进化 更大的数据集揭示了深层根源

作者:www.2138.com太阳集团   来源:http://www.aierdi8.com    栏目: 太阳集团游戏    日期:2019-05-09

  比较基因组内容分析提供了对动物早期进化的深入了解。一种允许在这些研究中使用更大数据集的新方法产生的结果与动物系统发育的经典观点一致。

  重建动物的系统发育揭示了进化生物学中尚未解决的问题,包括组织和器官系统(如肌肉和神经)的起源和发展。然而,追踪动物的深层系统发育关系仍然是一项具有挑战性的任务。如今,这种努力主要基于蛋白质氨基酸序列的比较分析。这种方法现在可以应用于“系统发育学”数据集,其实际上包含动物基因组的完整蛋白质序列。然而,尽管取得了这些进展,我们仍然没有一种普遍接受的动物系统发育树。所有动物的根源尤其如此,其早期的进化历史仍然备受争议。

  为了解开早期进化动物群体之间的关系,进化生物学家比较了来自一系列物种的“同源”基因序列。同源基因具有相似的氨基酸序列和编码蛋白质的编码,这些蛋白质通常在不同的感兴趣物种中发挥相同的功能,因此被认为是源自共同的祖先。通常,这些分析专门关注“直向同源物”,它是两个同源基因的公认亚组之一。直系同源物被认为是从单个祖先序列直接(通过垂直下降)衍生的基因。“但基因以不同的速度发展,旁系同源基因是预先存在的基因的复制产物,其随后可以彼此独立地进化。“当所有同源基因家族,而不是单独的直系同源基因被纳入基因内容的比较系统发育分析时,我们可以更深入地利用信息,”新研究的第一作者沃克佩特解释道。

  为了测试该方法的分辨率,Pett及其同事使用完整的可识别同源基因家族或直系同源子集研究了动物生命树中最早分支谱系的系统发育。这些动物门中特别感兴趣的是海绵(Porifera)和梳状果冻(Ctenophora),因为尚不清楚这些组中的哪一组代表所有其他动物的姐妹组。“无论我们是否包括旁系同源物,我们的结果都与动物系统发育的经典观点一致,因为海绵是所有其他现存动物谱系的姐妹群,”Wrheide说。直系同源基因含量的分析将梳状果冻作为原生动物的姐妹群,刺胞动物和Bilateria(最后一组占现存动物物种的95%)。然而,包括同源基因家族内容数据,将栉水母识别为刺胞动物的姐妹群。这一结果与从形态学研究中提出的建议 - 科朗特拉塔假说 - 同样可以追溯到19世纪中期,这一观点近年来已经失宠。

  “我们从我们的研究结果中得出结论,一些高度发散的谱系的异常放置,例如梳状果冻,反映了传统的基于序列的方法的能力的基本限制 - 这种方法仅依赖于直向同源物的数据 - 来解决分枝问题。 Wrheide说:“非常古老的血统。”“因此,我们认为,我们在此引入的基因内容分析应该用于检测基于直向同源物的比较序列分析的假设。如同其他领域,如犯罪学,如果对两个不同数据集的分析产生同样的结果,那么人们可以对这一结果更有信心,而不是单个结果。“

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