Varför den berömda mars framstegsbilden är bara fel

Varför den berömda mars framstegsbilden är bara fel Usagi-P / Shutterstock

Evolution förklarar hur alla levande varelser, inklusive oss, blev. Det skulle vara lätt att anta evolutionsarbeten genom att kontinuerligt lägga till funktioner till organismer och ständigt öka deras komplexitet. Vissa fiskar utvecklade benen och gick på land. Vissa dinosaurier utvecklade vingar och började flyga. Andra utvecklade livmoder och började föda unga levande.

Ändå är detta en av de mest dominerande och frustrerande missuppfattningar om evolution. Många framgångsrika grenar av livets träd har hållit sig enkla, till exempel bakterier, eller har minskat deras komplexitet, till exempel parasiter. Och de klarar sig mycket bra.

I en färsk studie publicerad i Nature Ecology and Evolution, jämförde vi de kompletta genomerna av över 100 organismer (mestadels djur) för att studera hur djurriket har utvecklats på genetisk nivå. Våra resultat visar att ursprunget till stora grupper av djur, såsom den som består av människor, inte är kopplat till tillsatsen av nya gener utan till massiva genförluster.

Evolutionsbiologen Stephen Jay Gould var en av de starkaste motståndarna mot "framstegsmarschen”, Idén att evolutionen alltid resulterar i ökad komplexitet. I sin bok Full House (1996) använder Gould modellen för berusad promenad. En berusad lämna en bar i en tågstation och går klumpigt fram och tillbaka över plattformen och svänger mellan baren och tågspåren. Med tanke på tillräckligt med tid kommer berusaren att falla i spåren och fastnar där.

Plattformen representerar en skala av komplexitet, puben är den lägsta komplexiteten och spåren maximalt. Livet uppstod genom att komma ut från puben, med minsta möjliga komplexitet. Ibland snubblar det slumpmässigt mot spåren (utvecklas på ett sätt som ökar komplexiteten) och andra gånger mot puben (minskar komplexiteten).

Inget alternativ är bättre än det andra. Att hålla sig enkelt eller minska komplexiteten kan vara bättre för överlevnad än att utvecklas med ökad komplexitet, beroende på miljön.

Men i vissa fall utvecklas grupper av djur komplexa funktioner som är inneboende för hur deras kroppar fungerar och som inte längre kan förlora dessa gener för att bli enklare - de fastnar i tågspåren. (Det finns inga tåg att oroa sig för i denna metafor.) Till exempel går flercelliga organismer sällan tillbaka och blir unicellulära.


Få det senaste från InnerSelf


Om vi ​​bara fokuserar på de organismer som fångats i tågspåren, så har vi en partisk uppfattning om livet som utvecklas i en rak linje från enkel till komplex, med misstag att tro att äldre livsformer alltid är enkla och nyare är komplexa. Men den verkliga vägen till komplexitet är mer krånglig.

Tillsammans med Peter Holland från University of Oxford tittade vi på hur genetisk komplexitet har utvecklats hos djur. Tidigare, vi har visat att tillsatsen av nya gener var nyckeln till den tidiga utvecklingen av djurriket. Frågan blev då om det var fallet under den senare utvecklingen av djur.

Studera livets träd

De flesta djur kan grupperas i stora evolutionära linjer, grenar på livets träd som visar hur djuren som lever i dag utvecklats från en serie delade förfäder. För att svara på vår fråga studerade vi varje djurfamilj för vilken en genomsekvens var allmänt tillgänglig och många icke-djur-linjer för att jämföra dem mot.

En djurstam är deuterostomerna, som inkluderar människor och andra ryggradsdjur, liksom havsstjärnor eller sjöborrar. En annan är ekdysozoaner, som består av leddjur (insekter, hummer, spindlar, tusenbehållare) och andra djur som vallar som rundmaskar. Ryggradsdjur och insekter anses vara några av de mest komplexa djuren. Slutligen har vi en avstamning, lophotrochozoans, som inkluderar djur som blötdjur (till exempel sniglar) eller ringgångar (daggmaskar), bland många andra.

Vi tog detta mångsidiga urval av organismer och såg hur de var släkt på livets träd och vilka gener de delade och inte delar. Om en gen fanns i en äldre gren av trädet och inte i en yngre, sluts vi att denna gen hade gått förlorad. Om en gen inte fanns i äldre grenar utan dök upp i en yngre gren, så ansåg vi det som en ny gen som hade vunnit i den yngre grenen.

Varför den berömda mars framstegsbilden är bara fel Ett livsdiagram som visar det förändrade antalet gener från olika djurgrupper. Nedåtriktade orange trianglar indikerar genförluster. Uppåt pekande gröna trianglar indikerar genvinster. Ju större triangeln, desto större förändring. Jordi Paps, författaren förutsatt

Resultaten visade oöverträffade antal gener förlorade och förvärvade, något som man aldrig sett tidigare i tidigare analyser. Två av de viktigaste linjerna, deuterostomerna (inklusive människor) och ekdysozoanen (inklusive insekter), visade det största antalet genförluster. Däremot visar lophotrochozoans en balans mellan gennyheter och förluster.

Våra resultat bekräftar den bild som ges av Stephen Jay Gould genom att visa att på gennivå djurliv uppstod genom att lämna puben och göra ett stort hopp i komplexitet. Men efter den initiala entusiasmen snubblat några linjer närmare puben genom att förlora gener, medan andra linjer drev mot banan genom att få gener. Vi anser att detta är den perfekta sammanfattningen av evolutionen, ett spritframkallat slumpmässigt val mellan baren och tågspåret. Eller, som internetmemet säger, "gå hem evolution, du är full".Avlyssningen

Om författaren

Jordi Paps, lektor, Institutionen för biologiska vetenskaper, University of Bristol, University of Bristol och Cristina Guijarro-Clarke, doktorand i Evolution, University of Essex

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

books_science

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}

FRÅN REDAKTORERNA

Räkningsdagen har kommit för GOP
by Robert Jennings, InnerSelf.com
Det republikanska partiet är inte längre ett politiskt parti i USA. Det är ett illegitimt pseudopolitiskt parti fullt av radikaler och reaktionärer vars uttalade mål är att störa, destabilisera och ...
Varför Donald Trump kunde vara historiens största förlorare
by Robert Jennings, InnerSelf.com
Uppdaterad 2 juli 20020 - Hela coronavirus-pandemin kostar en förmögenhet, kanske 2 eller 3 eller 4 förmögenheter, alla av okänd storlek. Åh ja, och hundratusentals, kanske en miljon människor kommer att dö ...
Blåögon vs bruna ögon: Hur rasism lärs ut
by Marie T. Russell, InnerSelf
I detta avsnitt från Oprah Show från 1992 lärde den prisbelönta antirasismaktivisten och utbildaren Jane Elliott publiken en tuff lektion om rasism genom att visa hur lätt det är att lära sig fördomar.
En förändring kommer att komma...
by Marie T. Russell, InnerSelf
(30 maj 2020) När jag tittar på nyheterna om händelserna i Philadephia och andra städer i landet verkar mitt hjärta efter det som händer. Jag vet att detta är en del av den större förändringen som sker ...
En låt kan lyfta hjärtat och själen
by Marie T. Russell, InnerSelf
Jag har flera sätt som jag använder för att rensa mörkret från mitt sinne när jag upptäcker att det har snett i. En är trädgårdsarbete eller spendera tid i naturen. Den andra är tystnad. Ett annat sätt är läsning. Och en som ...