痕跡器官
残存器官是指比相关物种的器官更小、更简单的身体器官。它们已经失去或几乎失去了原来的特征。
遗迹是进化的证据,因为只有发生了进化,它们才有意义。它们是达尔文前自然史的谜题之一。一旦生物学家意识到它们曾经是现今动物祖先的工作适应性,这个谜题就消失了。
它们出现在与祖先生活方式发生变化的动物(和植物)身上。因此蛇类随着运动系统的改变而失去了腿。但有一种蛇--蟒蛇--有残存的后腿和骨盆。人类的鱼尾巴是另一个例子。那要大得多,而且储存了微生物,这些微生物产生纤维素酶来分解植物细胞壁。叶子是猿类的主要食物,但它们不是人类饮食的主要部分。纤维素不能被我们这个物种消化。
未使用的器官通常会退化,变小或完全消失。因此,生活在黑暗洞穴中的两栖动物就会失去视力和体色。变异堆积。所有结构的发育、维持和重量都需要能量。这一点,以及该部分的疾病风险(如感染、癌症),为去除不再有助于生物体健康的部分提供了一些选择。
人类的阑尾因为阑尾炎的死亡而对它有了选择。阑尾炎在现代之前是无法治疗的。选择压力可能很弱,因为大多数病例发生在生育高峰年龄之后。
对穴居两足类动物Gammarus minus的观察表明,它们对残眼的选择是积极的。当交配时,雄性在受精后会在雌性身上停留一周左右,保护雌性免受其他雄性的侵害。成对雄性的眼睛大小与未配对雄性的眼睛大小进行了比较。成对雄性的眼睛大小比未配对的雄性小。显然,平均而言,配对的雄性比未配对的雄性有更高的繁殖力。选择梯度估计为-0.30,这意味着对小眼睛的选择相当强烈。研究人员认为,视力的丧失释放了更多的神经系统来处理其他感觉输入。p310
偶尔,选择会使残存的器官转为新的功能。苍蝇的耳骨就是一个很好的例子。蜕皮一词就是为这一现象而创造的。
健身
所有功能和结构的发展和变化都是因为它们影响到生物体的生物适应性。它们使个体更有可能繁殖并为下一代贡献基因。因此,举例来说,青蛙被当地毒蛇咬伤后能存活下来,就会增加它的适应性。但如果它生活在蛇没有的地区,那么就会降低它的适应性。这是因为它承担了复杂机制的"成本",却没有得到任何生存和繁殖的优势。这也是反过来说的。蛇如果吃了有毒的猎物,就必须用各种方法来生存猎物的毒素。蛇的消化和新陈代谢比较慢,行动也比较缓慢。参见粗皮蝾螈和吊带蛇。
任何事物都是有成本的:要么它消耗能源,要么它的结构占据了可能被不同利用的空间。
问题和答案
问:什么是残存器官?答:遗留器官是指比相关物种的器官更小、更简单的身体器官。它们已经失去或几乎失去了原有的特征,为进化提供了证据。
问:遗留器官是如何发生的?
答:遗留器官发生在动物(和植物)身上,它们的生活方式已经与它们的祖先发生了变化。例如,蛇由于其运动系统的改变而失去了它们的腿。
问:人类遗留器官的一个例子是什么?
答:人类的蛭形盲肠是人类遗留器官的一个例子。它大得多,储存着产生纤维素酶以分解植物细胞壁的微生物,但由于树叶不属于人类的主要食物,所以不再使用。
问:为什么未使用的器官通常会退化?
答:未使用的器官通常会退化,因为它们需要能量进行发育、维持和增重,但对生物体的体能没有任何好处,所以对它们有选择压力。此外,如果不加以利用,它们可能更容易发生疾病,如感染或癌症。
问:选择可以把残存的器官变成有用的东西吗?
答:是的,有时选择可以把一个残存的器官变成有用的东西--这种现象被称为 "适应"。一个例子是哺乳动物的耳骨,它曾经是早期原哺乳动物(Therapsida)下颌的骨骼。
问:研究人员对居住在洞穴中的两栖动物Gammarus minus进行了哪些观察?
答:研究人员观察到,在交配时,对穴居两栖动物Gammarus minus的残余眼睛进行了积极的选择--成对的雄性眼睛平均比未成对的雄性眼睛小,这是因为小眼睛能释放更多的神经系统资源来处理其他感官输入,从而提高了生育率。