Vestigiality

O humano apêndice vermiforme é uma estrutura vestigial; já não mantém a sua função original.

Vestigiality descreve homólogo caracteres de organismos que perderam toda ou quase toda a sua inicial em função de uma espécie através de evolução . Estes podem assumir várias formas, como anatômicas estruturas, comportamentos e bioquímicos vias. Alguns destes desaparecem no início desenvolvimento embrionário, mas outros são retidos na idade adulta. Todos esses caracteres podem, por sua vez, ser atribuída ao genes que codificam para tais personagens. Alguns genes não codificar para qualquer coisa, e pode, assim, ser chamado vestigial si, ou junk DNA.

Estruturas vestigiais são freqüentemente chamados de órgãos vestigiais, embora muitos deles não são realmente órgãos. Estes são tipicamente num degenerada, atrofiado, ou condição rudimentar, e tendem a ser muito mais variável de peças semelhantes. Embora as estruturas geralmente chamados "vestigial" são em grande parte ou totalmente sem função, uma estrutura vestigial podem manter funções menores ou desenvolver pequenas novos. No entanto, deve-se tomar cuidado para não aplicar o rótulo de vestigiality para exaptação, em que uma estrutura originalmente usado para uma finalidade é modificado por um novo. Por exemplo, as asas do pinguim não seria vestigial, como eles foram modificados para um novo propósito substancial (locomoção debaixo d'água), enquanto que as de um emu seria, como eles não têm grande efeito mais (nem mesmo para exibição como em avestruzes ).

Caracteres vestigiais variam em um continuum de prejudicial através de neutro para marginalmente útil. Alguns podem ser de alguma utilidade limitada a um organismo mas ainda degenerar ao longo do tempo; o ponto importante não é que eles são sem utilidade, mas que eles não conferem uma vantagem bastante significativa em termos de aptidão para evitar a força aleatória de desordem, que é mutação. É no entanto difícil de dizer que um carácter vestigial é prejudicial para o organismo no longo prazo - o futuro é imprevisível, e que não tem qualquer utilidade na presente podem desenvolver em algo útil no futuro. Vestigiality é uma das várias linhas de evidência para a evolução biológica.

História

O cego toupeira rato (Spalax typhlus) tem olhos pequenos completamente cobertos por uma camada de pele.

Estruturas vestigiais têm sido notado desde os tempos antigos e são muito velho, ea razão para a sua existência foi especulado em cima antes A evolução darwiniana deu uma explicação amplamente aceita. No século 4 aC, Aristóteles foi um dos primeiros escritores a comentar, em seu História dos Animais, sobre os olhos vestigiais de moles, chamando-os de "atrofiado em desenvolvimento". No entanto, somente nos últimos séculos têm vestígios anatômicos se tornar um objeto de estudo sério. Em 1798, Étienne Geoffroy Saint-Hilaire observou em estruturas vestigiais:

Considerando inútil nesta circunstância, esses rudimentos ... não foram eliminados, porque A natureza nunca funciona por saltos rápidos, e ela deixa sempre vestígios de um órgão, mesmo que ele é completamente supérfluo, se esse órgão desempenha um papel importante nas outras espécies da mesma família.

Seu colega, Jean-Baptiste Lamarck, nomeou um número de estruturas vestigiais em seu livro 1809 Philosophie Zoologique. Lamarck observou " Olivier de Spalax, que vive no subsolo como a toupeira, e aparentemente está exposta à luz do dia ainda menos do que a toupeira, foi completamente perdido o uso da vista: para que ele não mostra nada mais do que vestígios deste órgão ".

Charles Darwin estava muito familiarizado com o conceito de estruturas vestigiais, embora o termo para eles ainda não existia. Ele listou uma série de-los em A Descendência do Homem, incluindo o músculos da orelha, dentes do siso, o apêndice, o cauda óssea, pêlos do corpo, eo prega semilunar no canto do olho. Darwin também notou, em A Origem das Espécies , que uma estrutura vestigial poderia ser inútil para a sua função principal, mas ainda mantêm papéis anatômicas secundárias: "Um órgão que serve para dois propósitos, pode tornar-se rudimentar ou totalmente anulada por um, até mesmo o mais importante finalidade, e permanecem perfeitamente eficiente para o outro .... [A] n órgão pode tornar-se rudimentar para a sua finalidade adequada, e ser utilizado para um objeto distinto. "

Darwin no entanto, ainda muitas vezes refere-se ao 'uso e desuso' de estruturas que têm algum papel na hereditariedade, com herança de caracteres adquiridos sendo tratado como um aspecto importante, além da força central da seleção natural. No capítulo final de A Origem das Espécies, ele descreve o processo: "Este tem sido feita essencialmente através da selecção natural de numerosas e sucessivas pequenas, variações favoráveis; auxiliado de forma importante pelos efeitos hereditários do uso e desuso de partes" .

Em 1893, Robert Wiedersheim publicou uma lista de 86 órgãos humanos que tinham, em suas palavras, "perdeu seu significado fisiológico original". Teorizando que eram vestígios da evolução, ele os chamou de "vestigial". Desde o seu tempo, a função de algumas destas estruturas foi descoberto, enquanto outros vestígios anatômicos foram desenterrados, tornando a lista principalmente de interesse como um registro do conhecimento da anatomia humana no momento. Versões posteriores da lista do Wiedersheim foram ampliadas para até 180 humanos "órgãos vestigiais". É por isso que o zoólogo Newman afirmou na Scopes Macaco julgamento que "há, de acordo com Wiedersheim, não inferior a 180 estruturas vestigiais no corpo humano, o suficiente para fazer de um homem um verdadeiro museu a pé de antiguidades."

Descendência comum e história evolutiva

Estruturas vestigiais são muitas vezes homóloga de estruturas que estão a funcionar normalmente em outras espécies. Portanto, estruturas vestigiais pode ser considerado prova de evolução , o processo pelo qual as características hereditárias benéficos surgem em populações durante um período prolongado de tempo. A existência de traços vestigiais pode ser atribuída a mudanças no ambiente e padrões de comportamento do organismo em questão. À medida que a função da característica já não é benéfico para a sobrevivência, a probabilidade de futura descendência terá a forma "normal" do diminui. Em alguns casos, a estrutura torna-se prejudicial para o organismo (por exemplo, os olhos de uma toupeira pode ser infectado). Em muitos casos, a estrutura é de nenhum dano direto, mas todas as estruturas exigem adicional de energia em termos de desenvolvimento, manutenção e peso, e são também um risco em termos de doença (por exemplo, infecção , câncer ), fornecendo alguns seletivo pressão para a remoção de partes que não contribuem para a aptidão de um organismo. Uma estrutura que não é prejudicial, obviamente, levar mais tempo para ser "eliminados" do que aquele que é. No entanto, algumas estruturas vestigiais podem persistir devido a limitações em desenvolvimento, de modo que a perda completa da estrutura não pode ocorrer sem grandes alterações do padrão de desenvolvimento do organismo, e tais alterações provavelmente produzem numerosos efeitos secundários negativos. Os dedos do pé de muitos animais, como cavalos , que estão em um único toe, ainda são evidentes numa forma vestigial e pode tornar-se evidente, embora raramente, de vez em quando em indivíduos.

As versões vestigiais da estrutura pode ser comparada à versão original da estrutura em outras espécies, a fim de determinar a homologia de uma estrutura vestigial. Estruturas homólogas indicar ancestralidade comum com aqueles organismos que possuem uma versão funcional da estrutura.

Traços vestigiais ainda são considerados adaptações. Isso é porque uma adaptação é definido como uma característica que tem sido favorecido por selecção natural. Adaptações, por conseguinte, não necessitam de ser adaptável, contanto que eles foram, em algum momento.

Exemplos

Animais

Letra c na imagem indica as patas traseiras não desenvolvidas de uma baleia de barbatanas.

Em baleias e outros cetáceos, é possível encontrar pequenos ossos da perna vestigial profundamente enterrado dentro da parte de trás do corpo. Estes são restos de pernas dos seus antepassados que vivem na terra. Muitas baleias também têm pouco desenvolvida, não utilizado, ossos da pelve no parte anterior de seus torsos. É digno de nota saber que os ossos das pernas vestigiais são usadas durante o acasalamento e que todos os ossos da baleia são usadas para suportar a distribuição de peso.

As asas de avestruzes , emas e outras aves que não voam são vestigial; eles são remanescentes de asas de seus ancestrais voadores.

Os olhos de certa cavefish e salamandras são vestigiais, como eles já não permitem que o organismo a ver, e são remanescentes de olhos funcionais dos seus antepassados.

Boas e jibóias têm pelve restos vestigiais que são externamente visíveis como dois pequenos esporas anais de cada lado da cloaca. Estas esporas são usados às vezes em cópula, mas não são essenciais, como não cobra colubroid (a grande maioria das espécies) possui esses restos. Além disso, na maioria dos cobras o pulmão esquerdo é muito reduzida ou ausente. Anfisbenídeos, que evoluíram de forma independente limblessness, também conservam vestígios da pelve, bem como a cintura escapular, e perderam seu pulmão direito.

Caranguejos têm pequenas caudas enfiadas entre as suas pernas traseiras que são provavelmente vestigial, como eles não estão mais em uso. A versão de trabalho destas extremidades podem ser encontrados no seu próximo crustáceo relativa, a lagosta .

Certas espécies de traças (por exemplo, a Gypsy moth) têm as fêmeas que, apesar de voar, ainda carregam pequenas asas. Estas asas não tem nenhum uso, e são vestigial às versões em espécies cujas fêmeas pode voar.

O mosca da fruta podem ser criados em experiências do ensino médio para produzir prole com asas vestigiais, para entender melhor genética básica em biologia.

Os seres humanos

Os músculos ligados para os ouvidos de um ser humano não desenvolvem suficiente para ter a mesma mobilidade permitida a macacos.

Vestigiality humano está relacionada com evolução humana, e inclui uma variedade de personagens que ocorrem nos humanos espécies. Muitos destes são também vestigial noutros primatas e animais relacionados. O apêndice vermiforme é talvez o exemplo mais comumente usado de vestigiality em seres humanos. Enquanto muitas funções no apêndice ter sido hipotético, nenhum foi empiricamente demonstrado. Outras estruturas que ainda são considerados incluem a vestigial cóccix, ou cóccix (um remanescente de uma perdida cauda); o semilunaris plica no canto interno do olho (um remanescente da membrana nictitante); e, como representado, músculos do orelha e outras partes do corpo.

Os seres humanos também têm alguns comportamentos vestigiais e reflexos. A formação de arrepios em seres humanos sob o estresse é um vestigial reflexo; sua função na ancestrais humanos era levantar o cabelo do corpo, tornando o ancestral aparecer predadores maiores e assustando. Levantando o cabelo também é usado para prender uma camada extra de ar, mantendo um animal aquecido. Esta formação reflexo de arrepio quando o frio não é vestigial em seres humanos, mas o reflexo de formá-los sob estresse é. Lactentes também são capazes de suportar seu próprio peso, enquanto pendurado de uma haste, responder a certos estímulos tacticle. Um primata ancestral teria pêlos do corpo suficiente para uma criança para se agarrar, permitindo a sua mãe para escapar do perigo, como subir em uma árvore, na presença de um predador.

Também há estruturas moleculares vestigiais em humanos, que não estão mais em uso, mas podem indicar ancestralidade comum com outras espécies. Um exemplo disto é a L-gulonolactone oxidase, um gene, que é funcional na maior parte dos outros mamíferos, o qual produz um enzima que pode fazer a vitamina C . Uma mutação inactivada no gene num antepassado do actual grupo de primatas, e agora permanece no genoma humano como uma sequência de chamada de vestigial pseudogene.

As plantas e outros organismos

As plantas também têm peças vestigiais. Por exemplo, dentes de leão e outros assexuadamente plantas reproduzem produzir pétalas de flores desnecessários, uma vez que foram utilizados para atrair insetos polinizadores.