第一章 緒論

第一節(jié) 脊椎動(dòng)物比較解剖學(xué)的任務(wù)與方法

脊椎動(dòng)物比較解剖學(xué)（簡(jiǎn)稱比較解剖學(xué)）（comparative vertebrate anatomy）是動(dòng)物學(xué)的一門分支學(xué)科，它是以解剖學(xué)為基礎(chǔ)進(jìn)而比較脊椎動(dòng)物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能，找出它們?cè)谙到y(tǒng)發(fā)生上的關(guān)系，從而闡明進(jìn)化的途徑與規(guī)律。比較解剖學(xué)的任務(wù)不是研究一種動(dòng)物的器官結(jié)構(gòu)，而是以一系列動(dòng)物為對(duì)象，用比較和實(shí)驗(yàn)分析的方法，結(jié)合動(dòng)物的個(gè)體發(fā)生和系統(tǒng)發(fā)生來研究動(dòng)物形態(tài)和功能的進(jìn)化，認(rèn)識(shí)生物的多樣性以及起源和進(jìn)化的歷史和動(dòng)因。比較解剖學(xué)的研究也為分類學(xué)、生理學(xué)、醫(yī)學(xué)以及仿生學(xué)等應(yīng)用生物學(xué)提供了重要的基礎(chǔ)資料。把解剖學(xué)、生理學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、古生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、進(jìn)化生物學(xué)等學(xué)科結(jié)合起來對(duì)動(dòng)物體的綜合研究是當(dāng)代動(dòng)物學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)。

親緣關(guān)系的確定是比較解剖學(xué)中一個(gè)復(fù)雜的問題，首先要確定同源與同功的問題。同源（homology）是內(nèi)在的或者說是實(shí)質(zhì)上的相似，表明在進(jìn)化上的共同起源。同源器官（homologous organ）有時(shí)在表面上并不相似，功能上也并不盡同，但是在基本結(jié)構(gòu)上、各部分的相互關(guān)系上、胚胎發(fā)生的來源上卻彼此相同或相似。例如，鳥翅、海豹的前鰭足和貓的前肢就屬于同源器官，它們表面看上去彼此并不相似，但是仔細(xì)觀察，可發(fā)現(xiàn)它們有相似的骨塊與肌肉，對(duì)于身體有相同的位置關(guān)系，在胚胎發(fā)育時(shí)以相同的過程從相似的原基發(fā)育出來。由于它們?cè)谶M(jìn)化途徑上向不同環(huán)境發(fā)展（鳥向空中、海豹向海水中、貓留陸地上），為了適應(yīng)這些不同環(huán)境，它們的功能趨異。同功（analogy）則是一般的功能相似，或者說只是表面形式的相似，不是在基本結(jié)構(gòu)上，更不是在胚胎發(fā)育上的相似，而是由于執(zhí)行相同的功能形成的次生共同性。例如魚的鰓和陸生動(dòng)物的肺是同功器官（analogous organ），兩者同樣執(zhí)行呼吸的功能，但它們的基本結(jié)構(gòu)不同，胚胎發(fā)生的來源也不相同。

在比較解剖學(xué)上，特別著重于同源器官的探討。在現(xiàn)存的成體動(dòng)物中要徹底解決同源問題是困難的，因?yàn)樵谟凭玫倪M(jìn)化過程中，由于適應(yīng)不同的環(huán)境，動(dòng)物的結(jié)構(gòu)往往經(jīng)歷了很大的改變，以致失去本來面目而難以辨認(rèn)，結(jié)果不能一目了然地找出動(dòng)物的親緣關(guān)系，于是不得不求旁證來補(bǔ)充缺失的環(huán)節(jié)。歷史的證據(jù)（系統(tǒng)發(fā)生——古生物學(xué)）和胚胎發(fā)生的證據(jù)（個(gè)體發(fā)生——胚胎學(xué)）是解決同源問題的有力幫助。在動(dòng)物進(jìn)化的歷史中，許多動(dòng)物種類由于各種原因不能繼續(xù)生存而絕滅，它們的遺骸有時(shí)保存在地層之中成為化石。這些化石常常成為同源器官直接而可靠的證據(jù)。一系列馬化石的發(fā)現(xiàn)證明馬的四肢與哺乳類以及四足動(dòng)物四肢的同源；始祖鳥的發(fā)現(xiàn)證明鳥類與爬行類的密切關(guān)系；北京猿人的發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充了從猿到人進(jìn)化過程中的缺環(huán)。

在胚胎發(fā)育的早期階段，不同的脊椎動(dòng)物往往顯露較大程度的相似，因此器官的演變、改造及更替的過程可以清楚地看到。咽囊及鰓在陸生脊椎動(dòng)物胚胎中的發(fā)生、改造或退化；肺的發(fā)生；主動(dòng)脈弓的出現(xiàn)和它們的變化都是強(qiáng)有力的事實(shí)，證明了陸生脊椎動(dòng)物是由水棲脊椎動(dòng)物的祖先進(jìn)化而來。