De fleste av våre evolusjonære trær kan være feil


Elephant Shrew

Elefantsmus er nærmere beslektet med elefanter enn de er til spissmus, ifølge molekylære evolusjonære trær.

Et evolusjonstre, eller fylogenetisk tre, er et forgreningsdiagram som viser de evolusjonære forholdene mellom ulike biologiske arter basert på likheter og forskjeller i deres egenskaper. Historisk sett ble dette gjort ved å bruke deres fysiske egenskaper – likhetene og forskjellene i forskjellige arters anatomier.

Imidlertid gjør fremskritt innen genetisk teknologi nå biologer i stand til å bruke genetiske data til å tyde evolusjonære forhold. I følge en ny studie finner forskerne at molekylære data fører til mye forskjellige resultater, noen ganger omstøter århundrer med vitenskapelig arbeid med å klassifisere arter etter fysiske egenskaper.

Ny forskning ledet av forskere ved Milner Center for Evolution ved University of Bath antyder at det er misvisende å bestemme evolusjonære trær av organismer ved å sammenligne anatomi i stedet for gensekvenser. Studien, publisert i tidsskriftet Kommunikasjonsbiologi 31. mai 2022, viser at vi ofte trenger å velte århundrer med vitenskapelig arbeid som klassifiserte levende ting etter hvordan de ser ut.

“Det betyr at konvergent evolusjon har lurt oss – selv de flinkeste evolusjonsbiologene og anatomistene – i over 100 år!” — Matthew Wills

Siden Darwin og hans samtidige på 1800-tallet har biologer forsøkt å rekonstruere “slektstrene” til dyr ved å nøye undersøke forskjeller i deres anatomi og struktur (morfologi).

Men med utviklingen av raske genetiske sekvenseringsteknikker, er biologer nå i stand til å bruke genetiske (molekylære) data for å hjelpe til med å sette sammen evolusjonære forhold for arter veldig raskt og billig, og ofte beviser at organismer vi en gang trodde var nært beslektet faktisk hører hjemme i helt andre grenene på treet.

For første gang sammenlignet forskere ved Bath evolusjonære trær basert på morfologi med de som er basert på molekylære data, og kartla dem i henhold til geografisk plassering.

De fant at dyrene gruppert sammen av molekylære trær levde tettere sammen geografisk enn dyrene gruppert ved hjelp av de morfologiske trærne.

Matthew Wills, professor i evolusjonær paleobiologi ved Milner Center for Evolution ved University of Bath, sa: «Det viser seg at vi har tatt mange av våre evolusjonstrær feil.

«I over hundre år har vi klassifisert organismer etter hvordan de ser ut og er satt sammen anatomisk, men molekylære data forteller oss ofte en ganske annen historie.

“Vår studie viser statistisk at hvis du bygger et evolusjonært tre av dyr basert på deres molekylære data, passer det ofte mye bedre med deres geografiske fordeling.

“Hvor ting bor – deres biogeografi – er en viktig kilde til evolusjonære bevis som var kjent for Darwin og hans samtidige.

“For eksempel har bittesmå elefantsmus, jordvarker, elefanter, gullføflekker og svømmende sjøkuer alle kommet fra den samme store grenen av pattedyrevolusjonen – til tross for at de ser helt forskjellige ut fra hverandre (og lever på veldig forskjellige måter).

“Molekylære trær har satt dem alle sammen i en gruppe kalt Afrotheria, såkalt fordi de alle kommer fra det afrikanske kontinentet, så gruppen samsvarer med biogeografien.”

Molecular Evolutionary Trees Elephant Shrew

Molekylære evolusjonstrær viser at elefantsmus er nærmere beslektet med elefanter, enn de er til spissmus. Kreditt: Danny Ye

Studien fant at konvergent evolusjon – når en egenskap utvikler seg separat i to genetisk ubeslektede grupper av organismer – er mye mer vanlig enn biologer tidligere trodde.

Professor Wills sa: “Vi har allerede mange kjente eksempler på konvergent evolusjon, som flukt som utvikler seg separat hos fugler, flaggermus og insekter, eller komplekse kameraøyne som utvikler seg separat hos blekksprut og mennesker.

“Men nå med molekylære data kan vi se at konvergent evolusjon skjer hele tiden – ting vi trodde var nært beslektet viser seg ofte å være langt fra hverandre på livets tre.

“Folk som lever som lookalikes er vanligvis ikke relatert til kjendisen de utgir seg for, og individer i en familie ser ikke alltid like ut – det er det samme med evolusjonære trær også.

“Det beviser at evolusjonen bare fortsetter å finne opp ting på nytt, og kommer opp med en lignende løsning hver gang problemet oppstår i en annen gren av evolusjonstreet.

“Det betyr at konvergent evolusjon har lurt oss – selv de flinkeste evolusjonsbiologene og anatomistene – i over 100 år!”

Dr. Jack Oyston, forskningsassistent og førsteforfatter av artikkelen, sa: “Ideen om at biogeografi kan reflektere evolusjonshistorien var en stor del av det som fikk Darwin til å utvikle sin evolusjonsteori gjennom naturlig utvalg, så det er ganske overraskende at det hadde ‘t egentlig blitt vurdert direkte som en måte å teste DOI: 10.1038/s42003-022-03482-x