La scienza sta iniziando a mostrare come abbiamo sbagliato l'albero della vita evolutivo

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 Flickr, CC BY

Se sembri diverso dai tuoi parenti stretti, potresti esserti sentito separato dalla tua famiglia. Da bambino, durante le cadute particolarmente tempestose avresti potuto anche sperare che fosse un segno di adozione.

Come mostra la nostra nuova ricerca, le apparenze possono essere ingannevoli quando si tratta di famiglia. La nuova tecnologia del DNA sta scuotendo gli alberi genealogici di molte piante e animali.

I primati, a cui appartengono gli esseri umani, un tempo si pensava fossero parenti stretti dei pipistrelli a causa di alcune somiglianze nel nostro scheletri e mente. Tuttavia, i dati del DNA ora ci collocano in un gruppo che include roditori (ratti e topi) e conigli. Sorprendentemente, i pipistrelli risultano essere più strettamente imparentati con le mucche, cavalli e anche rinoceronti di quanto non lo siano per noi.

Gli scienziati ai tempi di Darwin e per la maggior parte del 20° secolo hanno potuto elaborare i rami dell'albero della vita evolutivo solo osservando la struttura e l'aspetto di animali e piante. Le forme di vita sono state raggruppate in base a somiglianze che si pensa si siano evolute insieme.

Circa tre decenni fa, gli scienziati hanno iniziato a utilizzare i dati del DNA per costruire "alberi molecolari". Molti dei primi alberi basati sui dati del DNA erano in contrasto con quelli classici. Un tempo si pensava che bradipi e formichieri, armadilli, pangolini (formichieri squamosi) e oritteropi appartenessero a un gruppo chiamato edentato ("senza denti"), poiché condividono aspetti della loro anatomia. Gli alberi molecolari hanno mostrato che questi tratti si sono evoluti indipendentemente in diversi rami dell'albero dei mammiferi. Si scopre che gli oritteropi sono più strettamente imparentati con gli elefanti mentre i pangolini sono più strettamente imparentati con cani e gatti.

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 Le filogenesi molecolari mostrano che mammiferi di aspetto diverso come oritteropi, lamantini, toporagni elefante ed elefanti sono davvero cugini stretti.

Venendo insieme

C'è un'altra importante linea di prove che era familiare a Darwin e ai suoi contemporanei. Darwin ha notato che animali e piante che sembravano condividere l'ascendenza comune più vicina si trovavano spesso geograficamente vicini tra loro. La posizione delle specie è un altro forte indicatore della loro correlazione: le specie che vivono vicine hanno maggiori probabilità di condividere un albero genealogico.

Per la prima volta il ns carta recente posizione incrociata, dati del DNA e aspetto per una serie di animali e piante. Abbiamo esaminato gli alberi evolutivi in ​​base all'aspetto o alle molecole per 48 gruppi di animali e piante, inclusi pipistrelli, cani, scimmie, lucertole e pini. Gli alberi evolutivi basati sui dati del DNA avevano due terzi in più di probabilità di corrispondere alla posizione della specie rispetto alle mappe evolutive tradizionali. In altre parole, gli alberi precedenti mostravano che diverse specie erano correlate in base all'aspetto. La nostra ricerca ha mostrato che avevano molte meno probabilità di vivere l'uno vicino all'altro rispetto alle specie collegate dai dati del DNA.

Può sembrare che l'evoluzione inventa continuamente nuove soluzioni, quasi senza limiti. Ma ha meno assi nella manica di quanto potresti pensare. Gli animali possono sembrare incredibilmente simili perché lo hanno evoluto per fare un lavoro simile o vivere in modo simile. Uccelli, pipistrelli e gli pterosauri estinti hanno, o hanno avuto, ali ossute per volare, ma i loro antenati avevano tutti le zampe anteriori per camminare a terra.

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 Le ruote dei colori e la chiave indicano dove si trovano geograficamente i membri di ciascun ordine. L'albero molecolare ha questi colori raggruppati insieme meglio dell'albero morfologico, indicando un accordo più stretto delle molecole con la biogeografia. La figura è di Oyston et al. (2022) Autore previsto


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Forme e muscoli delle ali simili si sono evoluti in gruppi diversi perché la fisica della generazione di spinta e portanza nell'aria è sempre la stessa. è più o meno lo stesso con gli occhi, quale potrebbe essersi evoluto 40 volte negli animali, e con solo pochi "design" di base.

I nostri occhi sono simili a quelli dei calamari, con cristallino, iride, retina e pigmenti visivi. I calamari sono più strettamente imparentati con le lumache, le lumache e le vongole di noi. Ma molti dei loro parenti molluschi hanno solo gli occhi più semplici.

Le talpe si sono evolute come creature cieche e scavatrici almeno quattro volte, in diversi continenti, su diversi rami dell'albero dei mammiferi. Le talpe marsupiali australiane (più strettamente imparentate con i canguri), le talpe dorate africane (più strettamente imparentate con gli oritteropi), le talpe africane (roditori) e le talpe talpidi eurasiatiche e nordamericane (amate dai giardinieri e più strettamente imparentate con i ricci di queste altre "talpe") si sono evolute tutte lungo un percorso simile.

Le radici dell'evoluzione

Fino all'avvento della tecnologia di sequenziamento genico economica ed efficiente nel 21° secolo, l'apparenza era di solito l'unica cosa che i biologi evoluzionisti dovevano andare avanti.

Mentre Darwin (1859) ha mostrato che tutta la vita sulla Terra è collegata in un unico albero evolutivo, ha fatto poco per mapparne i rami. L'anatomista Ernst Haeckel (1834-1919) è stata una delle prime persone a disegnare alberi evolutivi che hanno cercato di mostrare come sono collegati i principali gruppi di forme di vita.

I disegni di Haeckel hanno fatto brillanti osservazioni sugli esseri viventi che hanno influenzato l'arte e il design nel 19° e 20° secolo. I suoi alberi genealogici erano basati quasi interamente su come quegli organismi apparivano e si sviluppavano come embrioni. Molte delle sue idee sulle relazioni evolutive sono state mantenute fino a tempi recenti. Man mano che diventa più facile ed economico ottenere e analizzare grandi volumi di dati molecolari, ci saranno molte altre sorprese in serbo.

Circa l'autoreThe Conversation

Matteo Wills, Professore di Paleobiologia Evoluzionistica presso il Milner Center for Evolution, Università di Bath

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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