Majoritatea copacilor noștri evolutivi pot fi greșiți

Potrivit arborilor filogenetici moleculari, scorpiei elefanți sunt mai strâns înrudiți cu elefanții decât cu scorpiei.

O nouă cercetare condusă de oamenii de știință de la Centrul Milner pentru Evoluție al Universității din Bath sugerează că definirea arborilor evolutivi ai organismelor prin compararea anatomiei, mai degrabă decât a secvenței genelor, este înșelătoare. Studiul publicat în jurnal Biologia comunicarii Pe 31 mai 2022, arată că de multe ori trebuie să răsturnăm secole de muncă academică care clasifică lucrurile vii în funcție de forma lor.

Încă de la Darwin și contemporanii săi în secolul al XIX-lea, biologii au încercat să reconstruiască „arborele genealogic” a animalelor, examinând cu atenție diferențele de anatomie și structură (morfologie) ale acestora.

Cu toate acestea, odată cu dezvoltarea tehnologiilor de secvențiere genetică rapidă, biologii sunt acum capabili să folosească date genetice (moleculare) pentru a ajuta la unirea relațiilor evolutive ale speciilor foarte rapid și ieftin, dovedind adesea că organismele pe care le credeam odată strâns legate aparțin Realității într-un set complet diferit de ramuri de copac.

Pentru prima dată, oamenii de știință din Bath au comparat arborii filogenetici bazați pe morfologie cu cei bazați pe date moleculare, reprezentându-i în funcție de locația geografică.

Ei au descoperit că animalele grupate prin arbori moleculari trăiau mai strâns împreună geografic decât animalele grupate folosind arbori morfologici.

„Se pare că mulți dintre copacii noștri evoluționari sunt greșiți”, a spus Matthew Wells, profesor de paleobiologie evolutivă la Centrul Milner pentru Evoluție al Universității din Bath.

„De mai bine de o sută de ani, clasificăm organismele în funcție de forma lor și grupăm împreună anatomic, dar datele moleculare spun adesea o poveste oarecum diferită.

„Studiul nostru demonstrează statistic că, dacă construiești un arbore evolutiv de animale pe baza datelor lor moleculare, adesea se potrivește mai bine cu distribuția lor geografică.

„Locul în care trăiesc lucrurile – biogeografia lor – este o sursă importantă de dovezi evolutive care era familiară lui Darwin și contemporanilor săi.

„De exemplu, tinerii scorpie, piei de porc, elefanți, alunițe de aur și lamantini înotători provin toți din aceeași ramură mare a evoluției mamiferelor – în ciuda faptului că arată foarte diferit unul de celălalt (și trăiesc în moduri complet diferite).

„Arborii moleculari i-au reunit într-un grup numit Afrotheria, care se numește deoarece toți provin de pe continentul african, așa că grupul se potrivește cu biogeografia”.

Studiul a constatat că evoluția convergentă – atunci când o trăsătură evoluează separat în două grupuri de organisme neînrudite genetic – este mai frecventă decât credeau biologii anterior.

Profesorul Wells a spus: „Avem deja o mulțime de exemple celebre de evoluție convergentă, cum ar fi zborul care evoluează separat la păsări, lilieci și insecte, sau ochii complexi ai camerei care evoluează separat la calmari și oameni.

„Dar acum, cu datele moleculare, putem vedea că evoluția convergentă are loc tot timpul – lucruri despre care credeam că sunt strâns legate sunt adesea foarte îndepărtate în arborele vieții.

„Oamenii care își câștigă existența ca imitatori nu se leagă de obicei de celebritatea pe care o înfățișează, iar oamenii din cadrul unei familii nu arată întotdeauna la fel – este același lucru și cu copacii evoluționari.

„Demonstrează că evoluția continuă să reinventeze lucrurile, venind cu o soluție similară de fiecare dată când problema este întâlnită pe o ramură diferită a arborelui evoluției.

„Aceasta înseamnă că evoluția convergentă ne păcălește – chiar și pe cei mai deștepți biologi și anatomiști evoluționari – de peste 100 de ani!”

Dr Jack Auston, asociat de cercetare și primul autor al lucrării, a spus: „Ideea că biogeografia poate reflecta istoria evoluției a fost o mare parte din ceea ce l-a determinat pe Darwin să-și dezvolte teoria evoluției prin selecție naturală, așa că este foarte surprinzător că nu a făcut-o. a fost văzută ca o metodă cu adevărat simplă de testat[{” attribute=””>accuracy of evolutionary trees in this way before now.

“What’s most exciting is that we find strong statistical proof of molecular trees fitting better not just in groups like Afrotheria, but across the tree of life in birds, reptiles, insects, and plants too.

“It being such a widespread pattern makes it much more potentially useful as a general test of different evolutionary trees, but it also shows just how pervasive convergent evolution has been when it comes to misleading us.”

Reference: “Molecular phylogenies map to biogeography better than morphological ones” by Jack W. Oyston, Mark Wilkinson, Marcello Ruta and Matthew A. Wills, 31 May 2022, Communications Biology.
DOI: 10.1038/s42003-022-03482-x