У нашего самого дальнего родственника нет ануса
Вся история животного мира похожа на длинную дорогу, когда разные виды выходят в разных точках, чтобы следовать своим собственным эволюционным путям. И морские губки сошли на первом съезде с шоссе и оказались в самом дальнем уголке.
Читай также: Ученые смоделировали эволюцию на компьютере
Ученые недавно сравнили генетику губок с генетикой другого необычного животного: гребешков. Они говорят, что их исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, разрешает спор: некоторые биологи уже считали губки самыми дальними родственниками всех других животных; другие утверждали, что гребешки были настоящей "сестрой всех других животных".
Концепция эволюции существовала примерно за сто лет до того, как кто-либо открыл ДНК. Многие идеи, развитые в ту эпоху, все еще актуальны: животные, которые имеют много общих черт, вероятно, совсем недавно отклонились от общих предков - до этого момента они шли одним и тем же эволюционным путем. А два животных, у которых меньше общих черт, вероятно, разошлись раньше.
Например, люди и другие человекообразные обезьяны выглядят и действуют одинаково. Поэтому имеет смысл предположить, что у них есть относительно недавние предки. Люди и дельфины выглядят по-разному и живут совершенно разной жизнью, но у них есть некоторые общие черты - живорождение и молочные железы. Так что они больше похожи на троюродных братьев.
Если применить такой подход ко всему разнообразию животных на Земле, можно предположить, что губки отделились давным-давно. У них нет мускулов, нервной системы, органов или даже традиционного пищеварительного тракта от рта до ануса, характерного для всех остальных представителей животного царства. Их животные черты являются основными: они состоят из множества клеток, производят сперму, не имеют клеточных стенок и нуждаются в еде для получения энергии.
Читай также: Найден общий предок всех животных
Гребневые желе, у которых есть мышцы, простые анальные отверстия и нервы, несмотря на множество других отличий от большинства животных на Земле, похоже, в последнее время разошлись - они принадлежат к той же не губчатой ветви животной жизни, что и люди, морские львы и птицееды.
Такой анализ полезен, но несовершенен. И птицы, и летучие мыши летают, но не благодаря какому-либо общему предку; они развили свои крылья независимо. И ламантины, и киты - млекопитающие, обитающие в воде, но ламантины ближе к слонам. На основании более ранних генетических исследований казалось возможным, что гребневики отделились от остального животного царства раньше, чем губки без нервной системы. Большинство исследований взаимоотношений между животными рассматривают их геномы целиком. Но этот метод общей картины слишком неточен, чтобы проводить тонкие различия между кузенами, столь же далекими, как губки и гребешки. Таким образом, наиболее важные исследования с использованием губчатых гребней основаны на нескольких генах, общих для всех организмов.
Даже в этих общих генах со временем закрадываются мутации. Чем больше мутаций разделяют общие гены двух животных, тем раньше их эволюционные пути расходились. С этой точки зрения некоторые ученые утверждали, что гребешки, а не губки, были самыми дальними родственниками другой жизни. Но этот вывод был сделан на основании всего нескольких генов, которые сильно разошлись у гребневиков.
Если бы гребешки были самыми дальними родственниками, это было бы важно. Можно предположить, что гребешки отделились раньше, чем безнервные губки, и развили свои собственные нервы отдельно от других живых существ. И если эволюция дважды изобрела нервную систему (или анус), то, возможно, эволюции по какой-то причине действительно нравятся нервные системы (или анусы). Это расскажет нам кое-что важное о самой жизни.
Читай также: азгадана главная тайна эволюции
"Вместо гребешка наш улучшенный анализ указывает на губки как на наших самых дальних родственников животных, восстанавливая традиционную, более простую гипотезу эволюции животных", - говорится в заявлении ведущего автора и микробиолога Университета Тринити Энтони Редмонда .
Команда Тринити разработала новый метод изучения генетики животных, учитывающий механизмы самой эволюции. Гены содержат инструкции по созданию больших сложных молекулярных машин, известных как белки. Когда небольшие фрагменты гена мутируют - отдельные буквы генетического кода меняются на разные единицы кода - эти изменения могут привести к тому, что белки не будут выполнять свою работу. Таким образом, сохраняющиеся мутации, как правило, подчиняются строгим правилам, изменяя отдельные части этих белков (известные как аминокислоты) только таким образом, который обычно не приводит к прекращению работы всего белка.
В генетическом коде 20 аминокислот. Этот список из 20 разбивается на меньшие «блоки» из четырех-шести биохимически похожих аминокислот, которые могут, например, иметь один и тот же положительный или отрицательный заряд. Мутация, которая заменяет одну аминокислоту на другую в той же корзине, менее вероятна существенно изменить поведение белка. Большинство мутаций, которые сохраняются достаточно долго, чтобы стать частью генома какого-либо типа животного, связаны с перестановками внутри ящиков.
Замена аминокислоты на аналог из другого бункера с большей вероятностью изменит функцию белка. Это означает, что он с большей вероятностью будет вредным и, следовательно, с большей вероятностью будет отсеян естественным отбором. Обмен аминокислот из разных бункеров действительно случается, но гораздо реже они остаются в памяти из поколения в поколение.
Читай также: Недостающее звено эволюции нашли в канализации
Итак, чтобы упростить ситуацию, если каждая дополнительная замена аминокислот из одного и того же бункера означает, что два вида разошлись на одно поколение дальше в прошлом - прабабушки и дедушки, а не дедушки и бабушки, - мутация, которая меняет аминокислоту на другую из другого бункера, может указывать на сто поколений. Учет различий между типами мутаций при изучении геномов губок и гребешков позволяет предположить, что губки, а не гребешки из желе, первыми отошли от остального животного мира.
В то время как у желейных гребешков действительно есть та пара генов, которые радикально отличаются от генов других животных, предполагая, что они расходились давно, в глубоком прошлом, более целостный взгляд на типы мутаций, присутствующих в их геномах, предполагает более недавнее отклонение, чем то, которое использовали губки. . Нервы, анусы и другие общие черты животных, не являющихся губками, вероятно, эволюционировали только один раз.
Напомним, ранее сообщалось, что в Южной Африке нашли недостающее звено эволюции.
Хотите знать важные и актуальные новости раньше всех? Подписывайтесь на Bigmir)net в Facebook и Telegram