科學開始表明我們是如何弄錯生命進化樹的

我們是不是把進化弄錯了 4 27
 Flickr的, CC BY

如果您與近親不同,您可能會感到與家人分離。 作為一個孩子,在特別暴風雨中,你甚至可能希望這是你被收養的標誌。

正如我們的新研究表明的那樣,在家庭方面,外表可能具有欺騙性。 新的 DNA 技術正在動搖許多動植物的家譜。

人類所屬的靈長類動物曾被認為是蝙蝠的近親,因為我們在 骨骼大腦. 然而,DNA 數據現在將我們置於一個包括囓齒動物(大鼠和小鼠)和兔子的組中。 令人驚訝的是,蝙蝠與奶牛的關係更為密切, 馬匹 甚至犀牛對我們來說都比它們重要。

達爾文時代和 20 世紀大部分時間的科學家只能通過觀察動植物的結構和外觀來確定生命進化樹的分支。 生命形式按以下分類 相似之處被認為是一起進化的.

大約三十年前,科學家們開始使用 DNA 數據構建“分子樹”。 許多基於 DNA 數據的第一批樹木與經典樹木不一致。 樹懶和食蟻獸、犰狳、穿山甲(有鱗的食蟻獸)和土豚曾經被認為屬於一個叫做無齒動物(“無牙齒”)的群體,因為它們在解剖學方面有共同之處。 分子樹表明,這些特徵在哺乳動物樹的不同分支中獨立進化。 事實證明,土豚與大象的關係更為密切,而穿山甲與貓和狗的關係更為密切。

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 分子系統發育表明,與土豚、海牛、象鼩和大像等外觀不同的哺乳動物實際上是近親。

在一起

達爾文和他的同時代人還熟悉另一條重要的證據。 達爾文指出 似乎具有最接近共同祖先的動植物在地理上經常被發現。 物種的位置是它們相關的另一個強有力的指標:生活在彼此附近的物種更有可能共享一個家譜。

我們的第一次 最近的一篇文章 一系列動植物的交叉引用位置、DNA 數據和外觀。 我們根據外觀或分子研究了 48 組動植物的進化樹,包括蝙蝠、狗、猴子、蜥蜴和松樹。 與傳統進化圖相比,基於 DNA 數據的進化樹與物種位置匹配的可能性高出三分之二。 換句話說,以前的樹顯示幾個物種是基於外觀相關的。 我們的研究表明,與通過 DNA 數據關聯的物種相比,它們彼此靠近的可能性要小得多。

似乎進化 不斷發明新的解決方案,幾乎沒有限制。 但它的花招比你想像的要少。 動物可以長得驚人的相似,因為它們有 進化到做類似的工作 或以類似的方式生活。 鳥類、蝙蝠和已滅絕的翼龍已經或曾經, 用於飛行的骨性翅膀,但他們的祖先都有前腿,可以在地上行走。

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 色輪和鍵表示每個訂單的成員在地理位置上的位置。 分子樹比形態樹更好地將這些顏色組合在一起,表明分子與生物地理學更接近。 圖來自 Oyston 等人。 (2022) 作者提供


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相似的機翼形狀和肌肉在不同的群體中進化,因為在空氣中產生推力和升力的物理原理總是相同的。 這是 和眼睛差不多,這 可能在動物身上進化了 40 次,並且只有幾個基本的“設計”。

我們的眼睛類似於魷魚的眼睛,有晶狀體、虹膜、視網膜和視覺色素。 魷魚與蝸牛、蛞蝓和蛤蜊的關係比我們更密切。 但他們的許多軟體動物親屬只有最簡單的眼睛。

鼴鼠在不同大陸、哺乳動物樹的不同分支上至少四次進化為盲眼、挖洞的生物。 澳大利亞有袋動物袋鼴鼠(與袋鼠關係更密切)、非洲金鼴鼠(與土豚關係更密切)、非洲鼴鼠(囓齒動物)以及歐亞和北美的鼴鼠(園丁的喜愛,與刺猬的關係比與刺猬的關係更密切)這些其他“痣”)都沿著類似的路徑進化。

進化的根源

直到 21 世紀廉價高效的基因測序技術出現之前,進化生物學家通常都不得不繼續出現。

儘管達爾文 (1859) 表明地球上的所有生命都與一棵進化樹相關,但他幾乎沒有繪製出它的分支。 解剖學家恩斯特·海克爾 (Ernst Haeckel, 1834-1919) 是最早繪製進化樹的人之一,試圖展示主要的生命形式群體之間的關係。

海克爾的繪畫對影響 19 世紀和 20 世紀藝術和設計的生物進行了精彩的觀察。 他的家譜幾乎完全基於這些生物體在胚胎中的外觀和發育情況。 直到最近,他關於進化關係的許多想法都被保留了下來。 隨著獲取和分析大量分子數據變得更容易、更便宜,將會有更多的驚喜。

關於作者談話

馬修·威爾斯,米爾納進化中心進化古生物學教授, 巴斯大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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