درخت تکاملی زندگی: تجزیه و تحلیل DNA نشان می دهد که چگونه بسیار اشتباه کرده ایم

اگر از نظر اقوام نزدیک خود متفاوت به نظر می رسید، ممکن است احساس جدایی از خانواده خود کرده باشید. در دوران کودکی، در طوفان‌های طوفانی، حتی ممکن است امیدوار باشید که این نشانه‌ای از فرزندخواندگی شما باشد.

همانطور که تحقیقات جدید ما نشان می دهد، وقتی صحبت از خانواده به میان می آید، ظاهر می تواند فریبنده باشد. جدید فناوری DNA درختان خانواده بسیاری از گیاهان و حیوانات را تکان می دهد.

نخستی‌هایی که انسان‌ها به آن‌ها تعلق دارند، زمانی تصور می‌شد که از بستگان نزدیک خفاش‌ها هستند، زیرا برخی از شباهت‌ها در ما وجود دارد. اسکلت و مغز. با این حال، داده های DNA اکنون ما را در گروهی قرار می دهد که شامل جوندگان (موش و موش) و خرگوش می شود. با کمال تعجب، معلوم شد که خفاش‌ها به گاوها نزدیک‌تر هستند، اسب، و حتی کرگدن ها از آنها برای ما هستند.

دانشمندان در زمان داروین و در بیشتر قرن بیستم می‌توانستند شاخه‌های درخت تکاملی حیات را با مشاهده ساختار و ظاهر حیوانات و گیاهان کشف کنند. اشکال زندگی بر اساس گروه بندی شدند شباهت هایی که تصور می شود با هم تکامل یافته اند.

حدود سه دهه پیش، دانشمندان شروع به استفاده از داده‌های DNA برای ساختن «درخت‌های مولکولی» کردند. بسیاری از اولین درختان مبتنی بر داده های DNA با درخت های کلاسیک در تضاد بودند. زمانی تصور می‌شد که تنبل‌ها و مورچه‌خواران، آرمادیلوها، پانگولین‌ها (مورچه‌خواران پوسته‌دار)، و آاردوارک‌ها در گروهی به نام edentates ("بدون دندان") به هم تعلق دارند، زیرا آنها جنبه‌هایی از آناتومی خود را دارند. درختان مولکولی نشان دادند که این صفات به طور مستقل در شاخه های مختلف درخت پستاندار تکامل یافته اند. به نظر می رسد که آردوارک ها بیشتر با فیل ها مرتبط هستند در حالی که پانگولین ها بیشتر با گربه ها و سگ ها مرتبط هستند.

با هم آمدن

مدارک مهم دیگری وجود دارد که برای داروین و معاصرانش آشنا بود. داروین خاطرنشان کرد حیوانات و گیاهانی که به نظر می‌رسید نزدیک‌ترین اجداد مشترک را دارند، اغلب از نظر جغرافیایی نزدیک به هم یافت می‌شوند. مکان گونه ها یکی دیگر از شاخص های قوی مرتبط بودن آنهاست: گونه هایی که در نزدیکی یکدیگر زندگی می کنند به احتمال زیاد یک شجره نامه مشترک دارند.

برای اولین بار، ما مقاله اخیر محل ارجاع متقابل، داده های DNA و ظاهر طیف وسیعی از حیوانات و گیاهان. ما درختان تکاملی را بر اساس ظاهر یا مولکول‌های 48 گروه از حیوانات و گیاهان، از جمله خفاش، سگ، میمون، مارمولک و درخت کاج بررسی کردیم. درختان تکاملی بر اساس داده های DNA دو سوم بیشتر با موقعیت گونه ها در مقایسه با سنتی مطابقت داشتند. تکامل نقشه ها. به عبارت دیگر، درختان قبلی چندین گونه را بر اساس شکل ظاهری به هم مرتبط نشان می دادند. تحقیقات ما نشان داد که آنها در مقایسه با گونه‌هایی که با داده‌های DNA به هم مرتبط شده‌اند، احتمال کمتری برای زندگی در نزدیکی یکدیگر دارند.

ممکن است به نظر برسد که تکامل بی پایان راه حل های جدید اختراع می کند، تقریباً بدون محدودیت اما ترفندهای کمتری نسبت به آنچه فکر می کنید در آستین خود دارد. حیوانات می توانند به طرز شگفت انگیزی شبیه به هم به نظر برسند، زیرا آنها چنین هستند برای انجام یک کار مشابه تکامل یافته است یا به روشی مشابه زندگی کنید. پرندگان، خفاش ها و پتروسارهای منقرض شده داشته اند یا داشته اند، بال های استخوانی برای پرواز، اما اجداد آنها همه پاهای جلویی برای راه رفتن روی زمین داشتند.

شکل‌ها و ماهیچه‌های بال مشابه در گروه‌های مختلف تکامل یافته‌اند، زیرا فیزیک ایجاد نیروی رانش و بالابر در هوا همیشه یکسان است. این است در مورد چشم ها هم همینطور، که ممکن است 40 بار در حیوانات تکامل یافته باشدو تنها با چند "طرح" اساسی.

چشمان ما شبیه چشم های ماهی مرکب است که دارای عدسی کریستالی، عنبیه، شبکیه و رنگدانه های بینایی است. ماهی مرکب بیشتر از ما به حلزون ها، راب ها و صدف ها وابسته است. اما بسیاری از خویشاوندان نرم تن آنها فقط ساده ترین چشم ها را دارند.

خال‌ها حداقل چهار بار در قاره‌های مختلف و در شاخه‌های مختلف درخت پستاندار به‌عنوان موجوداتی کور و در حال نقب تکامل یافته‌اند. خال های کیسه دار کیسه دار استرالیایی (بیشتر به کانگوروها)، خال های طلایی آفریقایی (بیشتر به آاردوارک ها)، موش های صحرایی آفریقایی (جوندگان) و خال های تالپید اوراسیا و آمریکای شمالی (محبوب باغبان ها، و بیشتر با جوجه تیغی ها مرتبط هستند). نسبت به این «خال‌های» دیگر) همه در مسیری مشابه تکامل یافتند.

ریشه های تکامل

تا ظهور فناوری ارزان و کارآمد توالی یابی ژن در قرن بیست و یکم، ظاهر معمولا همه زیست شناسان تکاملی باید ادامه می دادند.

در حالی که داروین (1859) نشان داد که تمام حیات روی زمین در یک درخت تکاملی منفرد مرتبط است، او کاری برای ترسیم شاخه های آن انجام نداد. ارنست هکل کالبد شناس (1834-1919) یکی از اولین افرادی بود که درختان تکاملی را ترسیم کرد و سعی کرد نشان دهد که چگونه گروه های اصلی اشکال زندگی به هم مرتبط هستند.

نقاشی های هکل مشاهدات درخشانی از موجودات زنده ایجاد کرد که بر هنر و طراحی در قرن 19 و 20 تأثیر گذاشت. درختان خانوادگی او تقریباً به طور کامل بر اساس نحوه ظاهر و رشد آن موجودات به عنوان جنین بود. بسیاری از ایده های او در مورد روابط تکاملی تا همین اواخر وجود داشت. همانطور که به دست آوردن و تجزیه و تحلیل حجم زیادی از داده های مولکولی آسان تر و ارزان تر می شود، شگفتی های بیشتری در انتظار شما خواهد بود.

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.

تصویر های اعتباری: مورتن برک ولد / فلیکر