Отношение палеонтологии к эмбриологии

Генеалогия мира организмов может быть дана точно лишь палеонтологическими исследованиями, но не всегда, — палеонтологический материал, сохраняемый природою, отрывочен и не всегда дает точные филогенетические выводы. В таких случаях для получения хотя бы вероятных выводов кроме палеонтологических данных надо пользоваться и данными онтогении; данные онтогении являются не только дополнительными, но и поверочными в отношении палеонтолого-филогенетических заключений.

Онтогения есть отдел морфологии, изучающий историю развития особей. Лишь немногие животные обладают при начале своего индивидуального существования вполне готовой окончательной организацией; большинство животных развивается из яйца, тела сравнительно простой организации, и только мало-помалу, путем сложных изменений формы, достигает окончательного вида. Например, из яйца лягушки, представляющего зернышко лягушечьей икры, выходит личинка лягушки или так называемый головастик, состоящий из маленького шарообразного тельца с длинным сжатым с боков хвостиком. Далее у головастика развиваются наружные, в виде мохнатых хохолков, жабры, заменяющиеся затем внутренними жабрами; появляются ноги, исчезают жабры и хвост, и головастик превращается в маленькую лягушку.

В этом примере рассмотрены изменения организма лишь после развития его из яичка, только постэмбриональное развитие животного. Этому периоду развития предшествует развитие в яйце — эмбриональное развитие, во время которого из яйца, представляющего простейшее строение, какое только может иметь кусочек организованного вещества, путем постепенных изменений получается высокоорганизованная личинка.

Эмбрион значит зародыш; из эмбрионального и постэмбрионального развития слагается онтогения, история развития особи; изучением развития зародыша занимается эмбриология.

Изучение онтогении привело к заключению, что прохождение организмами различных стадий в своем развитии есть следствие наследственности, так как эти стадии соответствуют взрослому состоянию животных, которых следует считать в числе предков организма, представляющего тот или другой характер онтогении.

Таким образом, одна из стадий развития лягушки потому представляет форму с жабрами и хвостом, что в числе предков лягушки хоть один был с жабрами и хвостом, был сходен с теми ныне живущими земноводными, к которым относится, например, протей.

На основании онтогении птиц надо думать, что они произошли от пресмыкающихся.

Рассмотрим развитие ноги птицы. У высшего позвоночного скелет ноги обыкновенно состоит (рис. ниже), идя сверху вниз, из бедра, пары голенных костей (большой и малой берцовых), далее — двойного ряда предплюсны, плюсневых костей и, затем, пальцев.

Развитие ноги курицы. 1- скелет ноги взрослой курицы; 2 – скелет ноги зародыша курицы; f – бедро; (B наверху обломлено); t – большая берцовая кость; p – малая берцовая кость; tp – голень; ts – предплюсна; m – плюсна; tm – цевка.

От такого типа нога птицы отличается тем, что ей недостает костей плюсны и костей предплюсневых, а вместо них существует одна длинная кость, так называемая цевка. Однако, в яйце, у зародыша птицы, строение ног еще не такое, как у взрослого животного.

Здесь присутствует и плюсна и четыре предплюсневые кости, а они по своему расположению схожи с костями пресмыкающихся, и только при дальнейшем развитии зародыша постепенно образуется типичная нога птицы, причем верхняя часть плюсны срастается с голенью, цевка же образуется от слития нижней части плюсны с костями предплюсневыми. Таким образом, нога птицы проходит в своем развитии стадию ноги пресмыкающихся, почему и надо думать, что последние представляют для птиц родоначальную группу.

Филогенетические данные, представляемые палеонтологией относительно происхождения бесхвостых амфибий, с одной стороны, птиц — с другой стороны, вполне соответствуют данным эмбриологии.

Древнейшие амфибии были хвостатые и дышали жабрами.

Пресмыкающиеся появились на земле раньше птиц, и древнейшие птицы (Archaeopteryx и Archaeornis) в значительной мере отличаются от ныне живущих, приближаясь к пресмыкающимся.

Э. Геккель дал следующую краткую формулировку явлений индивидуального развития: индивидуальное развитие животного (онтогения) есть в главных чертах повторение исторического (генеалогического) его развития; это — эффектная, сжатая, хотя и не вполне ясная и точная формулировка. Несомненно, что развитие индивидуумов дает много указаний на характер предков, однако не всякая стадия, не всякая особенность организма в разные периоды его развития непременно представляет образы предков.

Постэмбриональное развитие бабочек, например, в том и состоит, что вылупившаяся из яйца червеобразная личинка-гусеница переходит в стадию куколки, отличающейся неспособностью передвижения и тем, что животное в это время не в состоянии принимать пищи; из куколки вылупляется бабочка. Конечно, здесь нельзя предположить, чтобы в числе предков бабочки были куколкообразные животные. Стадия куколки есть приспособление, обусловленное личинковой жизнью животного.

Одним из наиболее блестящих открытий палеонтологии является выяснение происхождения лошади, имеющей однопалые ноги, от пятипалых предков. Но эмбриология не дает указаний на происхождение лошади; у зародыша лошади стадия пятипалости оказывается выпущенной из эмбрионального развития.

К категории подобных же несоответствий индивидуального развития с филогенией принадлежит у позвоночных животных неодинаково скорое развитие различных органов, причем развитие некоторых органов идет ускоренным образом, по сравнению с другими. Несомненно, например, что chorda dorsalis (образование, из которого развивается позвоночный столб высших позвоночных) появилась у позвоночных после нервной системы, а онтогенетически она появляется раньше.

Итак, филогенетические указания, представляемые онтогенией, затемняются вводными явлениями (у бабочки), не имеющими отношения к филогении, некоторые, филогенетические стадии подавляются в онтогении (развитие ноги лошади), одни стадии развития перестанавливаются на место других (развитие chorda dorsalis). Явления онтогении, нарушающие ее соответствие с филогенией, называются явлениями ценогенетическими.

Вследствие существования последних онтогения иногда может не представлять никакого сходства с тем, какие прародительские формы и в какой последовательности сменяли друг друга, и тогда, следовательно, из онтогении совершенно невозможно получить филогенетические указания; вообще при извлечении таких указаний из онтогении надо соблюдать большую осторожность.