home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ The California Collection / TheCaliforniaCollection.cdr / his065 / homolo_1.arj / HOMOLO-1.TXT
Text File  |  1991-02-16  |  4KB  |  99 lines
  1. Francisco Aboitiz
  2. Neuroscience Office
  3. 73-346 Center for the Health Sciences
  4. University of California
  5. Los Angeles
  6. California 90024
  7.  
  8. Ideas in Theoretical Biology
  9.  
  10. "Homology:  A Comparative or a Historial Concept?"
  11.  
  12. <Acta Biotheoretica> 37: 27-29, 1988
  13.  
  14. ABSTRACT
  15.  
  16. The meaning of the word 'homology' has changed.  From being a
  17. comparative concept in pre-Darwinian times, it became a historical
  18. concept, strictly signifying a common evolutionary origin for either
  19. anatomical structures or genes.  <This historical understanding of
  20. homology is not useful in classification; therefore I propose a return
  21. to its pre-Darwinian meaning>.
  22.  
  23.                                *     *     *
  24.  
  25. The distinction between homology and analogy was used by pre-Darwinian
  26. biologists as a criterion for animal classification.  There were at
  27. least two ways of establishing homology (Russell, 1916; Aboitiz,
  28. 1987).  One definition stated that, in different animals, homologous
  29. structures were those who shared a set of topographic relations to
  30. other organs.  According to a second definition, homology consisted of
  31. having a common embryological origin.  Although there was some
  32. disagreement about what homology was (still other definitions were
  33. seldom proposed, and also different kinds of homologies were sometimes
  34. suggested), all the proposed criteria were empirically testable, and
  35. the concept was very useful for the elucidation of taxonomies
  36. (Russell, 1916).  With the rise of evolutionary ideas, homologies
  37. became 'suggestive' of a common ancestry in different groups (Darwin,
  38. 1872).
  39.  
  40. Today, however, the word 'homology' is currently understood as
  41. strictly signifying a common evolutionary origin for either anatomical
  42. traits or genes or proteins (Gould, 1987, 1988; Reeck et al., 1987).
  43. In different species, two structures or genes are considered
  44. homologous only if they are derived from the same structure or gene in
  45. a (hypothetical) common ancestor.  Under this definition, homology is
  46. not anymore a criterion for classification; rather, it is established
  47. after taxonomies are elucidated.  There is no expression for organs
  48. sharing a relative position in body (or having the same embryological
  49. origin) in different species.  If these organs happen to be originated
  50. separately in evolution, they will not be homologous anymore.
  51.  
  52. Furthermore, in molecular biology there is no place for a comparative
  53. definition of homology.  As expressed above, this definition bears
  54. relation to the concept of a body plan that determines the relative
  55. position of each organ.  It makes no sense today to speak either of a
  56. 'genetic plan' determining the 'relative positions' of genes, or of a
  57. common embryological origin for two genes.
  58.  
  59. A science of morphogenesis as the realization of a body plan is
  60. beginning its renaissance (Goodwin, 1982; Thom, 1972).  In this
  61. approach, evolutionary considerations are considered as secondary.
  62. <What matters are the processes that realize a body plan, and not
  63. whether a shared plan implies the same ancestry.  Under this
  64. perspective, perhaps a return to the pre-Darwinian concept of homology
  65. will be more useful to biologists, since the historical interpretation
  66. is not very practical in phylogenetic classification>.  If this turns
  67. out to be the case, the term 'homology' would have to be restricted to
  68. the discipline of morphology, and should not be used in molecular
  69. biology.
  70.  
  71. REFERENCES
  72.  
  73. Aboitiz, F. (1987). 'Homology' in anatomy and molecular biology.
  74. <Cell> 51: 515-516.
  75.  
  76. Darwin, C. (1872). <The Origin of Species>., 6th ed.  New York:
  77. Collier Eds., 1962.
  78.  
  79. Goodwin, B.C. (1982). Development and evolution. <Jl. Theor. Biol.>
  80. 97: 43-55.
  81.  
  82. Gould, S.J. (1987). <Time's Arrow, Time's Cycle>. Cambridge: Harvard
  83. University Press.
  84.  
  85. Gould, S.J. (1988). Conference on molecular data and systematics.
  86. Symposium on "The Impact of Molecular Analyses on Our Understanding of
  87. Evolution". University of Southern California, March 11.
  88.  
  89. Reeck, G.R. et al. (1987).  A terminology muddle and a way out of it.
  90. <Cell> 50: 667.
  91.  
  92. Russell, E.S. (1916). <Form and Function>. Chicago: Univ. of Chicago
  93. Press, 1982.
  94.  
  95. Thom, R. (1972). <Structural Stability and Morphogenesis>. Mass.: W.A.
  96. Benjamin.
  97.  
  98. [ALL EMPHASES ADDED]
  99.  ....................... ... .