Problemy homologii.pdf

http://www.focus.pl/dodane/publikacje/pokaz/publikacje/problemy-homologii/nc/1/

PROBLEMY HOMOLOGII.

Homologia jest traktowana jako mocny dowód wspierający teorię ewolucji. Narządy

homologiczne „wskazują ten sam zasadniczy plan budowy i rozwijają się w podobny sposób.

Funkcja jaką wykazują narządy homologiczne, może być taka sama, może być jednak i

różna” . [1] Richard Owen obok tego rodzaju podobieństwa wymienia jeszcze analogie, która

jest podobieństwem funkcjonalnym. To znaczy, że np. ćma i kruk mają skrzydła do latania,

lecz ich budowa jest odmienna.Jednak „homologia sugeruje większe pokrewieństwo

strukturalne” [2] . Przykładem najczęściej prezentowanym są kończyny przednie kręgowców.

„Ręka człowieka, czyli przednia kończyna, charakteryzuje się szeregiem części kostnych,

odpowiednimi mięśniami, nerwami i naczyniami krwionośnymi. Prócz tego kończyna

przednia znajduje się w określonym położeniu w stosunku do całego organizmu(…) można

stwierdzić, że przednia kończyna małp jest w stosunku do ręki człowieka narządem

homologicznym” [3] .

Mimo tego, że kończyny są wykorzystywane do wykonywania różnych czynności nie znaczy

to, że nie są homologicznie. Wykazują szczególne podobieństwo strukturalne, a to wystarczy.

Przednia kończyna wieloryba, jest homologiem przedniej kończyny psa jak również ręki

człowieka.

O czym świadczy to podobieństwo?

Zanim Karol Darwin zasugerował swoje rozwiązanie zjawiska homologii uważano, że

organizmy zostały skonstruowane według wspólnego planu, wspólnego zamysłu Stwórcy.

Homologia tutaj jest rozumiana jako wynik stwarzania według projektu. „Biologiczne

struktury są bardziej bądź mniej podobne, ponieważ zostały zaprojektowane według pewnych

wzorców.” [4]

Karol Darwin zaproponował naturalistyczne wyjaśnienie „homologii – jako rezultat

dziedziczenia z modyfikacjami od wspólnego przodka” . [5] „Homologia byłaby w tym ujęciu

świadectwem ewolucyjnego różnicowania się gatunków i pozostałością po dalekich

<<rodzicach>>” [6] . Przednia noga u konia i skrzydło pingwina są strukturalnie podobne,

ponieważ zostały odziedziczone od wspólnego przodka. „Darwin uważał homologie za ważny

argument na rzecz ewolucji, umieszczając ją wśród faktów, które <<głoszą tak jasno, że

niezliczone gatunki, rodzaje i rodziny, którymi zapełniony jest ten świat, wszystkie pochodzą,

w swej gromadzie lub grupie od wspólnych rodziców>>”. [7]

Jednak tutaj pojawia się problem. Oczy kałamarnic i oczy ludzi charakteryzują się wysokim

stopniem strukturalnego podobieństwa. Mimo to, nie łatwo mówić w tym przypadku o

wspólnym przodku. Jednak, czego nie robi się dla utrzymania teorii. Ewolucjoniści unikają

problemu sugerując, że zjawisko to jest rezultatem „konwergentnej ewolucji”. Jest to

wykształcanie przez gatunki niespokrewnione ze sobą podobnych narządów. Dzieje się tak

wtedy, gdy różne gatunki żyją w tym samym środowisku. Można powiedzieć, że ewolucjoniści

posługują się hipotezą ad hoc, która wspomaga utrzymanie teorii, a tym samym uniemożliwia

empiryczną falsyfikacje.

Neodarwiniści chcąc, by pojęcie homologii odnosiło się jedynie do struktur dziedziczonych po

wspólnym przodku zredefiniowali pojęcie ukute przez Darwina. Zaproponowali oni, by

mówić o homologii jako o podobieństwie wynikającym ze wspólnego pochodzenia.

Wyjaśnienie w tym przypadku staje się definicją. Pojawia się tu poważny problem

definicyjny, który postaram się teraz omówić.

Oprzyjmy się na przykładzie struktur kości kończyn przednich. One to skłoniły Darwina do

wyciągnięcia wniosku o ich wspólnym pochodzeniu. Traktował je jako dowód. Neodarwiniście

zaś, by rozsądzić o tym, czy struktury te są homologiczne, potrzebne jest jakieś inne

uzasadnienie świadczące o tym, że pochodzą one od wspólnego przodka. Ale jeżeli traktują je

jednocześnie jako dowód wspólnego pochodzenia, to ewidentnie popadają w błędne koło.

Wspólne pochodzenie dowodzi homologii, a ta z kolei dowodzi wspólnego pochodzenia.

Neodarwiniści sugerują byśmy najpierw poznali pochodzenie, a potem wnioskowali o

homologii. A przecież to dzięki niej, w koncepcji Darwina, wyznaczano organizmy, które

posiadają wspólnego przodka. „Skąd wiemy, że dwie cechy są homologiczne? Ponieważ

pochodzą one od wspólnego przodka. A skąd wiemy, że pochodzą one od wspólnego przodka?

Ponieważ są one homologiczne” . [8]

Dla zobrazowania błędu zawartego w tym rozumieniu posłużę się sylogizmami zaczerpniętymi

od Michała Ostrowskiego z tekstu „Homologia: gasnąca nadzieja neodarwinizmu”.

Klasyczne (morfologiczne) ujęcie:

Przesłanka 1 (definicja): Narządy homologiczne to te, które posiadają podobne struktury.

Przesłanka 2 (empiryczna obserwacja): Skrzydła nietoperza i płetwy wieloryba posiadają

podobne struktury.

Wniosek: Zatem skrzydła nietoperza i płetwy wieloryba są narządami homologicznymi.

Rozszerzenie klasycznej definicji przez Darwina:

Przesłanka 1 (wniosek z ujęcia klasycznego): Skrzydła nietoperza i płetwy wieloryba są

narządami homologicznymi.

Przesłanka 2 (proponowane wyjaśnienie): Cechy są homologiczne, ponieważ są one

dziedziczone od wspólnego przodka.

Wniosek: Zatem skrzydło nietoperza i płetwa wieloryba są to struktury odziedziczone od

wspólnego przodka.

Ujęcie neodarwinowskie (filogenetyczne ):

Przesłanka 1 (definicja): Cechy są homologiczne, jeśli są one odziedziczone od wspólnego

przodka.

Przesłanka 2 (założenie): Skrzydło nietoperza i płetwa wieloryba są to struktury

odziedziczone od wspólnego przodka.

Wniosek: A zatem skrzydło nietoperza i płetwa wieloryba są strukturami homologicznymi.

Zajmę się teraz kolejnym problemem związanym z homologią.. Dotyczy on mechanizmu,

który powoduje powstawanie homologii. Skąd się bierze podobieństwo między organizmami?

Leigh Van Valen stwierdził, że aby wyjaśnić homologie powinno się zrozumieć „ciągłość

informacji”. Dane zawarte w zarodku kierują jego rozwojem i są odziedziczone po rodzicach.

Ważnym jest, by zrozumieć naturę tych danych, wtedy można dowiedzieć się jak zostają

zmienione.„Dane kierujące rozwojem mogą mieć formę <<ścieżek>>- schematów podziału

komórek, przemieszczania komórek i różnicowania tkanek, dzięki którym zarodek wytwarza

dorosłe struktury. Mogą też być zakodowane w genach, które wpływają na rozwój zarodka”.

[9]

Geny przekazują informacje z pokolenia na pokolenia. Zmiany w genach napędzają ewolucje.

Dane znajdujące się w materiale genetycznym kierują rozwojem embrionalnym zarodka.

Informacja przekazywana z pokolenia na pokolenie może być zmodyfikowana, co powoduje

powstanie zmienionych fenotypów. To może być przyczyną powstania struktur podobnych,

choć nie identycznych. Jednak, jak się okazuje związek miedzy ewolucją a zmianami

sekwencji w genach nie jest taki pewny. Badania nie wykazały związku między mutacjami w

genach i zmianach w fenotypie. Według Rudolfa Raffa i Thomasa Kaufmana :„Ewolucja

napędzana mutacjami w DNA jest w znacznej mierze rozłączna z ewolucją na poziomie

morfologicznym. (...) Najbardziej tego spektakularnym przykładem jest morfologiczna

różnica pomiędzy ludźmi a szympansami pomimo tego, że ich DNA jest podobny w 99%”.

[10]

Neodarwiniści istnienie cech homologicznych tłumaczą jako wynik działalności podobnych

genów, które zostały odziedziczone po wspólnym przodku. O „ciągłości informacji” Velena

można byłoby mówić wówczas, gdyby wykazano, że podobne geny odpowiadają za

wytworzenie u dwóch różnych organizmów struktur homologicznych, jak również to, że różne

geny nie wpływają na powstanie organów homologicznych.

Jak się jednak okazuje tak nie jest. Za unaocznienie posłuży mi eksperyment na muszkach

owocowych i myszach. Mają homeotyczne geny, ale powodują one powstanie zupełnie innych

narządów. Myszy posiadają podobny gen, który zmutowany powoduje przekształcenie się

czułki, muszki owocowej w jej odnóże. U myszy nie rozwijają się jednak ani czułki ani odnóża.

Kieruje on rozwojem jej móżdżka. Wymienione zwierzęta posiadają również podobny gen

odpowiedzialny za sterowanie rozwojem oczu. Niemniej jednak wielofasetkowe oko muszki

nie jest podobne do soczewkowatego oka myszy. Jak widać homologiczne geny nie muszą

produkować homologicznych struktur. Kolejny przykład dotyczy genów ultrabithorax (Ubx),

które u muszek owocowych bierze udział w rozwoju skrzydeł. U ludzi gen ten (homeobox)

uczestniczy w procesach regulatorowych komórek. Mutacja powoduje nieprawidłowy rozwój

nerek. Ewolucjoniści, by wytłumaczyć te niezgodność sugerują, że te kompleksy genów u

wspólnego przodka występowały zanim nastąpił ewolucyjny podział na stawonogi i

kręgowce.To jednak nie tłumaczy, gdzie tak podobne geny umiejscowione w tych samym

chromosomach zawierają informacje, które powodują rozwój takich różnych i złożonych

struktur.

Powstawanie struktur homologicznych przy pomocy różnych genów również zostało

zaobserwowane. Przykładem może być powstawanie segmentów u owadów. Powstanie

segmentu u muszki owocowej wymaga genu eden-skip-pes , szarańcza i osy mogą wykształcić

segment bez tego genu. Gen sexlethal jest konieczny do określenia płci muszek owocowych.

Innym owadom nie jest to konieczne.

Skoro dzieje się tak, że takie same geny generują niehomologiczne struktury to nie geny

odpowiadają powstawaniu struktur homologicznych. Homologiczne geny mogą generować

niehomologiczne narządy, a niehomologiczne geny mogą wytwarzać homologiczne struktury.

Pozostaje jeszcze jedno rozwiązanie, którego celem jest wyjaśnienie zjawiska homologii.

Łączy ono struktury homologiczne z rozwojowymi procesami embriogenezy. Chociaż wydaje

się ono równie mało satysfakcjonujące jak poprzednie.

Podobne ścieżki rozwojowe niejednokrotnie prowadzą do wytworzenia struktur

niehomologicznych. Pere Alberch stwierdził, że to raczej „reguła niż wyjątek”. Podział

komórek w embrionie ptaków jest taki sam, jak ten, dzięki któremu powstają niektóre

gatunki żab. „Nawet na poziomie organizmów morfologicznie nierozróżnialne larwy mogły

rozwijać się w kompletnie różne gatunki”. [11]

Z drugiej strony można zaobserwować, że zupełnie odmienne ścieżki rozwojowe prowadzą do

utworzenia struktur podobnych. Badania Rudolfa Raffa pokazują,że pewne dwa gatunki

jeżowca rozwijające się według różnych procesów rozwojowych generują mimo to, prawie

identyczne formy dorosłe.

Zatem i ten mechanizm powodujący rzekomo, że podobne ścieżki rozwojowe powinny

tworzyć homologiczne organy nie sprawdza się, nie zostaje potwierdzony. Wydaje się, że i

embriologia nie uporała się z odpowiedzią na pytanie: jak to się dzieje, że powstają struktury

homologiczne.

Homologia traktowana jako ikona ewolucji nie jest wcale bezproblemowa. Istnieją problemy

definicyjne, nie jest znany mechanizm powodujący tworzenie struktur homologicznych.

Propozycje neodarwinistów okazały się niezadowalające. Homologia może być równie dobrze

tłumaczona poprzez stwarzanie według projektu, jak i jako wynik pochodzenia od wspólnego

przodka. Chyba, że ewolucjoniści odnajdą mechanizm stojący za zjawiskiem homologii albo

zwolennicy stworzenia podadzą jakieś inne rewelacyjne dowody na rzecz ich punktu widzenia.

Wówczas szala ma szanse przechylić się, na którąś ze stron. Tak, więc wydawać by się mogło,

że rozwiązania sugerowane przez ewolucjonistów i kreacjonistów maja równorzędny status, a

homologia wydaje się nie być tak solidnym dowodem jak by to widzieli zwolennicy teorii

ewolucji.

[1] Stanisław SKOWRON, Ewolucjonizm, Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich,

Warszawa 1963 s. 117

[2] Jonathan WELLS, Ikony ewolucji, przeł. Bożena Olechnowicz, Wyd. w Wyłomie, Gorzów

Wielkopolski 2007,s.50

[3] Stanisław SKOWRON, Ewolucjonizm, Państwowy zakład wydawnictw lekarskich,

Warszawa 1963 s. 117/118

[4] Alec L. Panchen, Richard Owen and the Concept of Homology, w: Brian K. Hall (ed.),

Homology: The Hierarchical Basis of Comparative Biology, Academic Press,

<city><place>San Diego</place></city> 1994, s. 21-62. Por. także Peter J. Bowler, Evolution:

The History of an Idea, revised edition, <place><placetype>University</placetype> of

<placename>California Press</placename></place>, <city><place>Berkeley</place></city>

1989, Za: Michał OSTROWSKI, Homologia: Gasnąca nadzieja neodarwinizmu, „Na

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: