Понятие сравнительной анатомии
Сравнительная анатомия, которая еще называется сравнительной морфологией – это исследование закономерностей строения и развития органов с помощью сопоставления различных видов живых существ.
Данные, полученные сравнительной анатомией, являются основой биологической классификации.
Под понятием морфологии понимается как строение организмов, так и наука о нем. В данном случае речь идет и о внешних особенностях, и о внутренних.
Внутренние структуры являются более многочисленными, а функции внутренних структур и их взаимоотношение являются более существенными и разнообразными.
«Анатомия» в переводе с греческого означает «разрезание». Изначально этот термин использовали только в отношении человеческого организмы. В современной науке под анатомией рассматривается раздел морфологии, который занимается изучением органов любых организмов.
Все организмы образуют естественные группы со сходными анатомическими признаками входящих в них особей. При этом более крупные группы делятся на более мелкие, представители которых имеют все большее количество общих признаков.
Взаимодействие сравнительной анатомии с эмбриологией и физиологией
Известно, что организмы, имеющие сходное анатомическое строение, имеют и схожее эмбриональное развитие. Но при этом даже виды, сильно отличающиеся друг от друга, к примеру птицы и черепахи, на начальных стадиях индивидуального развития практически не имеют различий. Поэтому эмбриология и анатомия настолько тесно взаимодействуют между собой, что специалисты в области классификации – таксономисты – используют данные обеих наук для разработки схем распределения вида по семействам и отрядам. Такая корреляции объясняется тем, что анатомическое строение является итоговым результатом эмбрионального развития.
Сравнительная анатомия и эмбриология являются основой исследования эволюционных родословных. Организмы, произошедшие от общего предка, имеют не только сходства в эмбриональном развитии, но и проходят последовательно повторяющиеся стадии развития этого предка. Правда, необходимо отметить, что повторяются стадии не с абсолютной точностью.
Таким образом, сравнительная анатомия играет важную роль для понимания процесса эволюции и для эмбриологии.
Сравнительная физиология также имеет в своей основе сравнительную анатомию, и тесно связана с ней. Сравнительная физиология представляет собой исследование функций анатомических структур. Чем сильнее сходство анатомических структур, тем более близкими они являются по своей физиологии. Анатомия подразумевает исследование достаточно крупных структур, которые можно увидеть невооруженным глазом. Существует и микроскопическая анатомия, которая называется гистологией, которая занимается изучением тканей и их клеток.
Сравнительная анатомия требует препарирования организмов и изучает, прежде всего, их макроскопическое строение. Несмотря на то, что сравнительная анатомия занимается изучением структур, физиологические данные привлекаются для понимания связей между ними. Таким образом, у высших животных различается десять физиологических систем, при этом деятельность каждой системы зависит от одного или нескольких органов.
Принципы сравнительной анатомии
В процессе сравнения структур животных необходимо учитывать принципы анатомии, являющиеся общими. К таким принципам относятся:
- симметрия
- цефализация
- гомология и аналогия
- сегментация.
Симметрией называется расположение частей тела по отношению к какой-либо оси или точке. В биологии различаются два типа симметрии – двусторонняя (билатеральная) и радиальная.
У животных, имеющих радиальную симметрию, сходные части тела располагаются вокруг центра, наподобие спиц в колесе. Примерами таких животных являются иглокожие и кишечнополостные. Эти организмы являются малоподвижными, часто прикреплены ко дну. Питаются такие организмы взвешенными в воде пищевыми объектами.
У организмов с двусторонней симметрией ее плоскость проходит вдоль тела и разделяет его на левую и правую части, которые являются зеркально подобными. Верхняя часть, или спинная и нижняя, брюшная у таких животных всегда четко различимы.
Под цефализацией понимается доминирование головного конца тела над хвостовым. Обычно головной конец тела является утолщенным, располагается у движущегося животного спереди и, как правило, определяет направление его движения. На голове почти всегда присутствуют органы чувств – уши, глаза, щупальца и т.д. С головной частью также связаны мозг, ротовое отверстие и часто даже средства защиты и нападения, присущие животному. Кроме перечисленного, физиологические процессы в этой части организма протекают интенсивнее, чем в остальных. Обособление головы, как правило, сопровождается наличием хвоста на конце тела. У позвоночных животных изначально хвост являлся органом передвижения в воде, однако в процессе эволюции хвост стал использоваться и иными способами.
Сегментация является характерной чертой для трех типов животных, к которым относятся членистоногие, хордовые и кольчатые черви. Тела этих животных, являющихся двустороннесимметричными, состоят из частей, сходных между собой. Эти части называются сегментами, или сомитами. Несмотря на то, что отдельные кольца червя являются практически идентичными, все же между ними существуют различия.
Сегментация может быть, кроме внешней, еще и внутренней. В случае внутренней сегментации системы внутренних органов разделены на части, сходные между собой, и расположенные рядом в соответствии с границами сомитов.
Сегментацию хордовых не связывают с сегментацией членистоногих и червей, она, скорее всего, возникла в процессе эволюции независимо.
Двусторонняя симметрия, сегментация и цефализация являются характерными для тех животных, которые быстро передвигаются в воздухе, на суше или в воде.
Происхождение гомологичных органов животных одинаково независимо от выполняемой функции. Например, руки человека и крылья птиц, хвосты обезьян и рыб.
Аналогичные структуры имеют сходные функции, но разное эволюционное происхождение. Например, крылья птиц и насекомых, ноги лошадей и пауков.
