Laut molekularen Stammbäumen sind Elefantenspitzmäuse enger mit Elefanten als mit Elefanten verwandt.
Der Evolutionsbaum oder phylogenetische Baum ist ein verzweigtes Diagramm, das die evolutionären Beziehungen zwischen verschiedenen Arten basierend auf Ähnlichkeiten und Unterschieden in ihren Merkmalen zeigt. Historisch gesehen wurde dies auf der Grundlage ihrer physikalischen Eigenschaften getan – den Ähnlichkeiten und Unterschieden in der Anatomie verschiedener Arten.
Fortschritte in der Gentechnik ermöglichen es Biologen jedoch jetzt, genetische Daten zu verwenden, um evolutionäre Beziehungen zu entschlüsseln. Laut einer neuen Studie haben Wissenschaftler herausgefunden, dass molekulare Daten zu radikal unterschiedlichen Ergebnissen führen und sich manchmal über Jahrhunderte wissenschaftlicher Arbeit zur Klassifizierung von Arten nach physikalischen Merkmalen den Kopf verdrehen.
Eine neue Studie unter der Leitung von Wissenschaftlern des Milner Center for Evolution an der University of Bath legt nahe, dass die Definition des Evolutionsbaums von Organismen durch den Vergleich der Anatomie und nicht der Gensequenz irreführend ist. Die am 31. Mai 2022 in der Fachzeitschrift Communications Biology veröffentlichte Studie zeigt, dass wir oft Jahrhunderte wissenschaftlicher Arbeit, die Lebewesen nach ihrer Form klassifiziert, abbrechen müssen.
„Das bedeutet, dass die konvergente Evolution uns – selbst die klügsten Evolutionsbiologen und Anatomen – seit mehr als 100 Jahren getäuscht hat!“ – Matthew Wells
Nach Darwin und seinen Zeitgenossen im 19. Jahrhundert versuchten Biologen, tierische “Stammbäume” zu rekonstruieren, indem sie Unterschiede in ihrer Anatomie und Struktur (Morphologie) sorgfältig untersuchten.
Mit der Entwicklung schneller genetischer Sequenzierungstechnologien sind Biologen jedoch jetzt in der Lage, genetische (molekulare) Daten zu verwenden, um die evolutionären Beziehungen von Arten sehr schnell und kostengünstig zu erfassen, was oft beweist, dass Organismen, von denen wir einst dachten, dass sie eng miteinander verwandt sind, miteinander verbunden sind. , tatsächlich gehören zu a ganz unterschiedliche Zweige.
Zum ersten Mal verglichen Bath-Wissenschaftler phylogenetische Bäume basierend auf Morphologie mit solchen basierend auf molekularen Daten und kartierten sie geografisch.
Sie fanden heraus, dass Tiere, die nach molekularen Bäumen gruppiert waren, geografisch näher zusammenlebten als Tiere, die nach morphologischen Bäumen gruppiert waren.
„Es stellt sich heraus, dass viele unserer Evolutionsbäume falsch sind“, sagte Matthew Wells, Professor für evolutionäre Paläobiologie am Milner Center for Evolution an der University of Bath.
„Seit mehr als hundert Jahren klassifizieren wir Organismen nach ihrer Form und gruppieren sie anatomisch, aber molekulare Daten erzählen oft eine etwas andere Geschichte.
„Unsere Studie liefert statistische Beweise dafür, dass, wenn man einen Evolutionsbaum von Tieren basierend auf ihren molekularen Daten erstellt, dieser oft besser auf ihre geografische Verbreitung reagiert.
„Der Ort, an dem die Dinge leben – ihre Biogeographie – ist eine wichtige Quelle für evolutionäre Beweise, die Darwin und seinen Zeitgenossen bekannt sind.
„Zum Beispiel stammen junge Spitzmäuse, Schweinefelle, Elefanten, goldene Maulwürfe und schwimmende Seekühe aus demselben großen Zweig der Säugetierevolution – obwohl sie sehr unterschiedlich aussehen (und auf sehr unterschiedliche Weise leben).
„Molekulare Bäume gruppieren sie in eine Gruppe namens Afrotheria oder so genannt, weil sie alle vom afrikanischen Kontinent stammen, also entspricht die Gruppe der Biogeographie.
Molekulare phylogenetische Stammbäume zeigen, dass Elefantenspitzmäuse enger mit Elefanten als mit Elefanten verwandt sind. Bildnachweis: Danny Ye
Die Studie ergab, dass die konvergente Evolution – wenn sich ein Merkmal getrennt in zwei Gruppen genetisch nicht verwandter Organismen entwickelt – häufiger vorkommt, als Biologen bisher angenommen hatten.
Professor Wales sagte: „Wir haben bereits viele bekannte Beispiele für konvergente Evolution, wie den Flug, der sich bei Vögeln, Fledermäusen und Insekten getrennt entwickelt, oder komplexe Kameraaugen, die sich bei Tintenfischen und Menschen getrennt entwickeln.
„Aber jetzt mit molekularen Daten können wir sehen, dass die konvergente Evolution ständig stattfindet – Dinge, von denen wir dachten, dass sie eng miteinander verbunden sind, sind auf dem Baum des Lebens oft weit voneinander entfernt.
„Menschen, die als Nachahmer ihren Lebensunterhalt verdienen, haben normalerweise nichts mit der Berühmtheit zu tun, für die sie sich ausgeben, und die Menschen in der Familie sehen nicht immer gleich aus – das gleiche gilt für Evolutionsbäume.
„Dies beweist, dass die Evolution Dinge immer wieder neu entdeckt und jedes Mal, wenn ein Problem in einem anderen Zweig des Evolutionsbaums auftritt, eine ähnliche Lösung findet.
„Das bedeutet, dass die konvergente Evolution uns – selbst die klügsten Evolutionsbiologen und Anatomen – seit mehr als 100 Jahren in die Irre geführt hat!“
Dr. Jack Austin, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter und Erstautor der Abhandlung, sagte: „Die Idee, dass die Biogeographie die Evolutionsgeschichte widerspiegeln kann, ist ein großer Teil dessen, was Darwin veranlasst hat, seine Evolutionstheorie durch natürliche Selektion zu entwickeln, daher ist es sehr überraschend, dass dies der Fall ist nicht der Fall wurde als eine wirklich einfache Methode angesehen[{“attribute=””>präzision[{“attribute=””>точностнаеволюционнитедърветапотозиначинпредисега[{“attribute=““>accuracyofevolutionarytreesinthiswaybeforenow
„Das Aufregendste ist, dass wir starke statistische Beweise für molekulare Bäume finden, die nicht nur in Gruppen wie Afrotheria besser passen, sondern auch in den Baum des Lebens bei Vögeln, Reptilien, Insekten und Pflanzen.
„Da es sich um ein so weit verbreitetes Modell handelt, ist es möglicherweise viel nützlicher als allgemeiner Test für verschiedene Evolutionsbäume, aber es zeigt auch, wie weit verbreitet die konvergente Evolution ist, wenn es darum geht, uns in die Irre zu führen.
Referenz: „Molecular phylogenies Compare to Biogeography better than morphological ones“ von Jack W. Oyston, Mark Wilkinson, Marcello Ruta und Matthew A. Wills, 31. Mai 2022, Communications Biology.DOI: 10.1038 / s42003-022-x03482
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