Данные морфологии
Использование морфологических (сравнительно-анатомических, гистологических и др.) доказательств и методов изучения эволюции основано на простом принципе: глубокое внутреннее сходство организмов может показать родство сравниваемых форм.
Внутри любой крупной группы организмов всегда можно найти общие морфологические особенности, понятные лишь при признании факта единого происхождения такой группы.
Кроме общих сопоставлений строения организмов разных групп существует несколько специальных морфологических подходов, позволяющих использовать морфологические данные для доказательства эволюции и исследовать пути эволюционного процесса. Прежде всего это изучение гомологии, рудиментарных органов и атавизмов, исследование сравнительно-анатомических рядов.
Гомология органов. Органы, развивающиеся из сходных зачатков и находящиеся в сходных взаимоотношениях с окружающими органами и тканями, называются гомологичными. Другими словами, это органы, имеющие глубокое сходство в строении, основанное на единстве происхождения соответствующих организмов.
Различные по внешнему виду и функциям конечности млекопитающих состоят из сходных элементов: лопатки, костей плеча, предплечья, запястья, пясти, фаланг пальцев. Во всех случаях сохраняется единый план строения, сходство во взаимоотношении конечностей с остальными органами и сходство онтогенетического развития.
Материалистическое объяснение гомология получает лишь в свете эволюционного развития различных групп от определенного общего предка. Установление гомологии органов позволяет сделать вывод о родстве исследуемых организмов.
Крупным успехом классической сравнительной анатомии в прошлом веке явилось установление гомологии слуховых косточек наземных позвоночных. Известно, что в аппарате среднего уха всех млекопитающих звуковые колебания передаются с барабанной перепонки системой из трех слуховых косточек — молоточка, наковальни и стремечка. Сравнение строения черепа в ряду первично водных и наземных позвоночных показывает, что у акуловых рыб центральная из костей — наковальня — занимает в черепе важное конструктивное положение, являясь одной из мощных костей, формирующих боковую поверхность черепа. У костистых рыб она резко сокращается в размерах, сохраняя, однако, важное значение в конструкции черепа. У рептилий она резко изменена и служит рычагом при подвеске челюсти, а у млекопитающих она занимает место в системе слуховых косточек. Установление гомологии этих структур прекрасно объяснило эволюционные пути возникновения такого сложнейшего аппарата передачи звуков в воздушной среде, каким является слуховой аппарат млекопитающих.
Явление гомологии, гомологического сходства, необходимо отличать от явления аналогии, или аналогичного сходства. Аналогичные органы имеют лишь внешнее сходство, вызванное, как правило, выполнением сходных функций, а не общим происхождением. Для установления родства и выяснения путей эволюции изучаемых групп эти органы не имеют значения. Изображены колючки акации, барбариса, боярышника и ежевики. Все эти органы аналогичные и не свидетельствуют о родстве рассматриваемых форм, показывая лишь сходные направления приспособления, вызываемые в процессе эволюции действием естественного отбора (сохранялись и получали развитие формы растений, защищенные от поедания крупными растительноядными позвоночными).
Иногда сходство аналогичных органов бывает столь глубоким, что для выявления их характера требуются специальные сравнительно-анатомические и эмбриологические исследования. Строение глаза наземных позвоночных и головоногих моллюсков, несмотря на удивительное сходство этого органа, является аналогичным. Глаз кальмара и глаз позвоночного развивается из разных зачатков, сходство же определяется физической природой света. Недаром конструкция любого фотографического аппарата в точности повторяет строение глаза: зрачок — объектив, радужина — диафрагма, сетчатка — чувствительная пленка, механизм аккомодации — наводка на резкость.
Выявление характера сходства (гомология или аналогия) позволяет выяснить пути эволюционного развития, установить родство групп и, наконец, может показать направление действия естественного отбора.