Контракти.ua

Новый анализ геномных данных предполагает, что один тип, претендующий на самую старую ветвь, обманывает нас все время.

С XIX века многие ученые представляли губку - одно из самых простых существующих существ - как первое животное в мире.

Современные геномные исследования, однако, противопоставили этот лишенный мышц, нервов и органов сгусток гораздо более сложного существа.

Гребневые желе составляют небольшой тип, известный как Ctenophora, но в отличие от Porifera, к которому относятся губки, эти шарообразные существа обладают гораздо более продвинутыми чертами, включая нейроны и мышечные клетки для обнаружения и поедания добычи, а также кишечник для пищеварения.

Если эти желе действительно появились первыми, это означает, что многие из их черт были впоследствии потеряны среди Porifera, а позже снова эволюционировали. Хотя это может показаться совершенно нелогичным, это не совсем исключено, хотя это действительно угрожает изменить наше понимание ранней эволюции животных и развития самой нервной системы.

"Может показаться очень маловероятным, что такие сложные черты могут развиваться дважды, независимо, но эволюция не всегда идет простым путем", - объясняет генетик Энтони Редмонд из Тринити-колледжа в Дублине в Ирландии.

"Например, птицы и летучие мыши отдаленно связаны друг с другом, но у них независимо развились крылья для полета".

В последние годы некоторые модели, которые разделили гены на более мелкие группы для сравнения, обнаружили, что гребневики содержат более сильный филогенетический сигнал, чем губки, что предполагает, что эти животные эволюционировали и существовали первыми.

Используя те же данные, другие модели, которые не разделяют гены, а полагаются на более крупную суперматрицу, выявили прямо противоположную временную шкалу: губки появляются раньше, чем гребешки.

У обоих этих подходов есть свои ограничения, но их совместное изучение помогает устранить некоторые из наших предыдущих ошибок и предубеждений при просмотре данных.

Повторный анализ с использованием более интегративной модели теперь показывает, что мы с самого начала были на правильном пути, а именно - на губках.

"Наш подход устраняет разрыв между двумя несовместимыми методологиями и предоставляет убедительные доказательства того, что губки, а не гребешки, являются нашими самыми дальними

"Это означает, что наш последний общий животный предок был морфологически простым, и предполагает, что повторная эволюция и / или потеря сложных функций, таких как нервная система, менее вероятны, чем если бы гребешки были нашими самыми дальними родственниками животных".

В ходе эволюции естественный отбор имеет тенденцию поддерживать функцию и форму определенных белков, заменяя определенные аминокислоты другими, имеющими аналогичные биохимические свойства. Однако эти свойства могут отличаться от места к месту, внутри генов и между генами.

Разделенные модели, в которых гены разделяются, а паттерны замен между сайтами сравниваются в группах, часто не учитывают это разнообразие , что означает, что в них могут отсутствовать множественные "скрытые" замены, особенно у видов, для которых новые аминокислоты были выбраны относительно быстро.

Таким образом, большинство разделенных моделей указывают на гребешок как на родных сестер других животных. Но когда были включены модели, которые учитывают различия мест, исследователи обнаружили, что эту роль вместо этого берут на себя губки.

Это согласуется с предыдущими исследованиями, в которых было обнаружено, что разделенные и неразделенные модели могут влиять на длину ветвей и узлы изменений на древе жизни, "иногда очень сильно".

Другими словами, как утверждают исследователи, именно наши "плохо приспособленные" и 2 чрезмерно упрощенные" модели подавляют некоторые эволюционные изменения на длинной ветви гребешков. Из-за этого филум Ctenophora выглядит так, как будто он развился до губок, тогда как на самом деле эти желе, вероятно, довольно рано отделились от Porifera, а затем эволюционировали невероятно быстро.

Результаты подтверждают предыдущее исследование, проведенное в 2020 году, которое показало, что быстрая эволюция гребешков вносит предвзятость в наши модели, заставляя нас думать, что они появились первыми.

И у Porifera, и у Ctenophora phyla длинные ветви, но когда мы сравниваем их с использованием аналогичных моделей замены аминокислот, студни выглядят так, как будто они должны быть старше из-за их быстрой эволюции. В действительности, однако, последовательности генов гребешков возникли в гораздо более сжатые сроки, что заставляет их казаться более близкими к губкам, чем они есть на самом деле.

Исследователи говорят, что будущие модели должны учитывать это предубеждение, известное как "притяжение длинных ветвей", иначе эти расхождения будут появляться снова и снова. Напомним, ранее сообщалось, что в вымирании крупных животных обвинили человечество.