Fosilele de scoici îi ajută pe oamenii de știință să găsească erori în calculele arborelui evolutiv

Fosilele de scoici îi ajută pe oamenii de știință să găsească erori în calculele arborelui evolutiv

Există extincții și apoi este „Marele Moarte”. Aceasta a fost extincția Permian-Triasic în urmă cu aproximativ 250 de milioane de ani, care a distrus aproape toată viața de pe Pământ.

Oamenii de știință au modelat rezultatele acestei extincții și ale multor alte extincții pentru a înțelege modul în care viața de pe Pământ răspunde provocărilor, dar un nou studiu descoperă că o metodologie comună poate ascunde imaginea adevărată a speciilor și descendențelor care sunt distruse în timpul extincțiilor în masă – și care supraviețuiesc. și evoluează.

Publicat Dec. 1 in Proceedings of the Royal Society B, studiul a evaluat sute de specii de scoici fosile pentru a alcătui un copac evolutiv cuprinzător pe parcursul a sute de milioane de ani. Oamenii de știință de la Universitatea din Chicago – împreună cu colegii de la Instituția Smithsonian, Muzeul de Istorie Naturală din Marea Britanie și Muzeul Field – au descoperit că o presupunere de bază făcută în majoritatea modelelor poate distorsiona în mod semnificativ imaginea evolutivă, determinând amploarea redresării evolutive de la o extincție masivă la să fie redus cu până la 400%.

Această presupunere specială este că, atunci când o nouă specie este creată, aceasta împarte descendența în două specii noi – făcând specia originală să dispară. De exemplu, o scoică cunoscută sub numele de specia A s-ar putea împărți în speciile B și C, iar specia A este considerată dispărută.

Dar este posibil ca, uneori, o nouă filiație „să dezvolte” o filiație existentă. În acest scenariu, scoica specia B s-ar putea naște chiar dacă specia A continuă să existe.

Această distincție subtilă pare să aibă, totuși, un impact mare: „În funcție de ipotezele pe care le introduceți în model, puteți ajunge cu două imagini total diferite”, a spus David Jablonski, William R. Kenan Jr. Profesor de serviciu distins de științe geofizice la Universitatea din Chicago și autor principal pe hârtie.

„Există multe întrebări cu adevărat importante blocate în acești copaci evolutivi”, a spus Nick Crouch, cercetător postdoctoral din Chicago și autor corespondent al studiului. „Ei stau la baza aproape fiecare studiu evolutiv de acolo chiar acum. Pentru a spune ceva semnificativ despre evoluție, trebuie să știm cu exactitate când își au originea și când dispar. ”

Cultivarea arborilor evolutivi

Timp de mulți ani, oamenii de știință au putut apela doar la fosile pentru a pune cap la cap istoria evoluției de-a lungul timpului. Fosilele sunt extraordinar de utile, dar există multe feluri de creaturi care nu se fosilizează ușor. „Studiez scoici, așa că am tone de fosile, dar colegii mei care studiază, să zicem, meduze sau muștele de fructe, nu sunt atât de norocoși”, a spus Jablonski.

Dar apoi a venit un avantaj minunat pentru oamenii de știință: capacitatea de a analiza ADN-ul.

Pe măsură ce ADN-ul este transmis, se modifică ușor în timp, dobândind noi mutații și reținând fragmente din generațiile mai vechi. Studiind ADN-ul unui organism modern, oamenii de știință pot face tot felul de estimări despre evoluția acestuia, inclusiv cum ar putea arăta arborele său evolutiv, chiar dacă nu avem fosile.


Cu toate acestea, există o mulțime de ipoteze încorporate în acest tip de analiză, inclusiv întrebarea dacă noile specii „înmuguresc” sau se „furcănesc” de la ramura originală. Oamenii de știință dezbat cât de mult afectează aceste ipoteze rezultatele, dar Crouch, Jablonski și colaboratorii lor au vrut să efectueze un experiment pentru a vedea exact cum ar putea reverbera acest lucru în timp – prin crearea unui arbore evolutiv foarte amănunțit al unui grup mare care are o evidență fosilă bună, și compararea rezultatelor între diferite ipoteze cu privire la modul în care apar descendențe.

Jablonski studiază bivalvele, un tip de moluște acvatice care include scoici, stridii și scoici. Toate aceste organisme au cochilii dure care se fosilizează ușor, așa că există o înregistrare extinsă de fosile din întreaga lume, care se extinde în ultimii jumătate de miliard de ani.

Jablonski și Crouch au lucrat cu Rüdiger Bieler, curatorul Muzeului Field, fostul doctorand Stewart Edie, PhD’18, și fostul post-doctorat din Chicago, Katie Collins, pentru a dezvolta o imagine cuprinzătoare pentru toate bivalvele, acoperind cele 97 de familii majore și 525 de milioane de ani. „A implicat un anumit nivel de obsesivitate extremă”, a recunoscut Jablonski.

Acest proces le-a oferit o înțelegere solidă a modului în care ar putea arăta arborele genealogic al bivalvelor în realitate. Apoi Crouch a rulat numerele folosind ipoteza „deformare” comună atâtor studii ADN, apoi le-a rulat din nou cu abordarea „în devenire”.

Au găsit o diferență uriașă. „S-ar putea să nu vă așteptați ca o decizie simplă să aibă un efect atât de mare”, a spus Jablonski. „Dar se pare că dacă forțați această presupunere asupra datelor dvs., chiar pierdeți o parte din imaginea de ansamblu”.

Presupunând că filiațiile se bifurcă întotdeauna atunci când se diversifică, tinde să împingă originile noilor filiații mai înapoi în timp decât indica înregistrările fosile. De exemplu, dacă vedeți scoici A și apoi scoici B și C, ipoteza de bifurcare spune că scoicile B și C trebuie să fi avut originea ambele la prima dată când vedeți scoicii B apărând în înregistrarea fosilelor, deoarece liniile noi vin întotdeauna în perechi. Dar, în realitate, scoica C poate să nu fi evoluat decât mult mai târziu – așa că bifurcarea tinde să înceapă noi linii mai devreme.

Acest lucru este deosebit de rău dacă se întinde pe o perioadă de extincție în masă, deoarece abordarea divizării ascunde adevăratele efecte ale acelei extincție și revenirea care urmează.

Leave a Comment

Adresa ta de email nu va fi publicată.