Rudimentair (anatomie)
Vestigiaanse organen zijn organen van het lichaam die kleiner en eenvoudiger zijn dan die van verwante soorten. Ze hebben hun oorspronkelijke functie verloren, of bijna verloren.
Vestigialiteit is bewijs voor evolutie, omdat ze alleen zin hebben als er evolutie heeft plaatsgevonden. Ze waren een van de puzzels uit de pre-Darwinistische natuurgeschiedenis. De puzzel verdween toen biologen zich realiseerden dat ze ooit bezig waren met aanpassingen, in de voorouders van de huidige dieren.
Ze komen voor bij dieren (en planten) die hun levensstijl hebben veranderd ten opzichte van hun voorouders. Zo verloren slangen hun poten toen hun bewegingssysteem veranderde. Maar één type slang - de boa's - heeft rudimentaire achterpoten en bekken. De menselijke wormvormige bijlage is een ander voorbeeld. Dat was veel groter, en opgeslagen microben die cellulase produceerden om de celwanden van de planten af te breken. Bladeren zijn het hoofddieet van apen, maar ze vormen geen hoofdbestanddeel van het dieet van de mens. Cellulose kan niet worden verteerd door onze soort.
Een ongebruikt orgaan ontaardt meestal, en wordt kleiner of verdwijnt helemaal. Zo verliezen amfibieën die in donkere grotten leven hun zicht en hun lichaamskleur. De mutaties stapelen zich op. Alle structuren hebben energie nodig voor hun ontwikkeling, onderhoud en gewicht. Dit, en het risico van ziekte in het onderdeel (bijv. infectie, kanker), zorgen voor enige selectie voor het verwijderen van onderdelen die niet langer helpen bij de fitheid van een organisme.
De menselijke appendix had selectie tegen het vanwege sterfgevallen door blindedarmontsteking. Appendicitis was onbehandelbaar tot in de moderne tijd. De selectiedruk was waarschijnlijk zwak, omdat de meeste gevallen zich voordoen na de leeftijd van de piekvruchtbaarheid.
Waarnemingen op de in de grot verblijvende amphipod Gammarus minus toonden actieve selectie tegen hun rudimentaire ogen. Bij de paring blijven de mannetjes na de bevruchting ongeveer een week op hun vrouwtjes zitten en beschermen ze tegen andere mannetjes. De oogafmetingen van gepaarde mannetjes werden vergeleken met die van ongepaarde mannetjes. De oogafmetingen van de gepaarde mannetjes waren kleiner dan die van de ongepaarde mannetjes. Het is duidelijk dat de gepaarde mannetjes gemiddeld genomen een hogere vruchtbaarheid hebben dan de ongepaarde mannetjes. De selectiegradiënt werd geschat op -0,30, wat betekent dat de selectie voor kleine ogen vrij sterk was. De onderzoekers veronderstelden dat het verlies van het gezichtsvermogen meer van het zenuwstelsel bevrijdde om andere zintuiglijke inputs te verwerken. p310
Af en toe verandert selectie de rudimentaire organen in een nieuwe functie. Zo waren de oorbeentjes van zoogdieren ooit botten in de kaak van vroege protozoogdieren, de Therapsida. De vliegenvangers zijn daar een perfect voorbeeld van. Het woord exaptatie werd bedacht voor dit fenomeen.
Fitness
Alle functies en structuren ontwikkelen zich en veranderen omdat ze de biologische conditie van het organisme beïnvloeden. Ze maken het min of meer waarschijnlijk dat individuen zich voortplanten en genen bijdragen aan de volgende generatie. Dus, bijvoorbeeld, een vermogen van een kikker om de beet van zijn lokale gifslang te overleven verhoogt zijn conditie. Maar als hij in een gebied leeft waar de slang dat niet doet, dan vermindert hij zijn conditie. Dit komt omdat hij de "kosten" van een ingewikkeld mechanisme draagt zonder enig voordeel in overleving en voortplanting te krijgen. Het werkt ook andersom. Slangen die giftige prooien eten, moeten manieren gebruiken om de giftige stoffen van de prooi te overleven. De spijsvertering en het metabolisme van de slang is langzamer, en ze bewegen zich langzamer. Zie ruwhuidige salamander en kouseband slang.
Alles heeft een prijs: of het verbruikt energie of de structuur neemt ruimte in beslag die anders gebruikt zou kunnen worden.
Vragen en antwoorden
V: Wat zijn vestigiale organen?
A: Vestigiale organen zijn organen van het lichaam die kleiner en eenvoudiger zijn dan die van verwante soorten. Zij hebben hun oorspronkelijke kenmerk verloren of bijna verloren en vormen het bewijs voor evolutie.
V: Hoe ontstaan vestigiale organen?
A: Vestigiale organen komen voor bij dieren (en planten) die hun levenswijze hebben veranderd ten opzichte van hun voorouders. Slangen verloren bijvoorbeeld hun poten toen hun bewegingssysteem veranderde.
V: Wat is een voorbeeld van een rudimentair orgaan bij de mens?
A: De menselijke vermiforme blindedarm is een voorbeeld van een rudimentair orgaan bij de mens. Het was veel groter en sloeg microben op die cellulase produceerden om plantencelwanden af te breken, maar wordt niet meer gebruikt omdat bladeren geen deel uitmaken van het hoofdvoedsel van de mens.
V: Waarom degenereren ongebruikte organen meestal?
A: Ongebruikte organen degenereren meestal omdat ze energie nodig hebben voor ontwikkeling, onderhoud en gewicht, maar geen voordeel opleveren voor de fitness van het organisme, zodat er selectiedruk tegen is. Bovendien kunnen zij vatbaarder zijn voor ziekten zoals infectie of kanker als zij ongebruikt blijven.
V: Kan selectie een rudimentair orgaan veranderen in iets nuttigs?
A: Ja, soms kan selectie een rudimentair orgaan veranderen in iets nuttigs - dit verschijnsel staat bekend als exaptatie. Een voorbeeld hiervan zijn de gehoorbeentjes van zoogdieren, die ooit botten waren in de kaak van vroege proto-zoogdieren, Therapsida genaamd.
V: Wat hebben onderzoekers waargenomen bij de in grotten levende amfipode Gammarus minus?
A: De onderzoekers stelden een actieve selectie vast tegen de vestigiale ogen van de grotbewonende amfipode Gammarus minus bij het paren - gepaarde mannetjes hadden gemiddeld kleinere ogen dan ongepaarde mannetjes vanwege de hogere vruchtbaarheidscijfers in verband met kleine ogen, waardoor meer middelen van het zenuwstelsel vrijkomen om in plaats daarvan andere zintuiglijke inputs te verwerken.
