1 ژوئن 2022 -توسط دانشگاه باث
تحقیقات جدید به رهبری دانشمندان مرکز تکامل میلنر در دانشگاه باث نشان می دهد که تعیین درختان تکاملی موجودات با مقایسه آناتومی به جای توالی ژنی گمراه کننده است. این مطالعه که در Communications Biology منتشر شده است، نشان می‌دهد که ما اغلب نیاز داریم قرن‌ها کار علمی را که موجودات زنده را بر اساس ظاهرشان طبقه‌بندی می‌کردند، واژگون کنیم.
از زمان داروین و معاصرانش در قرن نوزدهم، زیست شناسان در تلاش بوده اند تا با بررسی دقیق تفاوت ها در آناتومی و ساختار (مورفولوژی) “شجره های خانوادگی” حیوانات را بازسازی کنند.
با این حال، با توسعه تکنیک‌های سریع توالی‌یابی ژنتیکی، زیست‌شناسان اکنون می‌توانند از داده‌های ژنتیکی (مولکولی) برای کمک به جمع‌آوری روابط تکاملی گونه‌ها بسیار سریع و ارزان استفاده کنند، و اغلب ثابت می‌کنند که ارگانیسم‌هایی که زمانی فکر می‌کردیم نزدیک به هم هستند، در واقع متعلق به شاخه های درخت کاملا متفاوت هستند.
برای اولین بار، دانشمندان در Bath درختان تکاملی را بر اساس مورفولوژی با درختان مبتنی بر داده های مولکولی مقایسه کردند و آنها را بر اساس موقعیت جغرافیایی نقشه برداری کردند.آنها دریافتند که حیواناتی که توسط درختان مولکولی در کنار هم قرار گرفته اند، از نظر جغرافیایی نزدیکتر از حیواناتی که با استفاده از درختان مورفولوژیکی گروه بندی شده اند، زندگی می کنند.
متیو ویلز، پروفسور دیرینه زیست شناسی تکاملی در مرکز تکامل میلنر در دانشگاه باث، می گوید: «به نظر می رسد که ما بسیاری از درختان تکاملی خود را اشتباه گرفته ایم.بیش از صد سال است که ما موجودات را بر اساس ظاهر و کنار هم قرار گرفتن آنها از نظر تشریحی طبقه‌بندی می‌کنیم، اما داده‌های مولکولی اغلب داستان متفاوتی را به ما می‌گویند.
“مطالعه ما از نظر آماری ثابت می کند که اگر شما یک درخت تکاملی از حیوانات را بر اساس داده های مولکولی آنها بسازید، اغلب با توزیع جغرافیایی آنها سازگاری بیشتری دارد.”
جایی که موجودات زندگی می کنند – جغرافیای زیستی آنها – منبع مهمی از شواهد تکاملی است که برای داروین و معاصرانش آشنا بود.
برای مثال، ریز فیل‌ها، آردوارک‌ها، فیل و گاو دریایی شناگر همگی از یک شاخه بزرگ تکامل پستانداران آمده‌اند – علی‌رغم این واقعیت که ظاهری کاملاً متفاوت از یکدیگر دارند (و به روش‌های بسیار متفاوتی زندگی می‌کنند).
درختان مولکولی همه آنها را در گروهی به نام افروتریا قرار داده اند، به این دلیل که همه آنها از قاره آفریقا آمده اند، بنابراین این گروه با جغرافیای زیستی مطابقت دارد.
این مطالعه نشان داد که تکامل همگرا – زمانی که یک مشخصه به طور جداگانه در دو گروه از ارگانیسم‌های غیرمرتبط ژنتیکی تکامل می‌یابد – بسیار رایج‌تر از آن چیزی است که زیست‌شناسان قبلاً تصور می‌کردند.
پروفسور ویلز می گوید که “ما در حال حاضر نمونه های معروف زیادی از تکامل همگرا داریم، مانند پرواز به طور جداگانه در پرندگان، خفاش ها و حشرات، یا چشم های دوربین پیچیده که به طور جداگانه در ماهی مرکب و انسان تکامل می یابند.”
اما اکنون با داده‌های مولکولی، می‌توانیم ببینیم که تکامل همگرا همیشه اتفاق می‌افتد – چیزهایی که فکر می‌کردیم نزدیک به هم مرتبط هستند اغلب بر روی درخت زندگی دور از هم هستند.
«افرادی که به‌عنوان شباهت‌ها امرار معاش می‌کنند معمولاً به سلبریتی که جعل می‌کنند مربوط نمی‌شوند، و افراد یک خانواده همیشه شبیه به هم نیستند—در مورد درختان تکاملی هم همین‌طور است».
“این ثابت می کند که تکامل فقط به اختراع مجدد چیزها ادامه می دهد و هر بار که مشکل در شاخه های مختلف درخت تکاملی با مشکل مواجه می شود راه حلی مشابه ارائه می دهد.”
این بدان معناست که تکامل همگرا بیش از 100 سال است که ما را – حتی باهوش‌ترین زیست‌شناسان تکاملی و آناتومیست‌ها – را فریب داده است.
دکتر جک اویستون، همکار پژوهشی و نویسنده اول مقاله، می‌گوید: «این ایده که جغرافیای زیستی می‌تواند تاریخ تکاملی را منعکس کند، بخش بزرگی از چیزی بود که داروین را بر آن داشت تا نظریه تکامل خود را از طریق انتخاب طبیعی توسعه دهد، بنابراین بسیار شگفت‌آور است که چنین بوده است. قبلاً به طور مستقیم به عنوان روشی برای آزمایش دقت درختان تکاملی به این روش در نظر گرفته می شد.هیجان‌انگیزترین چیز این است که ما شواهد آماری قوی‌ای پیدا می‌کنیم که درخت‌های مولکولی نه تنها در گروه‌هایی مانند افروتریا، بلکه در درخت زندگی در پرندگان، خزندگان، حشرات و گیاهان نیز بهتر هستند.
“این یک الگوی گسترده است که به طور بالقوه آن را به عنوان یک آزمایش کلی از درختان تکاملی مختلف مفید می کند، اما همچنین نشان می دهد که تکامل همگرا چقدر فراگیر بوده است که ما را گمراه کند.”
