Az evolúció elmagyarázza, hogyan alakult minden élőlény, beleértve minket is. Könnyű lenne feltételezni, hogy az evolúció úgy működik, hogy folyamatosan hozzáadunk funkciókat az organizmusokhoz, folyamatosan növelve azok összetettségét. Néhány hal lábbal fejlődött, és elindult a szárazföldre. Néhány dinoszaurusz szárnyakat fejlesztett és repülni kezdett. Mások méheket alakítottak ki, és fiatalon kezdték életre kelteni.
Mégis ez az egyik leginkább uralkodó és elkeserítő félreértések az evolúcióról. Az élet fájának számos sikeres ága egyszerű maradt, például a baktériumok, vagy csökkentette összetettségüket, például a paraziták. És nagyon jól csinálják.
egy nemrégiben készült tanulmány A Nature Ecology and Evolution című folyóiratban megjelent cikkben több mint 100 szervezet (főleg állatok) teljes genomját hasonlítottuk össze, hogy tanulmányozzuk, hogyan fejlődött az állatvilág genetikai szinten. Eredményeink azt mutatják, hogy a fő állatcsoportok, például az embereket tartalmazó csoportok eredete nem új gének hozzáadásával, hanem hatalmas génvesztéssel függ össze.
Az evolúciós biológus, Stephen Jay Gould volt az egyik legerősebb ellenző aa haladás menetelése”, Az az elképzelés, hogy az evolúció mindig fokozott összetettséget eredményez. Könyvében Full House (1996), Gould a részeg járás modelljét használja. Egy részeg elhagy egy bárt a vasútállomáson, és ügyetlenül előre -hátra sétál a peron fölött, lengeni a bár és a vonatpálya között. Ha elegendő idő áll rendelkezésre, a részeg beleesik a sínbe, és ott elakad.
A platform a komplexitás skáláját képviseli, a kocsma a legalacsonyabb, a sávok pedig a legnagyobbak. Az élet úgy jött létre, hogy kijött a kocsmából, a lehető legkevesebb bonyolultsággal. Néha véletlenszerűen botlik a vágányok felé (a komplexitást fokozó módon fejlődik), máskor pedig a kocsma felé (csökkentve a bonyolultságot).
Egyik lehetőség sem jobb, mint a másik. Az egyszerűség megőrzése vagy a bonyolultság csökkentése jobb lehet a túlélés szempontjából, mint a környezettől függően fokozott bonyolultsággal történő fejlődés.
De bizonyos esetekben az állatcsoportok olyan összetett tulajdonságokat fejlesztenek ki, amelyek szerves részét képezik a testük működésének, és többé nem veszíthetik el ezeket a géneket, hogy egyszerűbbek legyenek - elakadnak a vonat nyomában. (Ebben a metaforában nem kell aggódni vonatok miatt.) Például a többsejtű organizmusok ritkán mennek vissza, hogy egysejtűekké váljanak.
Ha csak a vonatnyomokban rekedt organizmusokra összpontosítunk, akkor elfogult felfogásunk van az életről, amely egyenes vonalban fejlődik az egyszerűtől a bonyolultig, tévesen úgy gondolva, hogy az idősebb életformák mindig egyszerűek, az újabbak pedig összetettek. De a komplexitáshoz vezető valódi út kanyargósabb.
Peter Hollanddal, az Oxfordi Egyetemen együtt megvizsgáltuk, hogyan alakult az állatok genetikai összetettsége. Korábban, megmutattuk hogy az új gének hozzáadása kulcsfontosságú volt az állatvilág korai fejlődésében. Ekkor az a kérdés merült fel, hogy ez így volt -e az állatok későbbi fejlődése során.
Az élet fájának tanulmányozása
A legtöbb állat csoportosítható fő evolúciós vonalak, ágak az élet fáján, bemutatva, hogyan fejlődtek ki a ma élő állatok a közös ősök sorából. Kérdésünk megválaszolása érdekében megvizsgáltunk minden olyan állati törzset, amelynek genomszekvenciája nyilvánosan elérhető volt, és sok nem állati törzset összehasonlítottunk velük.
Az egyik állatfaj a deuterostomes, amely magában foglalja az embereket és más gerinceseket, valamint tengeri csillagokat vagy tengeri süneket. Egy másik az ecdysozoans, amely magában foglalja az ízeltlábúakat (rovarok, homárok, pókok, ezerlábúak) és más vedlő állatokat, például a kerekférgeket. A gerinceseket és a rovarokat a legösszetettebb állatoknak tekintik. Végül van egy nemzetségünk, a lophotrochozoans, amely olyan állatokat tartalmaz, mint például puhatestűek (például csigák) vagy annelidák (földigiliszták).
Összegyűjtöttük ezt a sokféle élőlényt, és megnéztük, hogyan kapcsolódnak egymáshoz az életfán, és milyen géneket osztanak meg és mit nem. Ha egy gén a fa egy régebbi ágában volt jelen, és nem egy fiatalabbban, akkor arra a következtetésre jutottunk, hogy ez a gén elveszett. Ha egy gén nem volt jelen az idősebb ágakban, de egy fiatalabb ágban jelent meg, akkor azt egy új génnek tekintettük, amelyet a fiatalabb ágban nyertek el.
Életfa diagram a különböző állatcsoportok génjeinek változó számát mutatja be. A lefelé mutató narancssárga háromszögek a génvesztést jelzik. A felfelé mutató zöld háromszögek génnyereséget jeleznek. Minél nagyobb a háromszög, annál nagyobb a változás. Jordi Paps, Szerző biztosított
Az eredmények soha nem látott számú elveszett és megszerzett gént mutattak, amit a korábbi elemzések során soha nem láttak. A fő vonalak közül kettő, a deuterosztómák (az embereket is beleértve) és az ecdysozoák (a rovarokat is beleértve) mutatták a legnagyobb génveszteséget. Ezzel szemben a lophotrochozosok egyensúlyt mutatnak a génújdonságok és a veszteségek között.
Eredményeink megerősítik Stephen Jay Gould által adott képet azzal, hogy génszinten az állati élet úgy alakult ki, hogy elhagyta a kocsmát, és nagy ugrást tett a komplexitásban. De a kezdeti lelkesedés után egyes törzsek gének elvesztésével közelebb botorkáltak a kocsmához, míg mások a gének megszerzésével sodródtak a pálya felé. Ezt az evolúció tökéletes összefoglalójának tartjuk, egy ital indukálta véletlenszerű választásnak a sáv és a vonat vágánya között. Vagy, ahogy az internetes mém mondja: "menj haza evolúció, részeg vagy".
A szerzőről
Jordi Paps, oktató, a Bristoli Egyetem Biológiai Tudományok Iskolája, Bristoli Egyetem és Cristina Guijarro-Clarke, az Evolution doktorjelöltje, Essexi Egyetem
Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.
könyvek_tudomány
