Unohda sieni: Varhaisimmat eläimet olivat merilintuja

Unohdin - Typerät Sienet (Heinäkuu 2019).

Anonim

Kun sarjakuva- ja meriobiologiopettaja Steve Hillenburg loi SpongeBob SquarePantsin vuonna 1999, hän olisi voinut tukea väärän puolen jossakin pisimmän käynnissä olevista kiistelyistä evoluutiobiologian alalla.

Viimeisen vuosikymmenen aikana eläintieteilijät ovat kamppaillut kysymyksen, "Mikä oli eläimen sukututkimuksen vanhin haara?" Oliko se sienet, kuten he olivat jo pitkään ajattelineet vai oliko se selvästi erilainen erilaisten olentojen joukko, herkät merenpelastajat, joita kutsuttiin harjakset? Vastauksella tähän kysymykseen voisi olla suuri vaikutus tutkijoiden ajatteluun siitä, miten hermosto, ruoansulatuskanava ja muut peruselimet kehittyivät nykyaikaisissa eläimissä.

Nyt Vanderbiltin yliopiston ja Wisconsin-Madisonin yliopiston evoluutiobiologeista koostuva ryhmä on kehittänyt uuden lähestymistavan, joka on suunniteltu nimenomaan ratkaisemaan kiistanalaisia ​​filogeneettisiä puunomaisuuskysymyksiä. Uusi lähestymistapa laskeutuu alaspäin jyrkkien kyljessä.

Menetelmä ja sen soveltaminen tähän ja 17 muuta kiistanalaista filogeneettistä suhdetta julkaistiin verkossa 10. huhtikuuta Nature Ecology & Evolution -lehdessä artikkelissa, jonka otsikkona on "Filogenomisten tutkimusten kiistanalaisten suhteiden ratkaiseminen voi johtaa yksi tai kourallinen geenejä. "

Lähes vuosisataa tiedemiehet järjestivät eläimen sukupuuta, joka perustuu suurelta osin heidän käsityksensä erilaisten organismien suhteellisesta monimutkaisuudesta. Vertailevien yksinkertaisuutensa vuoksi sienten katsottiin olevan eläimen perimän varhaisimmat jäsenet. Tämä paradigma alkoi muuttua, kun genomiikan vallankumous alkoi tuottaa suuria määriä tietoa yhä kasvavista lajeista. Evoluutiobiologit alkoivat soveltaa tätä runsaasti informaatiota tarkentamaan ja määrittelemään uudelleen evoluutiosuhteita luomalla uuden kentän nimeltä phylogenomics. Useimmissa tapauksissa DNA-tiedot auttoivat selvittämään näitä suhteita. Useissa tapauksissa se kuitenkin herätti kiistoja, jotka lisääntyivät, kun yhä useampi tieto kerättiin.

Vuonna 2008 yksi aikaisemmista phylogenomisista tutkimuksista sormisteli kampa-hyytelöt (aka ctenophores) eläimen valtakunnan aikaisimmiksi jäseniksi, eikä sieniksi. Tämä käynnisti jatkuva kiista viimeisimmällä kierroksella, joka on massiivinen tutkimus, joka julkaistiin viime kuussa, ja joka toi esiin ennennäkemättömän geneettisen tiedon joukon, joka tuki sienen asemaa ensimmäisenä eläimenä.

"Nykyinen menetelmä, jota tutkijat käyttävät phylogenomisissa tutkimuksissa on kerätä suuria määriä geneettisiä tietoja, analysoida tietoja, rakentaa joukko suhteita ja sitten väittää, että niiden johtopäätökset ovat oikeita, koska niiden parannukset he ovat tehneet niiden analyysissä", sanoi Antonis Rokas, Cornelius Vanderbilt Biologisten tieteiden professori, joka loi uuden lähestymistavan Vanderbiltin postdohtorin tutkijan Xing-Xing Shenin ja apulaisprofessorin Chris Todd Hittingerin kanssa Wisconsin-Madisonin yliopistosta. "Tämä on toiminut erittäin hyvin 95 prosentissa tapauksista, mutta se on johtanut ilmeisen ristiriitaisiin eroon jäljellä olevalla 5 prosentilla."

Rokas ja hänen yhteistyökumppanit päättivät keskittyä 18 näistä kiistanalaisista suhteista (seitsemän eläimestä, viisi kasveista ja kuusi sieniä) yrittäessään selvittää, miksi tutkimukset ovat tuottaneet niin voimakkaasti ristiriitaisia ​​tuloksia. Näin he pääsivät rikkakasveihin geneettisesti ja alkoivat vertailla johtavien kilpailijoiden yksittäisiä geenejä jokaisessa suhteessa.

"Näissä analyyseissä käytämme vain geenejä, jotka on jaettu kaikkiin organismeihin", Rokas sanoi. "Temppu on tutkia eri organismeista peräisin olevia geenisekvenssejä selvittämään, kuka he tunnistavat lähimmäisensä sukulaisiksi. Kun tarkastelet tietyn geenin organismissa, kutsumme sitä A: ta, kysytäänkö se läheisimmin sen vastakappaleeseen organismissa B tai sen vastineelle organismissa C ja kuinka paljon? "

Nämä analyysit sisältävät tyypillisesti satoja tuhansia geenejä. Tutkijat määrittivät, kuinka paljon tukea kukin geeni antaa yhdelle hypoteesille (kampa-hyytelöt ensin) toiselle (sienet ensin). He tuottivat tuloksena olevan eron "filogeenisen signaalin". Oikea hypoteesi on sellainen, että useimpien geenien filogeeniset signaalit suosivat johdonmukaisesti.

Tällä tavoin he määrittivät, että kampa-hyytelöillä on huomattavasti enemmän geenejä, jotka tukevat niiden "ensimmäistä eroa" asemaa eläinjohdossa kuin sieniä.

Toinen kiistanalainen suhde tutkijoille oli, olivatko krokotiilit lähempänä lintuja tai kilpikonnia. He havaitsivat, että 74 prosenttia jaetuista geeneistä suosii hypoteesia siitä, että krokotiilit ja linnut ovat sisarrodisia, kun taas kilpikonnat ovat läheisiä serkkuja.

Tutkimuksensa aikana he havaitsivat myös, että useissa kiistanalaisissa tapauksissa näyttäisi aiheuttavan yhtä tai kahta analysoitavien geenien "voimakkaasti mieltään tunnettuja geenejä", koska evoluutiobiologeilla käytetyt tilastolliset menetelmät ovat erittäin alttiita niiden vaikutus.

Joissakin tapauksissa, kuten esimerkiksi kukkaviljelmien ja nykyaikaisten lintujen alkuperää koskevat ristiriidat, he päättivät, että jopa yhden yksittäisen mielipidevan geenin poistaminen voi kääntää analyysin tulokset yhdestä ehdokasvaltiosta toiseen. Tällaisissa tapauksissa tutkijat joutuivat päättelemään, että käytettävissä olevat tiedot ovat joko riittämättömiä lopullisen päätelmän tukemiseksi tai osoittavat, että monipuolistaminen tapahtui liian nopeasti ratkaistaessa.

"Me uskomme, että lähestymistapamme voi auttaa ratkaisemaan monet näistä pitkäaikaisista kiistoista ja nostamaan filogenetisen jälleenrakennuksen pelin uudelle tasolle", Rokas sanoi.

menu
menu