Сравнительная анатомия: история и эволюция подхода

Введение

Изучение сходства и различий в анатомии разных видов. Сравнительная анатомия – это изучение сходства и различий в анатомическом строении различных видов. Она тесно связана с эволюционной биологией и филогенетикой (эволюцией видов). Эта наука зародилась в классическую эпоху и продолжала развиваться в ранний новый период, в частности, благодаря работам Пьера Белона, который обратил внимание на сходство скелетов птиц и человека. Сравнительная анатомия предоставила доказательства общего происхождения видов и способствовала классификации животных.

История

Первое специальное анатомическое исследование, отделенное от хирургической или медицинской процедуры, связывают с Алкмаеоном из Кротона. Леонардо да Винчи делал заметки для планируемого анатомического трактата, в котором намеревался сравнить конечности различных животных, включая медведей. Пьер Белон, французский натуралист, родившийся в 1517 году, проводил исследования и дискуссии об эмбрионах дельфинов, а также о сравнении скелетов птиц со скелетами людей. Его исследования привели к возникновению современной сравнительной анатомии. Примерно в то же время Андреас Везалий также добивался значительных успехов. Молодой анатом фламандского происхождения, прославившийся склонностью к созданию подробных атласов, систематически исследовал и исправлял анатомические знания греческого врача Галена. Он заметил, что многие наблюдения Галена даже не основывались на анатомии человека. Вместо этого они основывались на анатомии других животных, таких как человекообразные обезьяны, макаки и волы. Фактически, он призывал своих учеников, как цитирует Эдвард Тайсон, использовать следующее вместо человеческих скелетов: "Если вам не посчастливится увидеть таковые, препарируйте обезьяну, внимательно изучите каждую кость и т. д." Затем он советует, каких обезьян следует выбирать, как наиболее похожих на человека, и заключает: "Следует знать строение всех костей либо в теле человека, либо в обезьяны; лучше всего – в обоих, а затем приступать к изучению анатомии мышц". До этого момента Гален и его учения считались авторитетом в анатомии человека. Ирония заключается в том, что сам Гален подчеркивал важность проведения собственных наблюдений, а не использования чужих, но этот совет был утерян в многочисленных переводах его работ. Когда Везалий начал выявлять эти ошибки, другие врачи того времени стали больше доверять своим собственным наблюдениям, чем наблюдениям Галена. Интересным наблюдением, сделанным некоторыми из этих врачей, было наличие гомологичных структур у широкого спектра животных, включая человека. Эти наблюдения позже использовал Дарвин при разработке своей теории естественного отбора. Эдвард Тайсон считается основателем современной сравнительной анатомии. Ему приписывают установление того факта, что киты и дельфины являются млекопитающими. Кроме того, он пришел к выводу, что шимпанзе больше похожи на людей, чем на обезьян, из-за строения их конечностей. Марко Аурелио Северино также сравнивал различных животных, включая птиц, в своей работе "Zootomia democritaea", одной из первых работ по сравнительной анатомии. В 18-м и 19-м веках выдающиеся анатомы, такие как Жорж Кювье, Ричард Оуэн и Томас Генри Гексли, совершили революцию в нашем понимании строения и систематики позвоночных, заложив основу для работы Чарльза Дарвина по эволюции. Примером сравнительного анатома 20-го века является Виктор Негус, который изучал строение и эволюцию гортани. До появления генетических методов, таких как секвенирование ДНК, сравнительная анатомия вместе с эмбриологией были основными инструментами для понимания филогенеза, что демонстрируется работами Альфреда Ромера.

The first specifically anatomical investigation separate from a surgical or medical procedure is associated by Alcmaeon of Croton. Leonardo da Vinci made notes for a planned anatomical treatise in which he intended to compare the hands of various animals including bears. Pierre Belon, a French naturalist born in 1517, conducted research and held discussions on dolphin embryos as well as the comparisons between the skeletons of birds to the skeletons of humans. His research led to modern comparative anatomy. Around the same time, Andreas Vesalius was also making some strides of his own. A young anatomist of Flemish descent made famous by a penchant for amazing charts, he was systematically investigating and correcting the anatomical knowledge of the Greek physician Galen. He noticed that many of Galen's observations were not even based on actual humans. Instead, they were based on other animals such as non human apes, monkeys, and oxen. In fact, he entreated his students to do the following, in substitution for human skeletons, as cited by Edward Tyson : "If you can't happen to see any of these, dissect an Ape, carefully view each Bone, &c. " Then he advises what sort of Apes to make choice of, as most resembling a Man : And conclude "One ought to know the Structure of all the Bones either in a Humane Body, or in an Apes ; 'tis best in both ; and then to go to the Anatomy of the Muscles." Up until that point, Galen and his teachings had been the authority on human anatomy. The irony is that Galen himself had emphasized the fact that one should make one's own observations instead of using those of another, but this advice was lost during the numerous translations of his work. As Vesalius began to uncover these mistakes, other physicians of the time began to trust their own observations more than those of Galen. An interesting observation made by some of these physicians was the presence of homologous structures in a wide variety of animals which included humans. These observations were later used by Darwin as he formed his theory of Natural Selection. Edward Tyson is regarded as the founder of modern comparative anatomy. He is credited with determining that whales and dolphins are, in fact, mammals. Also, he concluded that chimpanzees are more similar to humans than to monkeys because of their arms. Marco Aurelio Severino also compared various animals, including birds, in his Zootomia democritaea, one of the first works of comparative anatomy. In the 18th and 19th century, great anatomists like George Cuvier, Richard Owen and Thomas Henry Huxley revolutionized our understanding of the basic build and systematics of vertebrates, laying the foundation for Charles Darwin's work on evolution. An example of a 20th century comparative anatomist is Victor Negus, who worked on the structure and evolution of the larynx. Until the advent of genetic techniques like DNA sequencing, comparative anatomy together with embryology were the primary tools for understanding phylogeny, as exemplified by the work of Alfred Romer.

Применение

Сравнительная анатомия давно служила доказательством эволюции, и теперь к ней присоединилась сравнительная геномика; она указывает на то, что организмы имеют общего предка. Она также помогает ученым классифицировать организмы на основе сходных характеристик их анатомических структур. Типичным примером сравнительной анатомии является сходство костных структур передних конечностей у кошек, китов, летучих мышей и людей. Все эти придатки состоят из одних и тех же основных частей, однако выполняют совершенно разные функции. Костные элементы, формирующие структуру, используемую для плавания, например плавник, не подошли бы для формирования крыла, которое лучше приспособлено для полета. Одним из объяснений сходного строения передних конечностей является наследование с изменениями. Благодаря случайным мутациям и естественному отбору анатомические структуры каждого организма постепенно адаптировались к их соответствующим средам обитания. Закономерности развития особых признаков, значительно отличающихся от общей гомологии, были сформулированы Карлом Эрнстом фон Бэром и теперь носят его имя.