Od redakcji „Evolution News & Science Today”: Z przyjemnością przedstawiamy nową serię tekstów autorstwa Jonathana Wellsa, poświęconych tematowi największych naukowych problemów teorii ewolucji. Poniżej zamieszczamy drugi tekst w tej serii, stanowiący część artykułu opublikowanego w nowej książce The Comprehensive Guide to Science and Faith: Exploring the Ultimate Questions About Life and the Cosmos [Wyczerpujący przewodnik po nauce i wierze. Rozważania dotyczące podstawowych pytań o życie i kosmos].
W klasycznym sensie homologia oznaczała podobieństwo struktury i układu, na przykład w przypadku kości w ludzkiej ręce i skrzydle nietoperza. Karol Darwin uważał, że homologia stanowi świadectwo wspólnoty pochodzenia. W O powstawaniu gatunków napisał:
Cóż może być dziwniejszego nad to, że wykształcona do chwytania ręka człowieka, grzebiąca kończyna kreta, noga konia, płetwa morświna i skrzydło nietoperza są zbudowane według tego samego planu i zawierają te same kości w takim samym wzajemnym układzie1.
Według Darwina jest to niemożliwe do wytłumaczenia, jeśli wszystkie gatunki zostały stworzone oddzielnie: „Zgodnie z powszechnym poglądem o oddzielnym stworzeniu można tylko powiedzieć, że tak jest i że Stwórcy podobało się zbudować wszystkie zwierzęta i rośliny każdej wielkiej grupy według jednego planu”2. (W czwartym wydaniu O powstawaniu gatunków Darwin dodał: „nie jest to jednak objaśnienie naukowe”3). Przekonywał w zamian, że homologie da się wyjaśnić za pomocą jego hipotezy dziedziczenia z modyfikacjami:
Jeśli przypuścimy, że odległy przodek, czyli tak zwany archetyp wszystkich ssaków, ptaków i gadów, miał kończyny zbudowane według tego właśnie ogólnego planu, bez względu na cel, do jakiego służyły, pojmiemy natychmiast jasno znaczenie homologicznej budowy kończyn w całej gromadzie3.
Oczy fotograficzne, kręgosłupy i inne
Niemniej zwierzęta i rośliny posiadają wiele cech, które mają podobną strukturę i układ, ale ewidentnie nie wywodzą się od wspólnego przodka posiadającego takie cechy. Oko fotograficzne kręgowców i oko fotograficzne kałamarnicy lub ośmiornicy są zdumiewająco do siebie podobne, ale nikt nie sądzi, że zostały odziedziczone po wspólnym przodku, który był obdarzony okiem fotograficznym. Kręgosłupy australijskich kolczatek i północnoamerykańskich jeżozwierzy są bardzo do siebie podobne, ale kolczatki składają jaja, a jeżozwierze są żyworodne i ich młode przychodzą na świat po okresie rozwoju w macicy, podobnie jak w przypadku człowieka. Jest to fundamentalna różnica, która oznacza, że kolczatki i jeżozwierze mają bardzo odrębne rodowody i nie odziedziczyły kręgosłupów po jakimś posiadającym taki sam kręgosłup wspólnym przodku. Również płaty skóry między kończynami przednimi i tylnymi u australijskich lotopałanek i północnoamerykańskich polatuch są bardzo do siebie podobne. Lotopałanki rodzą jednak płody, które wdrapują się do torby i tam kończą swój wczesny rozwój, jak w przypadku kangurów, natomiast płody polatuch rozwijają się w macicy, podobnie jak ludzie. Także mają bardzo odrębne rodowody4.
Przykładem są też pułapki z lepkim nektarem u roślin mięsożernych, które najwyraźniej powstały niezależnie sześciokrotnie5. Rośliny z rodzaju wilczomleczy w Afryce mają grubsze, mięsiste łodygi umożliwiające magazynowanie wody oraz kłujące kolce zamiast liści, tak samo jak rośliny z rodziny kaktusowatych w obu Amerykach, ale powstały niezależnie w bardzo odmiennych warunkach środowiskowych6.
Chyba że akurat jest inaczej
W związku z tym podobieństwo struktury i układu stanowi świadectwo wspólnoty pochodzenia, chyba że akurat jest inaczej. Podobieństwo niemające źródła we wspólnocie pochodzenia nazywane jest przez współczesnych biologów konwergencją, a homologię przedefiniowali oni tak, aby oznaczała podobieństwo związane ze wspólnotą pochodzenia. W 1999 roku biolog ewolucyjny z Berkeley, David Wake, napisał: „Homologia to nic innego niż wspólnota pochodzenia”7. Filozof biologii Ronald Brady twierdzi jednak, że „włączając wyjaśnienie [wspólnotę pochodzenia] do definicji wyjaśnianego warunku [homologii], otrzymujemy nie hipotezę naukową, lecz zwykłe przekonanie”8.
Błędne koło w rozumowaniu
Ponadto, kiedy homologię zdefiniuje się w kategoriach wspólnoty pochodzenia, to – logicznie rzecz biorąc – nie można jej postrzegać jako świadectwa wspólnoty pochodzenia. Byłoby to błędne koło w rozumowaniu: skąd wiemy, że cecha A i cecha B wywodzą się od wspólnego przodka? Ponieważ są homologiczne. Skąd wiemy, że cechy A i B są homologiczne? Ponieważ wywodzą się od wspólnego przodka9.
Inną przeszkodą w postrzeganiu homologii jako świadectwa wspólnoty pochodzenia jest powszechność przykładów konwergencji. Paleontolog z Cambridge, Simon Conway Morris, napisał w 2003 roku, że „konwergencja jest wszechobecna”10. Doszedł do wniosku, że „Nie tylko Wszechświat jest osobliwie dostosowany do określonego celu, ale to samo dotyczy […] zdolności życia do odnajdywania swoich własnych rozwiązań”11. Tym samym podobieństwa struktury i układu nie stanowią jednoznacznego świadectwa ewolucyjnej wspólnoty pochodzenia.
Jonathan Wells
Oryginał: Top Scientific Problems with Evolution: Homology, „Evolution News & Science Today” 2022, February 11 [dostęp 6 VII 2022].
Przekład z języka angielskiego: Dariusz Sagan
Źródło zdjęcia: Pixabay
Ostatnia aktualizacja strony: 06.07.2022
Przypisy
- K. Darwin, O powstawaniu gatunków drogą doboru naturalnego, czyli o utrzymaniu się doskonalszych ras w walce o byt. Dzieła Wybrane, t. II, tłum. S. Dickstein, J. Nusbaum, „Biblioteka Klasyków Biologii”, Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa 1959, s. 459.
- Darwin, O powstawaniu gatunków, s. 460–461.
- Darwin, O powstawaniu gatunków, s. 461.
- Por. J. Wells, Zombie-nauka. Jeszcze więcej ikon ewolucji, tłum. M. Guzowska, „Seria Inteligentny Projekt”, Fundacja En Arche, Warszawa 2020, s. 45–49 [dostęp 6 III 2022].
- Por. T.J. Givnish, New Evidence on the Origin of Carnivorous Plants, „Proceedings of the National Academy of Sciences USA” 2015, Vol. 112, No. 1, s. 10–11.
- Por. L.O. Alvarado-Cárdenas, E. Martínez-Meyer, T.P. Feria, L.E. Eguiarte, H.M. Hernández, G. Midgley, M.E. Olson, To Converge or Not to Converge in Environmental Space: Testing for Similar Environments Between Analogous Succulent Plants of North America and Africa, „Annals of Botany” 2013, Vol. 11, No. 6, s. 1125–1138.
- D.B. Wake, Homoplasy, Homology and the Problem of “Sameness” in Biology, w: Novartis Symposium 222 – Homology, eds. G.K. Bock, G. Cardew, John Wiley & Sons, Chichester 1999, s. 45 [24–46].
- R.H. Brady, On the Independence of Systematics, „Cladistics” 1985, Vol. 1, No. 2, s. 117 [113–126].
- Por. Wells, Zombie-nauka, s. 43–44.
- S. Conway Morris, Life’s Solution: Inevitable Humans in a Lonely Universe, Cambridge University Press, Cambridge 2003, s. 283 (przyp. tłum.).
- S. Conway Morris, Life’s Solution, s. 327.
Literatura:
- Alvarado-Cárdenas L.O., Martínez-Meyer E., Feria T.P., Eguiarte L.E., Hernández H.M., Midgley G., Olson M.E., To Converge or Not to Converge in Environmental Space: Testing for Similar Environments Between Analogous Succulent Plants of North America and Africa, „Annals of Botany” 2013, Vol. 11, No. 6, s. 1125–1138.
- Brady R.H., On the Independence of Systematics, „Cladistics” 1985, Vol. 1, No. 2, s. 113–126.
- Conway Morris S., Life’s Solution: Inevitable Humans in a Lonely Universe, Cambridge University Press, Cambridge 2003.
- Darwin K., O powstawaniu gatunków drogą doboru naturalnego, czyli o utrzymaniu się doskonalszych ras w walce o byt. Dzieła Wybrane, t. II, tłum. S. Dickstein, J. Nusbaum, „Biblioteka Klasyków Biologii”, Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa 1959.
- Givnish T.J., New Evidence on the Origin of Carnivorous Plants, „Proceedings of the National Academy of Sciences USA” 2015, Vol. 112, No. 1, s. 10–11.
- Wake D.B., Homoplasy, Homology and the Problem of “Sameness” in Biology, w: Novartis Symposium 222 – Homology, eds. G.K. Bock, G. Cardew, John Wiley & Sons, Chichester 1999, s. 24–46.
- Wells J., Zombie-nauka. Jeszcze więcej ikon ewolucji, tłum. M. Guzowska, „Seria Inteligentny Projekt”, Fundacja En Arche, Warszawa 2020 [dostęp 6 III 2022].