¿Es la homología, o la afirmación de que los genes o las características anatómicas comparten un origen evolutivo común, una suposición?

Answer 1

La homología es una idea. Es la noción de “ascendencia compartida”. Las características orgánicas son homólogas si son, de hecho , producto de una evolución biológica divergente a partir de una característica ancestral común. Como ejemplo concreto, si los humanos, los murciélagos y las ballenas evolucionaron a partir de un antepasado común, entonces sus manos, alas y aletas respectivas probablemente sean apéndices homólogos (es decir, todas son extremidades anteriores de tetrápodos).

La homoplasia es la noción de que ciertas características del organismo pueden ser similares aunque no sean producto de una ascendencia común. Por ejemplo, tanto las aves como los murciélagos pueden volar, pero de acuerdo con nuestra comprensión de la evolución, deben haber desarrollado esta habilidad de forma independiente (es decir, el antepasado común de las aves y los murciélagos no podía volar).

Ambas ideas son compatibles con la teoría de la evolución, y ahí radica el problema: ¿cómo podemos inferir una filogenia (un árbol exacto que representa una historia evolutiva única) de los seres vivos en función de sus rasgos si pueden ser similares por casualidad?

Tengo que decir que este es el mejor tratamiento de los conceptos evolutivos por parte de un creacionista que he conocido, y el orador no se equivoca al decir que distinguir la homología de la homoplasia es un desafío significativo y continuo. Sin embargo, su afirmación de que “la homología es una suposición” en la investigación biológica es engañosa.

Por lo general, los biólogos no asumen que un conjunto de rasgos similares son homólogos porque esa es la hipótesis que están tratando de probar . La similitud se puede usar como evidencia de homología en ciertos casos (por ejemplo, datos de secuencia molecular; ver más abajo), pero hoy en día, los rasgos morfológicos (longitud de la cola, color del pelaje, etc.) y los rasgos funcionales (vuelo, fotosíntesis, etc.) son típicamente mapeado a árboles filogenéticos que fueron inferidos en base a rasgos moleculares (secuencias de ADN / proteína). Es importante destacar que los datos moleculares utilizados para construir estos árboles a menudo son ADN hipervariable (no restringido) o no funcional.

Creo que la persona en este video está ofuscando la diferencia de fuerza entre la evidencia morfológica y molecular para la homología. Es cierto que la homoplasia también puede ocurrir en rasgos moleculares (p. Ej., Mutaciones “posteriores” y sitios convergentes), pero la probabilidad de mutaciones homoplásicas ya se tiene en cuenta en los modelos evolutivos moleculares y podemos cuantificar el “soporte” (bootstrap / posterior probabilidad) de filogenias moleculares mucho más fácilmente como resultado. Además, la similitud de secuencia se puede usar como evidencia de homología porque podemos calcular la probabilidad de observar secuencias similares por casualidad y solo llamar a los homólogos de secuencias si esa probabilidad es realmente muy baja (así es como el algoritmo BLAST encuentra homólogos potenciales en una secuencia grande base de datos).

Por lo tanto, a menudo no hay forma de * garantizar * que dos rasgos son homólogos, pero tenemos un gran conjunto de herramientas complementarias a nuestra disposición si queremos proporcionar líneas independientes de evidencia de que lo son.

Answer 2

Es más complicado de lo que imagino que a los creacionistas les gustaría que pensaras. La homología simplemente significa que las estructuras se heredaron de la misma estructura original en un antepasado común: por ejemplo, su copia del gen A y la copia del gen A de su hermano son homólogas, porque ambas son copias del gen A de sus padres, tal vez con algunas modificaciones menores (mutaciones). Eso no es realmente una suposición, sino una definición: los genes o estructuras heredados de un ancestro común son homólogos, mientras que los genes o estructuras que surgieron independientemente en dos grupos o individuos descendientes son homoplásticos. Sabemos que tales cosas existen porque sabemos cómo los genes se heredan de generación en generación. Eso no es una suposición. Existen tanto homoplasias como homologías. Período.

Ahora, el desafío es determinar cuáles son empíricamente. Las pruebas de homología tienden a depender de la identidad estructural o de secuencia. En el caso de caracteres moleculares como el ADN o las proteínas, la estructura generalmente implica homología (estructura de la proteína de las regiones de codificación) o identidad de secuencia de acuerdo con una métrica llamada distancia de Hamming. La pregunta es si es más plausible que dos especies lleven copias genéticas casi idénticas que surgieron de forma independiente, o que su ancestro común tuviera ese gen y que ambos descendientes lo heredaran con algunas mutaciones. La homoplasia, por otro lado, es interesante, pero generalmente requiere que podamos demostrar que el rasgo o secuencia surgió de forma independiente en dos organismos distantes relacionados. Esa es la clave aquí: distancia genética o evolutiva.

Ahora, en algún nivel profundo y profundo, todo es homólogo, ya que cada gen y estructura puede rastrear su herencia hasta el último ancestro común universal de toda la vida (LUCA). Sin embargo, esto es trivialmente cierto, y no siempre es útil cuando realmente queremos establecer relaciones entre organismos como lo hago con la filogenética. Para construir un árbol evolutivo robusto, utilizamos muchas secuencias de genes homólogos, y sabemos que son homólogas porque son casi idénticas en parientes cercanos o incluso moderadamente distantes. Para divisiones de tiempo más profundo en el árbol de la vida, puede ocurrir una saturación de secuencia, lo que significa que incluso los loci homólogos han perdido toda señal de ascendencia compartida por modelos evolutivos simples. En estos niveles, podemos recurrir a eventos mutacionales más raros, tales como reordenamientos cromosómicos importantes, inserciones y deleciones grandes, y el orden de los genes a lo largo de los cromosomas (synteny). Especialmente en el caso de las inserciones, que rara vez ocurren en el mismo gen dos veces (y por lo tanto, casi siempre se puede suponer justificadamente que es homólogo si se encuentra en múltiples especies en las mismas ubicaciones genéticas), esta es una fuerte evidencia de ascendencia común. Para ejemplificar este punto, considere las inserciones particulares de Alu en los genomas humano y chimpancé. No solo los humanos y los chimpancés comparten identidad de secuencia hasta casi el 88% de las regiones de codificación (esto solía citarse como 98%, sino que se basaba en un método de análisis genético más antiguo que usaba alozimas, que no son tan confiables como la secuenciación completa como tenemos hoy), pero la sintenía de genes a lo largo de los cromosomas es casi idéntica, y compartimos muchas de las inserciones raras de genes de salto particulares (transposones) en las mismas posiciones genéticas. En realidad, es muy desafiante a la luz de todas estas líneas de evidencia genética pensar que no estamos relacionados con los chimpancés, porque esa hipótesis requeriría que creamos que nuestros genomas no solo evolucionaron independientemente hacia las mismas secuencias, sino también hacia el mismo orden de genes. y las mismas inserciones de genes raros de virus en exactamente las mismas ubicaciones. Estos tienen que ser homólogos.

Answer 3

Un estudio general de los genes de las formas de vida más primitivas y de las formas más elevadas muestra que la naturaleza es extremadamente conservadora y tacaña con los recursos. Los humanos comparten muchos de los mismos genes con las primeras criaturas. Por lo tanto, no es como si el ancestro primitivo primitivo de un tarsero moderno tuviera un tipo de pata de dedos largos, y el ancestro primitivo primitivo de un humano moderno tuviera otro tipo de algo de dedos largos que tendríamos que llamar mano. . Con solo mirar los huesos de esqueletos y fósiles, ya podrías argumentar que hay una forma ancestral de mano que cambió y se dividió en dos diseños, tal vez uno para los primates realmente masivos y otro diseño menos reforzado para los monos modernos. Pero cuando tienes los genes para todas estas criaturas y puedes ver que el código genético para todas las diferentes manos está relacionado, tienes aún mejor evidencia para demostrar que hay algo en la homología. Cambiando las cosas, si las manos de los gorilas y las manos humanas resultaran tan distintas en sus historias como los brazos de ballena y los brazos de murciélago, entonces tendrías que preguntar qué los mantuvo en nuestro caso para que las dos manos con historias radicalmente diferentes resultó ser prácticamente lo mismo después de pasar por dos caminos de origen divorciados.

Pero déjame darte un ejemplo de dos estructuras que se ven casi iguales, solo para establecer el hecho de que la evolución puede encontrar la misma solución más de una vez. Considere los ojos del pulpo, que se supone que son tan buenos como los de los humanos, y sin embargo se han desarrollado de forma independiente, incluso en la medida en que el ojo del pulpo comenzó como un parche sensible en la piel de algún antepasado remoto, y el El ojo vertebrado comenzó como una parte del cerebro. Existen otras diferencias importantes y, sin embargo, las dos soluciones para proporcionar visión funcionan muy bien. Ver ojo de cefalópodo – Wikipedia

Si las cosas no surgieran de una “mano de proto” o “ojo de proto” común hace cientos de miles de años, si todo lo que se ve similar se debe a la forma en que se desarrollaron los dos tipos de ojos, entonces estaríamos viendo Más diferencias en un examen más detallado. Además, probablemente encontraríamos el calamar ocasional con los dedos y un pulgar oponible, y el oso ocasional con el diseño del cuerpo en espiral de un guepardo.

Ese tipo de pensamiento suelto es lo mejor que puedo hacer. No soy biólogo ni genetista.

Una de las características lindas de la serie de televisión Babylon 5, que implicaba una inmensa cantidad de evolución convergente para dar cuenta de todos los alienígenas que parecían más o menos humanos, fue la revelación de que los hombres Centuri de aspecto muy humano tienen penes prensiles. Por supuesto, no podían mostrar una imagen de primer plano de un pene alienígena inexistente en la televisión, pero la afirmación estaba presente de que los exteriores de estas criaturas se parecían mucho a los humanos, debajo del cinturón podrían ser considerablemente diferentes. Si la homología no funcionara, parecería que deberíamos encontrar cosas como la presencia de dos corazones en todos los chimpancés.

Answer 4

Gracias por el A2A.

Sí, estoy de acuerdo con el creacionista. La homología sola no puede usarse para determinar con precisión las relaciones de las especies. Y la homoplasia ciertamente puede confundir ligeramente el problema. La evolución convergente a menudo producirá estructuras y comportamientos funcionalmente similares, especialmente en especies divergentes, pero estrechamente relacionadas, que todavía ocupan el mismo tipo de nicho.

Afortunadamente, esa no es la única fuente de información que tenemos. La homología es solo una línea de evidencia que agrega y respalda todas las miles de otras líneas de evidencia. Es por eso que los científicos discutirán si una especie se bifurcó hace 15 millones de años o hace 15,5 millones de años, no si Dios los creó antes o después del desayuno.

Sin embargo, solo porque la ciencia está haciendo lo mejor que puede con información muy fragmentada y escasa, no significa que podamos tirar todo y decir que los duendes cósmicos tiraron a los humanos a la existencia, o cualquier mitología sin sentido demostrablemente falsa que ese creacionista en particular fue criado creer.

Sabemos que estamos estrechamente relacionados con los chimpancés, no solo a través de la homología.

“El pariente humano más cercano, el chimpancé, tiene secuencias de ADN casi idénticas al cromosoma 2 humano, pero se encuentran en dos cromosomas separados. Lo mismo es cierto para el gorila y el orangután más distantes ”.

Answer 5

Antes del análisis de ADN, podría haberlo llamado una suposición. Una suposición fácil, porque es muy obvio que los animales se forman en familias y superfamilias. De hecho, uno acusaría a un creador de ser positivamente malicioso para crear una estructura tan aparente cuando no hay nada detrás. Pero ahora podemos analizar el ADN, podemos estar seguros de que los genes detrás de la homología son los mismos. Y el argumento que el creacionista planteó sobre la improbabilidad de las manzanas de formación de ADN aquí: es increíblemente improbable (a menos que el creador mienta) que las estructuras homólogas tengan ADN idéntico.