Narządy analogiczne powstają niezależnie od siebie pod wpływem podobnych warunków życia wskutek konwergencji (ewolucji zbieżnej), paralelizmu ewolucyjnego (ewolucji równoległej) lub rewersji.
Narządy analogiczne i homologiczne
Narządy analogiczne [gr. analogia – podobieństwo, zgodność] są narządami o różnym pochodzeniu ewolucyjnym i budowie anatomicznej, które cechują się zbliżonym kształtem ze względu na spełnianie podobnej lub takiej samej funkcji u gatunków nie posiadających wspólnego przodka.Porównanie cech analogicznych i homologicznych. Wikimedia.org
- skrzydła owadów (powstałe ze skrzelopodobnych wyrostków występujących u ich wodnych przodków) i skrzydła ptaków (przekształcone kończyny przednie);
- odnóża kroczne owadów i kończyny kręgowców;
- pęcherzykowate oko głowonogów i oko kręgowców;
- przeciwstawny, szósty palec pandy wielkiej (przekształcona kość nadgarstka) i przeciwstawny kciuk naczelnych;
- błony lotne łączące kończyny przednie i tylne umożliwiające lot ślizgowy, powstałe niezależnie w kilku grupach ssaków – u torbaczy (akrobatki, lotopałanki, wolatucha), gryzoni (wiewiórolotki, polatucha) i latawców (lotokotów);
- kolce powstałe niezależnie w kilku grupach ssaków – stekowców (kolczatki), owadożernych (tenreki, jeże) i gryzoni (jeżozwierze, ursony);
- długie, cienkie dzioby przystosowane do pobierania nektaru z kwiatów rurkowych powstałe niezależnie w kilku liniach ewolucyjnych ptaków – kolibrów, nektarników, hawajek, tanagr (np. sai bladogłowy) i miodojadów;
- długie, lepkie języki przystosowane do odżywiania się mrówkami i termitami powstałe w kilku liniach ewolucyjnych ssaków – stekowców (kolczatki), torbaczy (mrówkożer workowaty) i ssaków łożyskowych – szczerbaków (mrówkojady, pancerniki), łuskowców i mrówników.
- długi język zakończony szczoteczką przystosowany do pobierania nektaru kwiatowego u ssaków (ostronóg) i ptaków (kolibry, nektarniki);
- wąsy czepne grochu (przekształcone liście) i wąsy czepne z tarczkami czepnymi winobluszczu (przekształcone pędy);
- ciernie stanowiące ochronę przed roślinożercami występujące u kaktusów (przekształcone liście), tarniny (przekształcone pędy boczne), wilczomleczy (przekształcone przylistki);
- chwytniki plechowców i korzenie roślin wyższych.
Oko kręgowca (po lewej) i oko głowonoga (po prawej). W oku kręgowca włókna nerwowe (2) przechodzą przed siatkówką (1) tworząc plamkę ślepą pozbawioną fotoreceptorów (czopków i pręcików) (4) w miejscu, w którym nerw wzrokowy (3) opuszcza gałkę oczną i biegnie w stronę mózgu. W oku głowonoga nie występują plamka ślepa, włókna nerwowe (1) przechodzą za siatkówką (2). Wikimedia.org
Narządami homologicznymi są:
- kończyna grzebna kreta i skrzydło ptaka,
- pęcherz pławny ryb i płuca czworonożnych kręgowców,
- łuski gadów i pióra ptaków,
- liść spichrzowy cebuli i liść asymilacyjny lipy.
Powstawanie narządów analogicznych
Narządy analogiczne powstają przeważnie z odrębnych cech pierwotnych lub w wyniku procesów rozwojowych przebiegających niezależnie u różnych grup organizmów bytujących w podobnym środowisku bądź odżywiających się takim samym rodzajem pokarmu. Proces niezależnego powstawania cech analogicznych (o zbliżonej morfologii i funkcji) u organizmów nie posiadających wspólnego przodka jako adaptacji do podobnych warunków środowiskowych określa się mianem ewolucji zbieżnej – konwergencji [łac. convergere – zbierać się, upodabniać się].Innym skutkiem procesu konwergencji, oprócz powstawania narządów analogicznych, jest także powstawanie podobnego planu budowy organizmów występujących w danym środowisku, czego przykładem jest:
- zewnętrzne podobieństwo ryb, wymarłych ichtiozaurów i waleni żyjących w środowisku wodnym, przejawiające się opływowym kształtem ciała oraz obecnością płetw służących do utrzymywania równowagi oraz regulacji prędkości i kierunku poruszania się w wodzie,
- zewnętrzne podobieństwo roślin z rodziny wilczomleczowatych i kaktusowatych, np. wilczomlecza opasłego (Euphorbia obesa) występującego na pustyniach Afryki i kaktusa Astrophytum asterias występującego na pustyniach Meksyku.
Kaktus Astrophytum asterias. Wikimedia.org
Homoplazje (cechy homoplastyczne)
Cechy analogiczne określa się mianem cech homoplastycznych (homoplazji). Są to cechy podobnie ukształtowane u gatunków z różnych grup taksonomicznych nie posiadających wspólnego przodka i stanowiące przystosowanie do podobnych warunków życiowych.Wyróżnia się następujące mechanizmy prowadzące do powstawania homoplazji:
Konwergencja (ewolucja zbieżna) – cechy powstałe niezależnie u niespokrewnionych ze sobą organizmów, których podobieństwo wynika z pełnionej funkcji, a nie z budowy anatomicznej, pochodzenia ewolucyjnego oraz podłoża genetycznego; np. narządy analogiczne.
Paralelizm ewolucyjny (ewolucja równoległa) – cechy powstałe niezależnie w blisko spokrewnionych grupach organizmów, nie występujące u wspólnego przodka, których podobieństwo wynika z podobnego mechanizmu rozwoju danej cechy i podobnego podłoża genetycznego. Do paralelizmów zaliczana jest:
- redukcja skrzydeł u samic niektórych motyli (koszówkowate, brudnicowate),
- neotenia (występowanie cech larwalnych u dojrzałych płciowo osobników) u płazów ogoniastych (ambystomowate, odmieńcowate, amfiumowate),
- występowanie kolców u jeżozwierzy i ursonów,
- obecność szczękonóży powstałych z przekształconych odnóży tułowiowych w kilku rzędach skorupiaków (lasonogi, widłonogi).
Skrzydła kręgowców (pterozaurów, nietoperzy i ptaków) są przekształconymi kończynami przednimi i stanowią narządy homologiczne, jednak ich przystosowanie do lotu odbyło się na drodze ewolucji zbieżnej (konwergencji) – każde ze skrzydeł cechuje się odmiennymi rozwiązaniami anatomicznymi. Wikimedia.org
Bibliografia
- Zdzisława Otałęga (red. nacz.); “Encyklopedia biologiczna T. VII”; Agencja Publicystyczno-Wydawnicza Opres, Kraków 1999;
- Douglas Futuyma; “Ewolucja”; Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005;
- Steve Parker (red.) ; “Historia ewolucji”; Arkady, Warszawa 2017;
- Ernst Mayr, ; “The Growth of Biological Thought: Diversity, Evolution, and Inheritance”; Harvard University Press, 1985;
- Loic Matile, Pascal Tassy, Daniel Goujet; “Wstęp do systematyki zoologicznej: koncepcje, zasady, metody ”; Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1993;
- Halina Krzanowska, Adam Łomnicki, Jan Rafiński, Henryk Szarski, Jacek M. Szymura; “Zarys mechanizmów ewolucji”; Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1997;