Исследование предполагает, что большинство эволюционных деревьев могут быть ошибочны

Новое исследование, проведенное учеными из Центра эволюции Милнера при Университете Бата, предполагает, что определение эволюционных деревьев организмов путем сравнения анатомии, а не последовательностей генов, вводит в заблуждение. Исследование показывает, что часто приходится переворачивать столетия научной работы, которая классифицировала живые существа в зависимости от того, как они выглядят.

Со времен Дарвина и его современников в 19 веке биологи пытались реконструировать «родословные» животных, тщательно изучая различия в их анатомии и строении (морфологии).

Однако с развитием методов быстрого генетического секвенирования биологи теперь могут использовать генетические (молекулярные) данные, чтобы очень быстро и дешево собрать воедино эволюционные взаимоотношения видов, часто доказывая, что организмы, которые мы когда-то считали близкородственными, на самом деле принадлежат к совершенно разным ветви дерева.

Ученые из Бата впервые сравнили эволюционные деревья, основанные на морфологии, с деревьями, основанными на молекулярных данных, и нанесли их на карту в соответствии с географическим положением.

Они обнаружили, что животные, сгруппированные по молекулярным деревьям, географически жили ближе друг к другу, чем животные, сгруппированные по морфологическим деревьям.

Мэтью Уиллс, профессор эволюционной палеобиологии в Центре эволюции Милнера при Университете Бата, говорит, что «оказывается, мы ошиблись во многих наших эволюционных деревьях».

«Более ста лет мы классифицируем организмы в соответствии с тем, как они выглядят и анатомически сложены, но молекулярные данные часто говорят нам совсем другую историю».

«Наше исследование статистически доказывает, что если вы строите эволюционное дерево животных на основе их молекулярных данных, оно часто намного лучше соответствует их географическому распространению».

«Где живут организмы — их биогеография — важный источник эволюционных свидетельств, знакомых Дарвину и его современникам».

«Например, крошечные землеройки-слоны, трубкозубы, слоны, золотистые кроты и плавающие ламантины произошли от одной и той же большой ветви эволюции млекопитающих, несмотря на то, что они выглядят совершенно по-разному (и живут совершенно по-разному)».

«Молекулярные деревья объединили их всех в группу под названием Афротерия, названную так потому, что все они происходят с африканского континента, поэтому группа соответствует биогеографии».

Исследование показало, что конвергентная эволюция — когда характеристика развивается отдельно в двух генетически не связанных группах организмов — встречается гораздо чаще, чем считали биологи ранее.

Профессор Уиллс говорит, что «у нас уже есть много известных примеров конвергентной эволюции, таких как полет, развивающийся отдельно у птиц, летучих мышей и насекомых, или сложные глаза-камеры, развивающиеся отдельно у кальмаров и людей».

«Но теперь, имея молекулярные данные, мы видим, что конвергентная эволюция происходит все время — вещи, которые мы считали тесно связанными, часто оказываются далеко друг от друга на древе жизни».

«Люди, которые зарабатывают на жизнь двойниками, обычно не связаны со знаменитостями, которых они изображают, и члены семьи не всегда выглядят одинаково — то же самое и с эволюционными деревьями».

«Это доказывает, что эволюция просто продолжает изобретать вещи заново, предлагая одинаковое решение каждый раз, когда проблема встречается в другой ветви эволюционного дерева».

«Это означает, что конвергентная эволюция обманывала нас — даже самых умных эволюционных биологов и анатомов — более 100 лет».

Доктор Джек Ойстон, первый автор статьи, говорит, что «идея о том, что биогеография может отражать историю эволюции, в значительной степени побудила Дарвина разработать свою теорию эволюции посредством естественного отбора, поэтому довольно удивительно, что она раньше это не рассматривалось напрямую как способ проверки точности эволюционных деревьев».

«Самое интересное то, что мы находим убедительные статистические доказательства того, что молекулярные деревья лучше подходят не только для таких групп, как Afrotheria, но и для всего древа жизни у птиц, рептилий, насекомых и растений».

«Такой широко распространенный паттерн делает ее потенциально более полезной в качестве общей проверки различных эволюционных деревьев, но он также показывает, насколько широко распространена конвергентная эволюция, когда дело доходит до введения нас в заблуждение».

Исследование было опубликовано в журнале Communications Biology.