home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #27 / NN_1992_27.iso / spool / talk / origins / 14585 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-11-20  |  9.7 KB  |  191 lines

  1. Newsgroups: talk.origins
  2. Path: sparky!uunet!zaphod.mps.ohio-state.edu!saimiri.primate.wisc.edu!ames!agate!overload.lbl.gov!s1.gov!lip
  3. From: lip@s1.gov (Loren I. Petrich)
  4. Subject: Re: Bad design and vestigial organs
  5. Message-ID: <1992Nov21.013411.17810@s1.gov>
  6. Sender: usenet@s1.gov
  7. Nntp-Posting-Host: s1.gov
  8. Organization: LLNL
  9. References: <102252@bu.edu> <MMF=kw-@engin.umich.edu> <YMF=z4-@engin.umich.edu>
  10. Date: Sat, 21 Nov 1992 01:34:11 GMT
  11. Lines: 178
  12.  
  13.  
  14.     In my article on vestigial features, I had promised to omit
  15. the animal kingdom, in the expectation that others would have
  16. superabundant animal-kingdom examples. That expectation only partially
  17. fulfilled, I will now give some animal-kingdom examples. I hope it is
  18. good FAQ material :-)
  19.  
  20.  
  21.     The wings of flightless birds. For most flightless birds, the
  22. wings are non-functional, aside from possible display functions. The
  23. only major exceptions are diving birds, like penguins, whose "wings"
  24. serve as control surfaces. In some cases, the wings are _very_ small,
  25. as for kiwis. The effect is to reduce the number of usable limbs from
  26. 4 to 2, which can hardly be called an improvement.
  27.  
  28.     Bird-teeth genes. All the living birds, and all the known
  29. Cenozoic fossil birds, are toothless. Most Mesozoic birds and
  30. dinosaurs possessed teeth (any toothless Mesozoic birds?). A recent
  31. experiment in growing chicken-embryo jaw tissue next to some mouse/rat
  32. jaw tissue in a mouse's eye revealed that teeth formed. And the teeth
  33. did not look like any rodent teeth, but were peg-shaped with a conical
  34. top, just like the fossil bird teeth. The ability to grow teeth was
  35. thus preserved for over 65 million years, perhaps as a side effect of
  36. certain growth-control genes specifying more essential things.
  37.  
  38.     Extra toes of ungulates. Various hoofed mammals typically have
  39. toe bones in addition to those that bear the hooves. This is readily
  40. evident on the feet of artiodactyls (cows, deer, pigs, etc.). For
  41. equids, two splints are sometimes present alongside the main toe bone.
  42. Also, domestic horses are sometimes born with three-toed feet.
  43. Relatively recent fossil equids, however, often had three-toed feet,
  44. indicating that the one-toed feet of the extant equids is a
  45. development of the last couple million years, but that the animals
  46. still have the ability to produce three toes per foot.
  47.  
  48.     Solid-color equids having genes for making stripes. The living
  49. equids are the domestic horse, its wild progenitors, the donkeys, and
  50. the zebras and quaggas. Matings of different breeds of solid-color
  51. equids (horses and donkeys) sometimes produce offspring with
  52. zebra-like stripes. It is as if the genes for making stripes, which
  53. are expressed in zebras, are switched off in the solid-color equids,
  54. only to re-emerge in certain circumstances.
  55.  
  56.     Flies growing legs instead of antennae on their heads, and
  57. mosquitoes with legs for mouthparts. These "homeotic mutations"
  58. suggest that these appendages were originally legs, but that they were
  59. specialized to different functions. Removing or disabling genetic
  60. instructions which roughly translate into "A limb on this segment is
  61. to become an antenna" and "a limb on this segment is to become a
  62. mouthpart" leaves the limb following a default instruction that goes
  63. something like "a limb on this segment is to become a leg" (it's not
  64. even _that_ simple, because insect legs on different segments are
  65. often specialized differently). There is another mutation that causes
  66. fly larvae to start growing legs on the abdominal segments; this
  67. mutation is lethal, but if it was not, then an adult fly would emerge
  68. from the pupa with lots of extra legs down its body. The results of
  69. these limb-growth-control mutations are consistent with the hypothesis
  70. that the original arthropod had essentially identical, unspecialized
  71. limbs, which were specialized to different functions, or even
  72. suppressed, among its descendants.  These limbs would have been
  73. specified in cookie-cutter fashion, and the various specializations
  74. and suppressions would have resulted from later add-ons to the growth
  75. instructions. Interestingly, trilobites and the Burgess Shale
  76. arthropods show relatively little evidence of limb
  77. specialization/suppression, so the earliest fossils are consistent
  78. with the overlaid cookie-cutter hypothesis.
  79.  
  80.     Crab tails. Under their broad, flattened bodies can be found
  81. small tails.  These are clearly a leftover from when their ancestors
  82. had long, thin bodies, as lobsters still do.
  83.  
  84.     Ancestral wing configurations reappearing. Flies sometimes
  85. grow a second pair of wings instead of halteres (balancing organs);
  86. most other living insects have two pairs of wings. Cockroaches
  87. sometimes grow a third pair of wings, like some fossil insects.
  88.  
  89.     Fetal teeth missing from adults. Baleen whale fetuses have
  90. teeth and fetal calves have upper front teeth; adult (and probably
  91. newborn) baleen whales are toothless (the baleen is not teeth), and
  92. cows lack upper front teeth. These teeth never erupt and are resorbed
  93. as the fetus grows.
  94.  
  95.     Snakes with vestigial limbs. Boa constrictors have small
  96. vestigial hind legs; these may aid in copulating. However, most other
  97. species of snakes lack this feature, and seem to do fine without them.
  98.  
  99.     Cetacean hipbones. Some whales have hipbones deep inside their
  100. bodies, attached to no limbs. One possible purpose is to serve as an
  101. attachment point for muscles that move the penis, however.
  102.  
  103.     Mammal tails, at least in many cases. These are much reduced
  104. from the reptilian ancestral form, and when they serve a function, it
  105. is usually for whisking away flies (as for horses) or for signaling
  106. (consider dogs wagging their tails). New World monkeys, however, use
  107. them as an extra limb, and kangaroos have big tails for balancing, so
  108. mammal tails sometimes do have important new functions, however. There
  109. are some with very tiny tails, like elephants, and some which lack
  110. them, such as bears and apes/humans.  The ancestral ape was probably
  111. capable of brachiating (moving around in trees suspended from tree
  112. limbs that one is holding), which gibbons and siamangs still do today.
  113. This would have made a tail a nuisance, thus leading to its
  114. suppression (the same thing may have happened to the ancestor of the
  115. frogs and toads). The disappearance (or only near-disappearance?) of
  116. bear tails is less easily explainable, however. But even there,
  117. evidence of tails is sometimes present, as in human embryos having
  118. tails for awhile. A side effect of a brachiating ancestry may be our
  119. ability to point our arms straight upward (in the direction of the
  120. head), an ability not as critical for our species as it is for gibbons
  121. and siamangs.
  122.  
  123.     Flounder eyes. On sea floors, there live these fish that lie
  124. on their sides. They have two eyes -- on one side of their heads. But
  125. they start off life with eyes on both sides of their heads, and one
  126. eye moves to the other side. Why two eyes instead of one? And why
  127. originally on both sides of the head?
  128.  
  129.     Original embryonic eye positions. In human and dog embryos, as
  130. in most other vertebrate embryos, the eyes are originally on the sides
  131. of the head. However, the eyes move forward as human and dog embryos
  132. grow, to make possible binocular vision. One human birth defect is for
  133. this process to be incomplete, making the eyes too far apart. Among
  134. the vast majority of the animals with backbones, the eyes are at the
  135. sides of the head; the main exceptions I know of are the bats, the
  136. primates, the carnivores, the owls, and possibly some of the more
  137. cerebrally endowed small carnivorous dinosaurs. In their family trees,
  138. they are surrounded with eyes-on-the-side animals, suggesting that
  139. binocular vision evolved several times.
  140.  
  141.     Giraffe neck lengths. Baby giraffes start out with necks whose
  142. relative length is similar to those of other ungulates; it is as they
  143. grow that they acquire the relatively long necks that the species is
  144. noted for.
  145.  
  146.     Human toes. Our feet have toes, one of which is big and
  147. slightly separated from the others. For walking, there is no special
  148. need of having a split front end of the foot; it should not be
  149. surprising that the toes are small. But they are there, and in most
  150. primate species they are much more prominent. In some species at
  151. least, the big toe points outward, just like a thumb. Interestingly,
  152. in some early hominid species, the toe bones were relatively longer
  153. than in our species.
  154.  
  155.     Wisdom teeth. Our jaws are a bit small for these late-erupting
  156. teeth; some people have them, while others do not.
  157.  
  158.     Outsized hind legs of some four-legged dinosaurs.
  159. _Stegosaurus_, especially, had hind legs much bigger than its front
  160. legs. This is probably a byproduct of being descended from a
  161. two-legged ancestor that went back to walking on all fours. Many of
  162. the dinosaurs walked on their hind limbs only, with the front limbs
  163. remining at various levels of development. In _Tyrannosaurus_, they
  164. are _very_ small, though still there, which has led to the suggestion
  165. that they are vestigial. The earliest dinosaurs known, like
  166. _Herrerasaurus_, were like this. Transitional cases? Possibly!
  167. _Iguanodon_ or some other such dinosaur apparently walked on two legs
  168. when juvenile, and on all fours when adult (and a lot heavier).
  169.  
  170.  
  171.     [My memory runs out at this point...]
  172.  
  173.  
  174.     Good sources for some of this material: Charles Darwin's
  175. _Origin of Species_ and Stephen Jay Gould's essays, notably _Hen's
  176. Teeth and Horse's Toes_. In addition, studies of embryonic development
  177. often reveal an abundance of vestigial features, some examples of
  178. which are given here.
  179.  
  180.  
  181.     On the molecular level again....
  182.  
  183.     An abundace of "pseudogenes" have been discovered, which are
  184. not prefaced with a "start" codon, but which have a resemblance to
  185. known genes that is too improbable to be coincidence. These are most
  186. likely the results of gene duplications and mutations that turned the
  187. "start" codon into something else. Thus the DNA-to-RNA transcription
  188. system does not "know" that here is a gene to be expressed.
  189.  
  190. /Loren
  191.