生物学 比較形態学。 構造と機能の研究

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はじめに

生命科学の一つである形態学は、生物の外見的特徴、すなわちその解剖学、形状、および外観を研究します。 ある生物を識別するための最初のステップの1つは、これらの顕著な特徴を調べることです。これは、1つの種を互いに区別し、新しい種または亜種を識別するのに役立ちます。 形態学は、特定の器官、組織、または細胞の種類を調査する、より小さなスケールで研究することもできます。 たとえば、古生物学の分野では、単純で注意深い観察と比較が、クジラが哺乳類であることの発見と同様に、ほとんどの発見につながった。 解剖学的な知識は、外科手術や重傷の治療、動物の解剖から得たものである。 ある意味で、初期の人体解剖学の研究は、比較形態学的なものであった。

その一人が、医学と解剖学に関する著作で高く評価されたローマの医師ガレノス(Galen of Pergamum, AD 129-216)です。 人体解剖ができなかったために多くの誤りがあったが、ガレノスはルネサンス期まで解剖学的情報の最高の源であった。 ガレノスは、医師たちに好奇心を持ち、自分自身で調べることを奨励した。

Andreas van Wesel (1514-1564) は、ラテン語でVesaliusと呼ばれ、Galenの権威に疑問を呈した最初の医師の一人である。 彼は、16世紀初頭、神聖ローマ皇帝に長く仕えたオランダの名門医学一家に生まれた。 ヴェサリウスは、早くから人体解剖を行い、その結果でガレンの優位に挑戦した。 また、ガレノスは人間の死体を解剖したことがなかったため、ヴェサリウスは彼の著作の訂正を発表し、人間と動物の盲目的な比較から生まれた多くの欠点を示しました。

IN CONTEXT: ANIMAL STUDIES INFLUENCE EARLY MEDICAL THOUGHT

神経系についての中世の理解は、基本的に動物の解剖学の観察によるものに限られていましたが、古代からの哲学の影響で緩和されていました。 ギリシャの医師ペルガモン(AD129-216)の医学理論や実践への影響は、中世からルネサンスに至るまでヨーロッパで支配的であった。 ガレノスは、最良の医師は哲学者でもあり、哲学が医学を促進すると考えたのである。 ガレノスは、病気は体液や体液のバランスが崩れた結果であると考えた。 ガレノスは、子牛を解剖しているときに、子牛の脳の底部に神経と血管のネットワークがあることに気づき、それが人間にも存在すると勘違いしてしまった。 ガレノスはこの部分を “Rette mirabile “と名付け、ここで生命の霊が人間の動物霊に変化するとした。 キリスト教の出現後、これらの霊はキリスト教の魂という概念に統一され、医師たちは人体における魂の基盤、おそらく心臓か脳のどちらかにあるのではないかと議論した。 1666年、イタリアの漁師が大きなサメを捕らえた。 このサメは、イタリア名ニコラウス・ステノ(Niels Steensen, 1648-1686)として知られ、フィレンツェで活動していたデンマークの解剖学者であったニールス・ステーン(Niels Steensen)に送られた。 ステンノは、このサメの歯を調べたところ、いわゆる「舌石」と呼ばれる、昔から地中にある小さな三角形の石に非常によく似ていることに気がついた。 3230>

比較形態学は、植物や動物の種を分類する際にも大きな役割を果たしました。 スウェーデンの博物学者カール・リンネ(1707-1778、Carolus Linnaeus または Carl Linné としても知られる)は、生物、特に植物を分類するための最初の一貫した体系を開発しました。 リンネの分類法は、植物の雄性器官と雌性器官の特徴に基づいている。 彼は、植物を種類別に分類し、さらに共通の特徴に基づいて、比較形態学に大きく依存しながら、より大きなグループにまとめました。 リンネによって、膨大な数の植物や動物が、家畜のような人工的なカテゴリーではなく、共通の特徴に基づいて体系的に分類されるようになったのである。 彼の研究は、現代の分類学の基礎を形成しました。彼の方法である比較形態学は、今でも分類の出発点となっています。

現代文化のつながり

ある生物と別の生物の特徴を比較することで、科学者は両方について学ぶことができます。 論理的には、最も類似した形態を持つものが最も近縁であるとされるが、自然淘汰は時として、無関係の生物に類似した形態を与える。

共通の起源を持つために類似した方法で発達する構造は、相同と呼ばれる。 ほとんどの哺乳類の前肢は、非常に広い意味での相同構造である。 起源が似ていないものは類縁構造です。 例えば、イルカと魚の形が似ていたり、鳥とコウモリの翼が似ていたりする。 進化の相同性(収斂適応)の顕著な例として、軟体動物であるイカやタコなどの異なる動物門の動物の目と、動物や人間を含む脊椎動物の目が似ていることが挙げられます

比較形態学も進化論の裏付けになります。 生きている生物と、絶滅した祖先の化石の両方を研究することによって、動物学者や古生物学者は生物の起源について結論を出すことができる。 化石を研究することによって、科学者は、象が小さくて体幹のない動物から進化したことや、クジラが四足歩行の陸生哺乳類から進化し、海での生活に適応するために後ろ足がなくなったことを知ることができます。 似たような解剖学的特徴をもつ生物は、進化的に比較的近い関係にあると考えられ、共通の祖先をもつと仮定される。 進化的関係の研究の結果、解剖学的な類似点と相違点は、生物の分類を決定し確立するための重要な要因となる。

生物の中には、発生学的な発達と形態が非常に似ているが、機能が非常に異なる解剖学的構造を持つものがある。 これらは相同構造と呼ばれる。 これらの構造は非常によく似ているので、進化上の関係や、それらを持つ種の共通の祖先を示している。 相同構造のわかりやすい例として、哺乳類の前肢があります。 よく見ると、ヒト、クジラ、イヌ、コウモリの前肢は、どれも非常によく似た構造をしている。 同じ数の骨が、ほぼ同じように配置されている。 外見的な特徴は異なり、機能も異なるが、発生学的な発達と解剖学的な形状の類似性は顕著である。 これらの生物の解剖学的構造を比較することによって、科学者は、これらの生物が共通の進化的祖先を共有しており、進化的な意味で、比較的近縁であると判断しました。 これらは類縁構造と呼ばれています。 これらの構造は、たとえ同じ機能を持っていても非常に異なっているので、進化上の関係があることを示すものではなく、2つの種が共通の祖先を持つことを示すものでもない。 例えば、鳥の羽とトンボの羽はどちらも同じ機能で、生物が飛ぶのを助ける。 しかし、翅の構造を比較すると、両者は大きく異なっている。 鳥の翼は内部に骨があり、羽毛で覆われていますが、トンボの翼にはその両方がありません。 両者は類似した構造を持っているのです。 このように、これらの生物の解剖学的構造を比較することによって、科学者たちは、鳥とトンボが共通の進化的祖先を共有していないこと、あるいは進化的な意味で、両者が近縁であることを突き止めたのです。 3230>

遺残構造とは、もはや機能を果たさないにもかかわらず、生物にまだ存在する解剖学的特徴(しばしば縮小されるが)である。 2つの生物の解剖学的構造を比較するとき、一方の生物にある構造が存在し、他方の生物にも、退化したものの関連した構造が存在することは、その生物が共通の進化的祖先を持ち、進化上の意味で、それらが比較的近縁であることを示す証拠となるのです。 陸生哺乳類から進化したクジラの体には、後肢の骨が退化している。 しかし、この骨は、クジラが陸生哺乳類と進化的に同じ関係にあることを示している。 比較形態学は、生物間の進化的関係や共通の祖先を持つかどうかを判断するのに役立つ重要なツールである。 しかし、それは進化の重要な証拠でもある。 生物間の解剖学的な類似性は、これらの生物が共通の祖先から進化したという考えを支持する。 したがって、すべての脊椎動物が発生のある時期に 4 本の手足と鰓孔を持つという事実は、時間の経過とともに進化的変化が起こり、その結果、今日観察される多様性が生じたことを示している。 植物学; 生物学: 生物学:植物学; 生物学:分類システム; 生物学:生物学: 生物学:比較形態学。 生物学:植物学、生物学:分類システム、生物学:比較形態学:構造と機能の研究、生物学:植物学、生物学:植物学 進化論の台頭以前の遺伝と変化の概念; 生物学: 進化論; 生物学: 古生物学、生物学。 Zoology.

bibliography

Web Sites

カリフォルニア州立大学スタニスラウス校.California State University, Stanislaus. 生物学部。 “進化論入門: 比較解剖学”. http://arnica.csustan.edu/biol3020/anatomy/anatomy.htm (2008/01/26アクセス).

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Kenneth T. LaPensee

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