Гарстанг исследуя стадии развития разных ракообразных, установил, что организмы во время эмбрионального развития не рекапитулируют зрелых форм своих предков, а повторяют лишь до определенного момента соответствующие стадии эмбрионального развития протопластов. Кроме того Гарстанг установил, что многие личинки не являются повторением каких то форм давнего генеалогического дерева, а что они специально приспособлены к распространению в море или пресных водах. Обращено также внимание на то, что в истории филогенеза не только зрелые формы могли дать начало новым видам организмов, но и незрелые, юные формы. В этом случае мы говорим о так называемом педоморфозе.
Педоморфоз двояким путем может играть роль в эволюции. Во-первых, новое эволюционное изменение появляется у юной формы, вызывая изменения как у форм, так и у зрелых производных форм. Хорошим примером являются брюхоногие моллюски. Совершенно ясно, особенно после того, как в 1957 г. Н. Lemche открыл примитивную метамерию у симметричной Neopilina что первичные, древние моллюски были симметричными. Совершенно ясно также, на основании данных сравнительной анатомии и палеонтологии, что у первичных брюхоногих произошел оборот тела на 180°, что привело к ассиметрии всех их органов.
Рис. 25. Neopilina. Слева с брюшной стороны, справа - дорсальной; по L. Chopard.
Трудно было представить себе, каким образом мог наступить этот оборот благодаря, постепенным, очередным изменениям, наступающим у зрелых форм. В эмбриональном периоде развития оборот происходит внезапно на ранних стадиях развития личинки. Оборот завершается в течение нескольких часов в результате отсутствия механической стабилизации личинки и сокращения мышц, развитых асимметрично по одной стороне, как это установил D. R. Croft в 1955 г.
Изменения во всем строении личинки происходят внезапно и вполне возможно, что также в истории рода изменения в строении произошли таким же образом на этапе личинки. В другом случае педоморфоза мы имеем дело с сохранением у зрелых форм отдельных признаков личинки. Приведем один пример, почерпнутый у Гарстанга. Автор этот предполагает, что личинка морской звезды, так называемая аурикулария, могла послужить переходным пунктом для всех хордовых, к которым относятся также позвоночные. Аурикулария во многом сходна с некоторыми хордовыми, скелет ее происходит из мезодермы, а мышцы иглокожих, к которым относится морская звезда, по своему биохимическому строению сходны с мышцами хордовых.
Никто, конечно, даже не предполагает, что хордовые могут развиться из зрелых форм иглокожих. Если же предположение Гарсганга является правильным, то в таком случае личиночная стадия путем педоформоза могла привести к эволюционному развитию всего огромного типа хордовых, включая и позвоночных животных.
Проблемы педоморфоза базируются не только на предположениях; известно, что один из видов хвостатых земноводных, живущих в Америке, сохраняет нормальные признаки личинки, не подвергается преобразованию и как личинка размножается. Это явление называется неотенией.
Несомненные доказательства, собранные учеными на поле сравнительной эмбриологии, имеют очень большое значение, не только подкрепляя сам принцип эволюции. В конкретных случаях, указывая на сходство между зародышами, они могут послужить познанию родовой истории. Как анатомическое сходство указывает на генетическое сходство, а этим и на родственную связь между организмами, так и эмбриологическое сходство является результатом определенной общности наследственного материала, то есть генов. НеСМОТРЯ на действие наследственной по П. Грассэ. изменчивости, (возникающей в результате мутации и рекомбинации генов в процессе полового развития), подвергающейся постоянному действию естественного отбора, неизбежно сохраняются определенные группировки генов или их систем, что является непосредственной причиной анатомического и эмбриологического сходства.
Рис. 26. Auricularia A.or - предротовая полость; С3d - полость тела; d - пищеварительный тракт; Ну - hydrocel, nr -нервная система; Sq - скелетные части;
Ясно, что эволюционные изменения могут касаться всех фаз онтогенеза, то есть могут приводить к изменениям не только зрелых организмов, но также и эмбрионов, даже на первых этапах развития. Тем не менее, однако, признаки, характеризующие ранние фазы развития, должны отличаться большим консерватизмом, чем более поздние, так как изменения на более ранних этапах развития в свою очередь должны привести к большим изменениям в процессе дальнейшего развития. Изменение, например, типа дробления вызовет изменения в процессе гаструляции, как и всех следующих стадиях. Поэтому наследственные изменения, проявляющиеся на ранних этапах, гораздо чаще приводят к летальным изменениям, чем таковые в более поздние периоды онтогенеза. Отсюда ранние стадии являются более консервативными и поэтому, благодаря своему сходству, могут служить нам информациями относительно эволюционного родства.