私たちの進化系統樹のほとんどは間違っている可能性があります

分子進化樹によると、象のトガリネズミは、トガリネズミよりも象と密接に関連しています。

進化樹、または系統樹は、さまざまな生物種間の特徴の類似点と相違点に基づいた進化的関係を示す分岐図です。 歴史的に、これはそれらの物理的特性、つまりさまざまな種の解剖学的構造の類似点と相違点を使用して行われました。

しかし、遺伝子工学の進歩により、生物学者は遺伝子データを使用して進化の関係を解読できるようになりました。 新しい研究によると、科学者たちは、分子データが非常に異なる結果をもたらし、物理的特性によって種を分類する際の何世紀にもわたる科学的研究を覆すことがあることを発見しています。

バース大学のミルナー進化センターの科学者が主導した新しい研究は、遺伝子配列ではなく解剖学を比較することによって生物の進化系統樹を決定することは誤解を招くことを示唆しています。 ジャーナルに掲載された研究 コミュニケーション生物学 2022年5月31日、私たちは生物をその見た目に従って分類した何世紀にもわたる学術研究を覆す必要があることを示しています。

「それは、収斂進化が私たちをだましてきたことを意味します—最も賢い進化生物学者や解剖学者でさえ— 100年以上の間!」 — マシューウィルズ

ダーウィンとその同時代の19世紀以来、生物学者は動物の解剖学的構造と構造(形態)の違いを注意深く調べることにより、動物の「家系図」を再構築しようとしてきました。

しかし、迅速な遺伝子シーケンシング技術の開発により、生物学者は遺伝子(分子)データを使用して、種の進化的関係を非常に迅速かつ安価につなぎ合わせることができるようになりました。木の枝。

バースの科学者は初めて、形態に基づく進化系統樹を分子データに基づく進化系統樹と比較し、地理的位置に従ってそれらをマッピングしました。

彼らは、分子の木によってグループ化された動物は、形態学的な木を使用してグループ化された動物よりも地理的に密接に住んでいることを発見しました。

バース大学のミルナー進化センターの進化古生物学の教授であるマシュー・ウィルズは、次のように述べています。

「100年以上の間、私たちは生物をどのように見えるかによって分類し、解剖学的にまとめてきましたが、分子データはしばしば私たちにかなり異なる物語を教えてくれます。

「私たちの研究は、分子データに基づいて動物の進化系統樹を構築すると、地理的分布にはるかによく適合することが統計的に証明されています。

「物事がどこに住んでいるか、つまり生物地理学は、ダーウィンとその同時代の人々によく知られている進化の証拠の重要な情報源です。

「たとえば、小さな象のトガリネズミ、ツチブタ、象、キンモグラ、水泳マナティーはすべて、哺乳類の進化の同じ大きな枝から来ています—互いに完全に異なって見える(そして非常に異なる生き方をしている)にもかかわらず。

「分子の木は、それらすべてをアフリカ大陸から来ているため、いわゆるアフリカ獣上目と呼ばれるグループにまとめました。そのため、グループは生物地理学と一致します。」

分子進化樹象のトガリネズミ

分子進化樹は、ゾウのトガリネズミがゾウよりもゾウと密接に関連していることを示しています。 クレジット:Danny Ye

この研究では、収斂進化(遺伝的に関連のない2つの生物グループで特性が別々に進化する場合)は、生物学者が以前考えていたよりもはるかに一般的であることがわかりました。

ウィルズ教授は次のように述べています。「鳥、コウモリ、昆虫で別々に進化する飛行や、イカと人間で別々に進化する複雑なカメラの目など、収斂進化の有名な例はすでにたくさんあります。

「しかし、分子データを使用すると、収斂進化が常に発生していることがわかります。密接に関連していると考えていたことが、生命の木上で遠く離れていることがよくあります。

「そっくりさんとして生計を立てている人は、通常、偽装している有名人とは関係がありません。また、家族内の人は必ずしも似ているとは限りません。進化系統樹でも同じです。

「それは、進化が物事を再発明し続け、進化系統樹の異なる枝で問題が発生するたびに同様の解決策を考え出すことを証明しています。

「それは、収斂進化が私たちをだましてきたことを意味します—最も賢い進化生物学者や解剖学者でさえ— 100年以上の間!」

リサーチアソシエイトで論文の筆頭著者であるジャックオイストン博士は、次のように述べています。実際には、テストの方法として直接考えられていません[{” attribute=””>accuracy of evolutionary trees in this way before now.

“What’s most exciting is that we find strong statistical proof of molecular trees fitting better not just in groups like Afrotheria, but across the tree of life in birds, reptiles, insects, and plants too.

“It being such a widespread pattern makes it much more potentially useful as a general test of different evolutionary trees, but it also shows just how pervasive convergent evolution has been when it comes to misleading us.”

Reference: “Molecular phylogenies map to biogeography better than morphological ones” by Jack W. Oyston, Mark Wilkinson, Marcello Ruta and Matthew A. Wills, 31 May 2022, Communications Biology.
DOI: 10.1038/s42003-022-03482-x

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