(Gerard Soury/Getty Images) Drevo živalskega sveta se je moralo nekje začeti. Najti prvotno vejo med tako zapleteno krošnjo pa je težje, kot se sliši.
Nova analiza genomskih podatkov kaže, da nas je ena vrsta v tekmi za najstarejšo vejo ves čas zavajala.
Od 19. stoletja so številni znanstveniki spužvo – eno najpreprostejših bitij, ki obstajajo – predstavljali kot prvo žival na svetu.
Sodobne genomske študije pa so to blodo brez mišic, živcev in organov postavile proti veliko bolj zapletenemu bitju.
Česasti želeji sestavljajo majhno deblo, znano kot Ctenophora, toda za razliko od Porifera - deblu pripadajo spužve - ta kroglasta bitja kažejo veliko bolj napredne lastnosti, vključno z nevroni in mišičnimi celicami za odkrivanje in uživanje plena, pa tudi črevesje za prebavo.
Če so se ti želeji dejansko pojavili prvi, to pomeni, da so bile mnoge njihove lastnosti med Poriferami pozneje izgubljene, da bi se pozneje znova razvile. Čeprav se to morda sliši povsem nelogično, ni povsem izključeno, čeprav grozi, da bo spremenilo naše razumevanje zgodnje evolucije živali in samega razvoja živčnega sistema.
'Morda se zdi zelo malo verjetno, da bi se tako kompleksne lastnosti lahko razvile dvakrat, neodvisno, vendar evolucija ne sledi vedno preprosti poti,' pojasnjuje genetik Anthony Redmond s Trinity College Dublin na Irskem.
'Na primer, ptice in netopirji so v daljnem sorodu, vendar imajo neodvisno razvita krila za letenje.'
V preteklih letih,nekateri modeliki so gene za primerjavo razdelili v manjše skupine, so ugotovili, da imajo česasti želeji večji filogenetski signal kot spužve, kar nakazuje, da so se te živali razvile in obstajale prve.
Z uporabo istih podatkov so drugi modeli, ki ne delijo genov, ampak se zanašajo na večjo supermatriko, razkrili ravno nasprotno časovnico, pri čemer so spužve prispele na sceno prej kot želeji iz glavnika.
Oba pristopa imata svoje omejitve, vendar njuno skupno preučevanje pomaga ublažiti nekatere prejšnje napake in pristranskosti pri pregledovanju podatkov.
Ponovna analiza z uporabo bolj integrativnega modela zdaj nakazuje, da smo bili na začetku na pravi poti - to so bile namreč gobice.
'Naš pristop premosti vrzel med dvema neskladnima metodologijama in zagotavlja trdne dokaze, da so spužve, in ne česani želeji, naši najbolj oddaljeni živalski sorodniki,' pravi Redmond.
'To pomeni, da je bil naš zadnji skupni živalski prednik morfološko preprost in nakazuje, da je ponavljajoča se evolucija in/ali izguba zapletenih lastnosti, kot je živčni sistem, manj verjetna, kot če bi bili želeji glavnikov naši najbolj oddaljeni živalski sorodniki.'
V evoluciji se naravna selekcija nagiba k ohranjanju delovanja in oblike določenih proteinov z nadomeščanjem določenih aminokislin z drugimi, ki imajo podobne biokemične lastnosti. Te lastnosti pa se lahko razlikujejo od mesta do mesta, znotraj in med geni.
Particionirani modeli, kjer so geni razdeljeni in se substitucijski vzorci med mesti primerjajo v skupinah, pogosto ne upoštevajo te raznolikosti , kar pomeni, da jim lahko manjka več 'skritih' substitucij, zlasti pri vrstah, pri katerih so bile nove aminokisline izbrane relativno hitro.
Kot takih večina razdeljenih modelov kaže na žele iz glavnika kot prvotno sestro drugih živali. Toda ko so vključeni modeli, ki upoštevajo razlike med lokacijami, so raziskovalci ugotovili, da to vlogo namesto tega prevzamejo spužve.
To se ujema s prejšnjimi študijami, ki so odkrile, da lahko razdeljeni in nerazdeljeni modeli vplivajo na dolžine vej in vozlišča sprememb na drevesu življenja, ' včasih dramatično .'
Z drugimi besedami, raziskovalci trditi , so naši 'slabo prilegajoči' in 'preveč poenostavljeni' modeli tisti, ki zatirajo nekatere evolucijske spremembe na dolgi veji želejev iz glavnika. Zaradi tega je vrsta Ctenophora videti, kot da se je razvila prej spužve, ko so se pravzaprav ti želeji verjetno precej zgodaj ločili od Porifere in se nato razvijali neverjetno hitro.
Rezultati podpirajo prejšnje študija leta 2020, ki je ugotovil, da hiter razvoj želejev za glavnik vnaša pristranskost v naše modele, ki nas zavaja misliti, da so na prvem mestu.
Tako Porifera kot Ctenophora phyla imata dolge veje, a ko ju primerjamo z uporabo podobnih modelov nadomeščanja aminokislin, je žele videti, kot da sta zaradi hitrega razvoja starejša. V resnici pa so se genske sekvence česnega želeja pojavile v veliko krajšem časovnem razmiku, zaradi česar se zdi, bolj povezani s spužvami, kot so v resnici .
Dve možni drevesi za prvo obstoječo fazo. (Telford in Kapli/Pogovor)
Prihodnji modeli morajo upoštevati to pristranskost, znano kot 'dolga veja atrakcija' , pravijo raziskovalci, sicer se bodo ta odstopanja vedno znova pojavljala.
'Dolgorazvejane živalske skupine je pogosto težko umestiti,' evolucijski biolog Detlev Arendt povedal Revija Quanta leta 2015.
'Zaenkrat filogenetski podatki še niso dokončni o tem, kam sodi [želeji za glavnik].'
Glede na to, kako vroča je postala ta razprava, je malo verjetno, da bo ta nova študija za vedno končala pogovor. Kljub temu se rezultati tega posodobljenega modela pridružujejo drugim nedavnim dosežkom v genomskih raziskavah, ki nakazujejo, da nas geni česnega želeja nekako odvrnejo od vonja.
'Zaskrbljenost nad tem, katera linija je sestrska drugim živalim, je imela velik vpliv na razvoj novih pristopov in ponovno oceno kakovosti običajno uporabljenih filogenetskih metodologij,' avtorji pisati .
'Zdi se, da se bo to nadaljevalo, pri čemer je treba raziskati številne raziskovalne poti, ki jih poudarja ta razprava.'
Študija je bila objavljena v Nature Communications .