Il nostro parente animale più distante è una spugna o una gelatina di pettine? Il nostro studio fornisce una risposta

Il nostro parente animale più distante è una spugna o una gelatina di pettine?  Il nostro studio fornisce una risposta

La teoria dell’evoluzione mostra che tutti gli esseri viventi hanno origine dalla stessa fonte e che siamo più o meno in contatto con tutti gli altri esseri viventi sulla terra. I nostri antenati più vicini, come riconosceva Charles Darwin, si trovano tra le grandi scimmie. Ma al di là di questo, la confusione circa il modello di ramificazione dell’albero della vita non è chiara.

Sappiamo che la vita ha avuto origine da un antenato globale comune, inclusi batteri, archaea (altri tipi di microrganismi unicellulari) ed eucarioti (inclusi molti organismi cellulari, come piante e animali). Ma come erano i primi animali? Uno degli ultimi dieci anni Soprattutto il dibattito acceso Su questa domanda. Ora per il nostro nuovo studio, Pubblicato in Scientific Advances, Ha trovato una risposta.

Gelatina di spugna vs pettine

Dal XIX secolo fino a una decina di anni fa, c’era un accordo generale sul fatto che fossimo i nostri parenti più lontani Spugne. Le spugne sono molto diverse dalla maggior parte degli animali in quanto originariamente erano classificate come membri delle alghe. Tuttavia, i geni e altre caratteristiche delle spugne moderne mostrano che producono sperma e che sono sicuramente animali. La loro unicità e semplicità corrispondono sicuramente all’idea che le spugne siano nate per prime.

Ma nell’ultimo decennio, così Sfidato Attraverso numerosi studi che confrontano il DNA di diversi animali. Candidati alternativi per i nostri parenti animali più lontani Gelatine pettine: Animali belli, trasparenti, di forma globulare, che prendono il nome dai filari lucenti del Cile.

Pettina la gelatina nell’acquario.
Wikipedia, CC BY-SA

Le gelatine a pettine sono superficialmente simili alle meduse e possono essere viste galleggiare nell’oceano proprio come loro. Gli innesti a pettine sono indubbiamente molto lontani dall’uomo, ma, a differenza delle spugne, condividono con noi caratteristiche avanzate come le cellule nervose, i muscoli e l’intestino. Se le gelatine di pettine fossero infatti i nostri parenti più lontani, indicherebbe che gli antenati di tutti gli animali avevano queste caratteristiche comuni. Più insolitamente, se i primi animali avessero questi caratteri importanti, dovremmo presumere che le spugne una volta li avessero, ma alla fine li persero.

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Alla scoperta dell’albero evolutivo

Viene spesso utilizzato dagli scienziati per capire come si sono evolute le specie Alberi filogenetici, In cui le punte dei rami indicano la specie. I punti di divisione dei rami indicano un antenato comune. L’immagine sotto mostra un esempio di un albero filogenetico in cui la spugna si divide per prima, una delle quali si divide per prima con gelatina pettinata.

Il primo animale era l'albero evolutivo con pettine di spugna e gelatina.
Due diversi alberi evolutivi.
Presentato dall’autore

Sia gli alberi evolutivi spugne prima che le gelatine pettine sono stati supportati da diversi studi sui geni, e questa controversia sembra aver portato a uno stallo atlantico, con la maggior parte degli europei che preferisce le spugne tradizionali prima ei nordamericani generalmente preferiscono le gelatine pettine.

L’argomento si riduce alla questione di come analizzare la grande quantità di dati genetici ora disponibili. Una delle possibilità avanzate dai sostenitori delle spugne è l’albero animale che da primo a pettinare la ghiaia. È il risultato di un errore. Il problema si verifica quando uno dei gruppi in studio si sviluppa molto più velocemente degli altri. I gruppi in rapida crescita sono spesso gli stessi che sono stati per molto tempo. Uno di questi gruppi di ghiaie a pettine. Può Rapida evoluzione delle ghiaie a pettine Dovrebbero indurci a pensare che siano nati da una scissione precedente rispetto a quella in realtà?

Siamo ingannati dalle gelatine?

Abbiamo affrontato questo problema in un modo nuovo, esplorando direttamente la possibilità che le ghiaie a pettine a crescita rapida ci ingannino. Volevamo chiedere se i tassi evolutivi ineguali che vediamo in questi animali diano la risposta sbagliata.

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Il nostro nuovo modo di dividere il problema è simulare come avviene l’evoluzione del DNA utilizzando un computer. Abbiamo iniziato con una sequenza casuale di DNA sintetico che rappresenta un animale ancestrale. Nel sistema, in due diverse condizioni, permettiamo a questa sequenza di formarsi accumulando mutazioni – secondo il campione di spugna o campione di gelatina di pettine. Le file sono formate in base alle forme dei rami di ogni albero.

Abbiamo completato una raccolta di organismi con sequenze di DNA che si relazionano tra loro in modo da riflettere gli alberi in cui sono cresciuti. Abbiamo utilizzato ciascuno di questi set di dati sintetici per ricostruire l’albero evolutivo.

Quando abbiamo costruito gli alberi utilizzando i dati simulati secondo il modello a pettine jelly-first, abbiamo scoperto che il legno poteva sempre essere facilmente ricostruito. Questo perché la dipendenza dal loro rapido tasso di conversione rafforza effettivamente le informazioni provenienti dall’albero – in questo caso dimostrando che sono il ramo più vecchio. Il fatto che l’albero punti nella stessa direzione delle informazioni garantisce l’ottenimento del risultato corretto. Insomma, se le ghiaie a pettine sono davvero il primo ramo, non ci possono essere dubbi.

Tuttavia, durante la simulazione dei dati con le spugne come primo ramo, spesso abbiamo riparato l’albero difettoso e la ghiaia del pettine è finita come primo ramo. Questo è un albero molto difficile da sistemare e il motivo è che le informazioni sull’albero – in questo caso le spugne mostrano che è il ramo più vecchio – non sono coerenti con la propensione che deriva dalle gelatine a crescita rapida (che supportano le gelatine pettine-first).

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Il lungo ramo che porta alla ghiaia a pettine può effettivamente sembrare più vecchio di quanto non sia in realtà, ed è questa difficoltà nel riparare l’albero che incontriamo nei dati effettivi.

Allora, chi è venuto per primo? Le analisi genetiche che suggeriscono che le gelatine di pettine siano nate per prime potrebbero effettivamente essere influenzate dal fatto che questi animali non tengono conto della dipendenza dall’invecchiamento più di quanto non facciano effettivamente. In conclusione, il nostro lavoro suggerisce che le spugne sono in realtà i nostri parenti animali più lontani.

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