Vestigialitate
Organele vestigiale sunt organe ale corpului care sunt mai mici și mai simple decât cele din speciile înrudite. Acestea și-au pierdut sau aproape și-au pierdut caracteristicile originale.
Vestigiile sunt o dovadă a evoluției, deoarece acestea au sens doar dacă a avut loc o evoluție. Ele au reprezentat una dintre enigmele istoriei naturale pre-darwiniene. Enigma a dispărut odată ce biologii și-au dat seama că au fost odată adaptări funcționale, la strămoșii animalelor actuale.
Ele apar la animalele (și plantele) care și-au schimbat stilul de viață față de strămoșii lor. Astfel, șerpii și-au pierdut picioarele pe măsură ce sistemul lor de mișcare s-a schimbat. Însă un tip de șarpe - boas - are picioare posterioare și pelvis vestigiale. Apendicele vermiform uman este un alt exemplu. Acesta era mult mai mare și în el erau depozitați microbi care produceau celulaza pentru a descompune pereții celulelor vegetale. Frunzele reprezintă dieta principală a maimuțelor, dar nu sunt o parte principală a dietei omului. Celuloza nu poate fi digerată de specia noastră.
Un organ nefolosit degenerează de obicei și devine mai mic sau dispare cu totul. Astfel, amfibiile care trăiesc în peșteri întunecate își pierd vederea și culoarea corpului. Mutațiile se acumulează. Toate structurile au nevoie de energie pentru dezvoltarea, întreținerea și greutatea lor. Acest lucru, precum și riscul de îmbolnăvire a părții respective (de exemplu, infecții, cancer), asigură o anumită selecție pentru eliminarea părților care nu mai ajută la condiția fizică a unui organism.
Apendicele uman a avut o selecție împotriva lui din cauza deceselor cauzate de apendicită. Apendicita a fost netratabilă până în epoca modernă. Presiunea de selecție a fost probabil slabă, deoarece majoritatea cazurilor apar după vârsta de fertilitate maximă.
Observațiile asupra amfipodului Gammarus minus, care trăiește în peșteri, au arătat o selecție activă împotriva ochilor vestigiali. În timpul împerecherii, masculii rămân pe femele timp de aproximativ o săptămână după fertilizare, protejându-le de alți masculi. Dimensiunile ochilor masculilor împerecheați au fost comparate cu cele ale masculilor neîmperecheați. Dimensiunile ochilor masculilor împerecheați au fost mai mici decât cele ale masculilor neîmperecheați. În mod evident, în medie, masculii împerecheați ar avea o fertilitate mai mare decât masculii neîmperecheați. Gradientul de selecție a fost estimat la -0,30, ceea ce înseamnă că selecția pentru ochii mici a fost destul de puternică. Cercetătorii au presupus că pierderea vederii a eliberat o mai mare parte din sistemul nervos pentru a procesa alte intrări senzoriale. p310
Ocazional, selecția transformă organele vestigiale într-o nouă funcție. Astfel, osemintele urechii mamiferelor au fost cândva oase din maxilarul primelor proto-mamifere, Therapsida. Halterele muștelor reprezintă un exemplu perfect. Cuvântul exaptare a fost inventat pentru acest fenomen.
Fitness
Toate funcțiile și structurile se dezvoltă și se modifică deoarece afectează capacitatea biologică a organismului. Acestea fac mai mult sau mai puțin probabil ca indivizii să se reproducă și să contribuie cu gene la generația următoare. Astfel, de exemplu, abilitatea unei broaște de a supraviețui mușcăturii șarpelui veninos din zonă îi sporește fitness-ul. Dar dacă trăiește într-o zonă în care șarpele nu trăiește, atunci aceasta îi reduce fitness-ul. Acest lucru se datorează faptului că suportă "costul" unui mecanism complicat fără a obține niciun avantaj în ceea ce privește supraviețuirea și reproducerea. Funcționează și în sens invers. Șerpii care mănâncă prada toxică trebuie să folosească metode pentru a supraviețui toxinelor prăzii. Digestia și metabolismul șarpelui sunt mai lente, iar șarpele se deplasează mai încet. A se vedea tritonul cu pielea aspră și șarpele de jartieră.
Orice lucru are un cost: fie consumă energie, fie structura sa ocupă spațiu care ar putea fi folosit în alt mod.
Întrebări și răspunsuri
Î: Ce sunt organele vestigiale?
R: Organele vestigiale sunt organe ale corpului care sunt mai mici și mai simple decât cele din speciile înrudite. Ele și-au pierdut sau aproape și-au pierdut caracteristica originală și oferă dovezi ale evoluției.
Î: Cum apar organele vestigiale?
R: Organele vestigiale apar la animalele (și plantele) care și-au schimbat stilul de viață față de strămoșii lor. De exemplu, șerpii și-au pierdut picioarele pe măsură ce și-au schimbat sistemul de mișcare.
Î: Care este un exemplu de organ vestigial la om?
R: Apendicele vermiform uman este un exemplu de organ vestigial la om. Acesta era mult mai mare și înmagazina microbi care produceau celulaza pentru a descompune pereții celulelor vegetale, dar nu mai este utilizat deoarece frunzele nu fac parte din dieta principală a oamenilor.
Î: De ce organele nefolosite degenerează de obicei?
R: Organele nefolosite degenerează de obicei pentru că necesită energie pentru dezvoltare, întreținere și greutate, dar nu aduc niciun beneficiu pentru condiția fizică a organismului, astfel încât există o presiune de selecție împotriva lor. În plus, acestea pot fi mai predispuse la boli precum infecțiile sau cancerul dacă sunt lăsate nefolosite.
Î: Poate selecția să transforme un organ vestigial în ceva util?
R: Da, ocazional, selecția poate transforma un organ vestigial în ceva util - acest fenomen este cunoscut sub numele de exaptare. Un exemplu ar fi osemintele urechilor mamiferelor, care au fost cândva oase din maxilarul primelor proto-mamifere numite Therapsida.
Î: Ce au observat cercetătorii la amfipodul Gammarus minus, care trăiește în peșteri?
R: Cercetătorii au observat o selecție activă împotriva ochilor vestigiali ai amfipodului de peșteră Gammarus minus în timpul împerecherii - masculii împerecheați aveau în medie ochi de dimensiuni mai mici decât masculii neîmperecheați, din cauza ratelor mai mari de fertilitate asociate cu ochii mici, care eliberează mai multe resurse ale sistemului nervos pentru a procesa alte intrări senzoriale.
