Base y metodología de la morfología evolutiva
La morfología evolutiva surgió en la intersección de tres disciplinas biológicas fundamentales. Su tarea principal es establecer los hechos de repetición de rasgos ancestrales (recapitulación), determinar los modos de los cambios filogenéticos y revelar la relación entre la anatomía del organismo y las condiciones de su existencia.
La herramienta principal de los investigadores es el método de «triple paralelismo», que combina los datos de tres ciencias:
- La anatomía comparada ayuda a separar la similitud de las estructuras en homóloga y análoga.
- La embriología revela los fenómenos de semejanza embrionaria (basándose en la ley de K. Baer).
- La paleontología permite estudiar la recapitulación, es decir, la repetición en el desarrollo de los caracteres de formas ancestrales antiguas.
Característica comparativa de los órganos
Al estudiar la evolución de los sistemas de órganos, es clave comprender la diferencia entre dos tipos de estructuras que pueden parecerse entre sí exterior o funcionalmente.
Los órganos homólogos se forman como resultado de la divergencia. Tienen un plan estructural general, un origen común y se desarrollan a partir de los mismos rudimentos embrionarios. Sin embargo, sus funciones pueden diferir radicalmente. Un ejemplo típico: la extremidad anterior humana, el ala de un ave y la aleta de una foca.
Los órganos análogos, por el contrario, son el resultado de la convergencia. Se desarrollan a partir de rudimentos diferentes y tienen un origen absolutamente distinto, pero se parecen exteriormente porque realizan la misma tarea. Por ejemplo, el ala de un ave y el ala de una mariposa, o las branquias de un pez y las branquias de un crustáceo.
Vías y modos de transformación de los órganos
En el proceso de evolución, los órganos no permanecen inalterados. Sus transformaciones filogenéticas siguen dos vías principales:
- La diferenciación: el proceso en el cual una estructura inicialmente homogénea se divide en partes heterogéneas especializadas. Un ejemplo clásico es la diferenciación del sistema dentario en los mamíferos.
- La integración: el proceso inverso de unión de partes en un todo único con el fortalecimiento de su interdependencia, como ocurrió en la fusión de segmentos individuales de la columna vertebral en el sacro.
Además, la propia carga funcional sobre el órgano cambia. Es posible un cambio de función, cuando una tarea secundaria pasa a ser la principal, así como una ampliación o reducción (intensificación) de la función original.
Correlatividad del desarrollo: correlaciones y coordinaciones
Los órganos no se desarrollan de forma aislada, sino en estrecha conexión entre sí. En el proceso de desarrollo individual (ontogenia), estas interrelaciones se denominan correlaciones. Por ejemplo, el desarrollo de la cúpula óptica induce la formación del cristalino. Las correlaciones pueden ser genómicas, morfogénéticas y ergónticas.
En el desarrollo histórico (filogenia), las interrelaciones estables se denominan coordinaciones. Se dividen en tres tipos:
- Topográficas: asociadas con la vecindad espacial de los órganos.
- Dinámicas: basadas en la interdependencia funcional directa.
- Biológicas: unen órganos que no están directamente conectados desde el punto de vista anatómico, pero que juntos son necesarios para la supervivencia en un entorno determinado (por ejemplo, la estructura de los dientes y las características del tracto gastrointestinal en animales herbívoros).
Mecanismos de desaparición y aparición de órganos
En el curso de la evolución, los órganos pueden perder su significado o, por el contrario, manifestarse como «ecos» del pasado. Para describir estos fenómenos se utilizan dos conceptos:
- Los rudimentos son estructuras infradesarrolladas que han perdido su función principal durante la filogenia. El signo más importante de un rudimento: está presente en todos los representantes de dicha especie. En los seres humanos, estos incluyen el apéndice, el cóccix y el tercer párpado.
- Los atavismos son la aparición repentina en individuos aislados de aquellos caracteres que eran propios de sus antepasados lejanos, pero que la especie en su conjunto ha perdido hace tiempo. Ejemplos en humanos: el desarrollo de una cola, la polimastia o un vello corporal denso.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Cuál es la diferencia entre las correlaciones morfogénéticas y las ergónticas?
Las correlaciones morfogénéticas pertenecen al tipo de interrelaciones ontogenéticas en el organismo en desarrollo. A diferencia de ellas, las correlaciones ergónticas se manifiestan en etapas posteriores de la ontogenia en el organismo en crecimiento o adulto y se deben a la interdependencia directa de las funciones de varios órganos o partes del cuerpo. Por ejemplo, el grado de desarrollo de un músculo específico determina directamente el grado de desarrollo de la protuberancia ósea a la que se fija.
¿Qué órganos rudimentarios están presentes en el cuerpo humano?
Los órganos rudimentarios humanos incluyen:
- el ciego y el apéndice;
- la membrana nictitante del ojo (pliegue semilunar);
- el vello corporal;
- los músculos del pabellón auricular;
- las muelas del juicio;
- el cóccix;
- los pezones masculinos.
Los rudimentos se conservan en los individuos maduros en un estado infradesarrollado y no realizan su función original inherente.
¿Qué malformaciones del desarrollo humano se clasifican como atavismos?
Los atavismos humanos incluyen rasgos propios de antepasados lejanos pero perdidos por la especie, que aparecen en individuos aislados:
- polimastia (telia múltiple);
- presencia de cola;
- vello corporal denso (hipertricosis).
¿Cómo se formula la ley de semejanza embrionaria de Karl Baer?
Según la ley de semejanza embrionaria de Karl Baer, el desarrollo del organismo va de lo general a lo particular. En la embriogénesis aparecen secuencialmente los caracteres del tipo, clase, orden, familia, género y especie; los caracteres de género y especie aparecen en último lugar.
¿Qué es el principio de sustitución de órganos en la filogenia?
La sustitución de órganos en la filogenia representa un proceso evolutivo en el cual un órgano es reemplazado por otro, asumiendo sus funciones. Al mismo tiempo, el órgano reemplazado en el curso del desarrollo evolutivo desaparece por completo o se vuelve rudimentario. Ejemplos clásicos de dicha sustitución son el reemplazo de la notocorda por la columna vertebral o el reemplazo del pronefros de los vertebrados por el mesonefros.
Para no confundir los términos: Órganos homólogos: origen genético común (pero diferentes funciones). Órganos análogos: trabajo análogo (iguales funciones, pero diferente origen).
Preguntas de clases y exámenes
¿Cuál es la principal diferencia entre un rudimento y un atavismo?
Los rudimentos son la norma y están presentes en todos los individuos de una especie dada (por ejemplo, el cóccix en los seres humanos). Los atavismos son una desviación genética, un retorno a las formas ancestrales, que se encuentra solo en individuos raros y aislados (por ejemplo, el nacimiento de un humano con cola).
¿Qué es la divergencia y la convergencia en morfología?
La divergencia es la divergencia de caracteres en organismos emparentados, que conduce a la formación de órganos homólogos. La convergencia es la adquisición independiente de rasgos similares por organismos no emparentados debido a un hábitat idéntico, lo que lleva a la aparición de órganos análogos.
¿Qué es el método de la triple concurrencia?
Es un enfoque complejo para el estudio de la evolución que utiliza simultáneamente datos de tres ciencias: anatomía comparada, embriología y paleontología.
Qué más repasar sobre el tema
- Modos de transformaciones morfofuncionales (heterotopías, heterocronías, heterobatmias)
- Filembriogénesis según A.N. Sévertsov (anabolia, desviación, arjalaxis)
- Tipos de correlaciones ontogenéticas (genómicas, morfogénéticas, ergónticas)
- Ley de semejanza embrionaria de K. Baer y su papel en la embriología
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