby stać się uciążliwe i bezużyteczne.

Sam śladowe oznacza brak funkcji lub wykorzystania i może odnosić się do zachowań, ścieżek chemicznych i innych aspektów istnienia organizmu, które nie są bezpośrednio fizyczne. Jednak te bezużyteczne aspekty są również kontrolowane przez genom i stały się nieistotne z powodu mutacji lub zmiany w środowisku. Mutacja, choć korzystna dla populacji, nie usunęła całkowicie cechy lub zachowania. Dlatego śladowe struktury, zachowania i ścieżki są nadal obecne.

Przykłady struktur śladowych

Struktury śladowe u muszki owocowej

Wspólny organizm laboratoryjny Drosophila melanogaster (muszka owocowa) był jednym z pierwszych, który miał swój mały genom zmapowany. Podczas mapowania genomu naukowcy znaleźli wiele genów, które w przypadku inaktywacji spowodowałyby mutacje vestigial w muszkach owocowych. Znaleziono setki mutacji, które mogły spowodować powstanie szczątkowych struktur. Skrzydła, oczy, stopy i wiele narządów może stać się śladowe poprzez dezaktywację różnych genów. Korzystanie z tych muszek jako model, naukowcy byli w stanie dokładnie i wyraźnie pokazać, jak śladowe struktury mogą powstać poprzez prostą reprodukcji płciowej, i jak te śladowe struktury mogą stać się częste w population.

Populacje muszek owocowych zostały opracowane do różnych śladowych struktur dla różnych celów. Muchy ze skrzydłami są hodowane i używane jako owady karmiące dla żab domowych. Ponieważ ludzie dostarczają środowisko z dużą ilością jedzenia i bez drapieżników, muchy mogą nadal rosnąć i rozmnażać się. Kiedy nadchodzi czas karmienia żab domowych, muchy można łatwo wyjąć z probówki hodowlanej. Nie posiadając skrzydeł, muchy nie mogą odlecieć lub w inny sposób uciec z pomieszczenia, w którym przebywają żaby. W innych przypadkach naukowcy mogą chcieć przetestować narządy zmysłów u much. Na przykład, produkując muchy ze szczątkowymi oczami, inne zmysły mogą być testowane bez dodawania zmiennej wzroku.

Szczątkowe kończyny

Przed czasami zapisów kopalnych, promieni rentgenowskich i analizy DNA, długo zakładano, że węże dały początek jaszczurkom, a nie na odwrót. Kiedy naukowcy zaczęli naprawdę obserwować anatomię węży, zaczęli zdawać sobie sprawę, że wiele węży nadal ma szczątkowe struktury w miejscach, gdzie kończyny jaszczurki byłyby. Inne szczątkowe struktury w wężach, takie jak szczątkowe płuca, były również dowodem na to, że węże wyewoluowały od przodka, który używał dwóch płuc i chodził z czterema kończynami. To, w połączeniu z zapisem kopalnym, który pokazał spadek wielkości kończyn prowadzących do węży i montażu dowodów DNA ujawnił, że odwrotnie było prawdziwe: węże pochodzą od jaszczurek, a nie na odwrót.

Utrata kończyn jest również postrzegane w wieloryby. Przodkami wielorybów były organizmy nieco podobne do hipopotamów, które powoli przemieszczały się do wody. W wodzie, kończyny stworzyć opór i co pływanie mniej wydajne. Powoli przednie kończyny zostały zamienione na płetwy, a tylne całkowicie utracone. Jednak szkielet wieloryba ujawni zestaw kości, nie przymocowanych do głównego szkieletu, gdzie kiedyś znajdowały się kończyny tylne. Kości te nie opuszczają ciała i wydają się zapewniać jedynie niewielkie wsparcie dla mięśni. Te szczątkowe struktury są wskazówką, że podobnie jak węże, wieloryby pochodzą od czworonożnego przodka.

Struktury szczątkowe u ludzi

Ludzie mają szeroki zakres cech, które są uważane za struktury szczątkowe. Jedną z najbardziej oczywistych jest kość ogonowa, czyli kość ogonowa. Kość ogonowa to mała seria połączonych kręgów, które znajdują się u podstawy miednicy. U naszych przodków tworzyła ona prawdopodobnie duży ogon pretendujący, zdolny do chwytania gałęzi. Gdy ewoluowaliśmy w dwunożnych, mniej czasu spędzaliśmy na drzewach, a więcej na chodzeniu i siedzeniu na ziemi. Jak widać w przejściu od małp do małp człekokształtnych, utrata ogona reprezentuje mniej arborealny lub oparty na drzewach styl życia.

Jeśli kiedykolwiek miałeś usunięte zęby mądrości, wiesz, że struktury śladowe mogą być więcej niż bezużyteczne. W przypadku zębów mądrości, ludzka czaszka kurczy się w miarę ewolucji. Częściowo wynika to z faktu, że nasza dieta stała się dużo bardziej miękka i łatwiejsza do przeżuwania, ponieważ gotujemy lub w inny sposób przetwarzamy nasze jedzenie. Podczas gdy nasza szczęka stała się mniejsza, ostatni ząb w szczęce nie został utracony. U większości ludzi ząb ten będzie powodował ból, gdy wchodzi i może deformować inne zęby w szczęce.

Czy kiedykolwiek dostaliście gęsiej skórki, gdy zrobiło się zimno? Kiedy to się dzieje, małe szczątkowe mięśnie u podstawy mieszków włosowych ciągną włosy tak, że stoją do góry. U naszych przodków stworzyło to znacznie bardziej puszystą i grubszą sierść, która mogła zatrzymać więcej powietrza. Sierść zwierzęcia funkcjonuje poprzez zatrzymywanie powietrza i ogrzewanie go. Ludzie stracili sierść, ale zachowali mięśnie, które sprawiają, że włosy stoją do góry. Ścieżki, które powodują, że włosy wstają, mogą być również uważane za szczątkowe. Chociaż pomagają nam wiedzieć, że jest nam zimno, to z pewnością nie pomagają nam się ogrzać.