Suntem mai înrudiți cu stelele de mare sau cu insectele? Un nou studiu pune la îndoială 100 de ani de consens

Modul în care oamenii au evoluat de la primele animale în ultimele 600 de milioane de ani este o întrebare fascinantă. Când împărțim mulți pași care duc de la primul nostru strămoș de animal simplu la Homo sapiens modern, primul lucru pe care trebuie să-l știm este cum suntem legați de alte grupuri de animale. Iată ce zice cel mai nou studiu în acest sens.

Multe aspecte ale arborelui nostru genealogic sunt evidente. Este ușor de văzut că semănăm cu primatele maimuțe și cu anumite mamifere, de exemplu. Intrând mai profund în istoria noastră, chiar și Aristotel a fost conștient de faptul că mamiferele, păsările, reptilele, amfibienii și peștii sunt uniți de caracteristica comună a unei coloane vertebrale într-un grup pe care îl numim vertebrate.

Originile noastre de vertebrate se află în istoria vieții animale pe Pământ, iar primele fosile cu o formă de coloană vertebrală datează de acum peste jumătate de miliard de ani. Există dificultăți inerente în dezlegarea unor astfel de relații antice. Acum un nou studiu, publicat în Science Advances, oferă o perspectivă nouă.

Acest studiu pune la îndoială o teorie veche de o sută de ani despre originile noastre

Având în vedere aceste dificultăți, faptul că a existat mult timp un consens asupra identității celor mai apropiate rude ale vertebratelor este foarte neobișnuit. Opinia generală de peste un secol a fost că, în mod surprinzător, cele mai apropiate rude nevertebrate ale noastre sunt un grup care nu are deloc asemănări izbitoare cu vertebratele. Acestea sunt echinodermele, un grup care include stele de mare, castraveți de mare și arici de mare.

Cu ce să ungi carnea de porc înainte de a o băga la cuptor. Sarea și piperul nu fac totul, acesta ingredientul care îi va da un gust special

Rețeta originală de salată de boeuf. Se pune sau nu mazăre?

Această teorie a fost propusă pentru prima dată în 1908 de către un zoolog austriac numit Karl Grobben. Grobben a analizat primele evenimente ale dezvoltării embrionare în diferite grupuri de specii (modul în care se divid primele celule ale embrionului și modul în care gura este formată pentru prima dată), pentru a împărți partea principală a regnului animal în două mari ramuri. El a argumentat că vertebratele și echinodermele făceau parte dintr-un grup numit deuterostomi și că celelalte nevertebrate se aflau într-un grup numit protostomi – inclusiv insecte, viermi de pământ, moluște și nematode.

În timp ce această viziune despre o relație strânsă între vertebrate și echinoderme a rezistat, unele rezultate neașteptate din studii recente care utilizează comparații ale ADN-ului animalelor pentru reconstituirea arborilor evolutivi au pus-o la îndoială. În paralel, unele dintre trăsăturile specifice în dezvoltarea embrionilor care au fost subliniate ca fiind unice pentru ramura deuterostomă a animalelor au fost descoperite la unele specii de protostomi.

Aceste rezultate sugerează că dovezile că echinodermele sunt rudele cele mai apropiate ale vertebratelor ar putea fi mai slabe decât s-a crezut mult timp.

Ce arată rezultatele studiului

Astfel, modificări ale secvențelor ADN ale genelor au avut loc în diferite linii ale arborelui animal – acționând ca o înregistrare a relațiilor lor. S-a folosit un computer pentru a compara secvențele ADN ale genelor din regnul animal, pentru a reconstrui arborele evolutiv al animalului.

Pentru a vedea dacă datele ADN susțin în mod convingător o relație strânsă între vertebrate și echinoderme, s-a analizat în studiu numărul de modificări ale ADN-ului care au fost găsite atât la vertebrate, cât și la echinoderme, dar nu și la alte animale. Aceste personaje comune, dacă ar fi găsite, ar fi dovezi care ar sprijini relația strânsă dintre ele.

Privind aproximativ 5.000 de gene diferite, pentru aproximativ 70%, ramura protostomului a avut mai multe modificări unice care o susțin decât ramura deuterostomului. Asta înseamnă că animalele de pe ramura protostomului împărtășesc o mulțime de modificări unice ADN-ului lor – și astfel această ramură este foarte bine susținută de dovezile ADN. În schimb, relația strânsă dintre vertebrate și echinoderme este susținută de dovezi mult mai slabe – acestea împărtășesc relativ puține modificări unice ale ADN-ului.

S-au încercat apoi diferite aranjamente ale vertebratelor, echinodermelor și protostomilor: mai întâi arborele clasic deuterostom care leagă vertebratele și echinodermele; în al doilea rând, arborele în care echinodermele sunt, în schimb, mai strâns legate de protostomi decât de vertebrate; și, în cele din urmă, situația în care vertebratele sunt mai strâns legate de protostomi decât de echinoderme.

ADN-ul nostru e mai legat de melci decât de stelele de mare

Rezultatul studiului sugerează că cele trei ramuri – vertebrate, echinoderme și protostomi – s-au separat unele de altele într-o perioadă scurtă de timp, ceea ce înseamnă că nu a existat timp pentru a se acumula multe modificări ale ADN-ului. Aceasta înseamnă că acum este foarte dificil să se stabilească care dintre cei trei arbori posibili este corect.

Acest rezultat sugerează că ar putea exista o eroare în datele ADN reale care ne-ar face să reconstituim arborele deuterostom, chiar dacă nu ar fi corect. Eroarea poate fi cauzată de cele două grupuri deuterostome (vertebrate și echinoderme) care evoluează într-un ritm mai lent decât celelalte grupuri. Acest lucru i-ar face să pară mai asemănători unii cu alții decât sunt cu protostomii, chiar dacă nu sunt, de fapt, rudele cele mai apropiate.

Ceea ce concluzionează studiul este că încrederea într-o relație strânsă între vertebrate și echinoderme – teoria din manuale de mai bine de un secol – este deplasată. Prin acest studiu s-a demonstrat că această problemă evolutivă este deosebit de dificil de rezolvat și că noi, vertebratele, s-ar putea dovedi a fi mai strâns legate de melci și muște decât de steaua de mare.