Evolusie verduidelik hoe alle lewende wesens, ook ons, geword het. Dit sou maklik wees om evolusiewerk aan te neem deur voortdurend kenmerke by die organismes te voeg en hul kompleksiteit voortdurend te verhoog. Sommige visse het bene ontwikkel en die land ingestap. Sommige dinosourusse het vlerke ontwikkel en begin vlieg. Ander het baarmoeder ontwikkel en begin om jong te leef.
Tog is dit een van die oorheersendste en frustrerendste wanopvattings oor evolusie. Baie suksesvolle takke van die boom van die lewe het eenvoudig gebly, soos bakterieë, of dit het hul kompleksiteit verminder, soos parasiete. En dit gaan baie goed met hulle.
in 'n onlangse studie wat in Nature Ecology and Evolution gepubliseer is, het ons die volledige genome van meer as 100 organismes (meestal diere) vergelyk om te ondersoek hoe die diereryk op genetiese vlak ontwikkel het. Ons resultate toon dat die oorsprong van groot groepe diere, soos dié wat uit mense bestaan, nie gekoppel is aan die toevoeging van nuwe gene nie, maar aan massiewe geenverliese.
Die evolusionêre bioloog Stephen Jay Gould was een van die sterkste teenstanders van “die opmars van vooruitgang”, Die idee dat evolusie altyd verhoogde kompleksiteit tot gevolg het. In sy boek Full House (1996) gebruik Gould die model van die dronkaardswandeling. 'N Dronkaard verlaat 'n kroeg in 'n treinstasie en stap lomp en heen en weer oor die perron en swaai tussen die kroeg en die treinspore. Gegee genoeg tyd, sal die dronkaard in die spore val en daar gaan vassteek.
Die platform verteenwoordig 'n skaal van kompleksiteit, die kroeg is die laagste en die spore is die maksimum. Die lewe het ontstaan deur uit die kroeg te kom, met die minimum moontlike kompleksiteit. Soms struikel dit lukraak na die spore (ontwikkel op 'n manier wat die kompleksiteit verhoog) en ander kere na die kroeg (wat die kompleksiteit verminder).
Geen opsie is beter as die ander nie. Eenvoudig te bly of om die kompleksiteit te verminder, is miskien beter om te oorleef as om met toenemende kompleksiteit te ontwikkel, afhangend van die omgewing.
Maar in sommige gevalle ontwikkel groepe diere ingewikkelde eienskappe wat intrinsiek is vir die manier waarop hul liggame werk, en kan nie meer die gene verloor om eenvoudiger te word nie - hulle sit vas in die treinspore. (Daar is geen treine om in hierdie metafoor te bekommer nie.) Byvoorbeeld, multisellulêre organismes word selde weer eensellig.
As ons slegs konsentreer op die organismes wat in die treinspore vasgevang is, dan het ons 'n bevooroordeelde lewensopvatting wat van 'n reguit lyn tot 'n eenvoudige lyn ontwikkel, en verkeerdelik glo dat ouer lewensvorme altyd eenvoudig is en dat die nuwer kompleks is. Maar die werklike pad na kompleksiteit is meer pynlik.
Ons het saam met Peter Holland van die Universiteit van Oxford gekyk hoe genetiese kompleksiteit by diere ontwikkel het. voorheen, ons het gewys dat die toevoeging van nuwe gene die sleutel tot die vroeë evolusie van die diereryk was. Die vraag het toe ontstaan of dit die geval was tydens die latere evolusie van diere.
Bestudeer die boom van die lewe
Die meeste diere kan in groepe gegroepeer word belangrikste evolusionêre afstammings, takke aan die boom van die lewe wat wys hoe die diere wat vandag leef, ontwikkel het uit 'n reeks gedeelde voorouers. Om ons vraag te beantwoord, het ons elke geslagslyn waarvoor 'n genoomvolgorde in die openbaar beskikbaar was, bestudeer, en ook baie nie-dierlike afstammelinge om dit te vergelyk.
Een dierlike afstamming is dié van die deuterostome, wat mense en ander gewerweldes insluit, sowel as seesterre of seegoë. 'N Ander een is die ekdysosoë, wat bestaan uit die geleedpotiges (insekte, kreef, spinnekoppe, duisendpote) en ander diere wat rondvlieg, soos rondewurms. Werweldiere en insekte word beskou as van die mees komplekse diere. Laastens het ons een afkoms, die lophotrochozoans, wat diere soos weekdiere (byvoorbeeld slakke) of anneliede (erdwurms) insluit.
Ons het hierdie uiteenlopende verskeidenheid organismes geneem en gekyk hoe hulle aan die boom van die lewe verwant is en watter gene hulle gedeel het en nie deel nie. As 'n geen aanwesig was in 'n ouer tak van die boom en nie in 'n jonger een nie, het ons afgelei dat hierdie geen verlore gegaan het. As 'n geen nie in ouer takke voorkom nie, maar in 'n jonger tak verskyn het, dan beskou ons dit as 'n nuwe geen wat in die jonger tak opgedoen is.
'N Lewensboomdiagram wat die veranderende aantal gene van verskillende dieregroepe toon. Oranje driehoeke wat na onder wys, dui op geenverliese. Groen driehoeke opwaarts dui op genewins. Hoe groter die driehoek, hoe groter is die verandering. Jordi Paps, skrywer met dien verstande
Die resultate het getoon dat ongekende getalle gene verloor en opgedoen het, iets wat nog nooit in vorige ontledings gesien is nie. Twee van die belangrikste afstammelinge, die deuterostome (mense ingesluit) en die ecdysozoans (insekte ingesluit), het die grootste aantal geenverliese getoon. In teenstelling hiermee, toon die lophotrochozoans 'n balans tussen geen-nuwighede en verliese.
Ons resultate bevestig die prentjie wat Stephen Jay Gould gegee het deur aan te toon dat die dierelewe op geenvlak ontstaan het deur die kroeg te verlaat en 'n groot sprong in kompleksiteit te maak. Maar na die aanvanklike entoesiasme het sommige afstammelinge nader aan die kroeg gestruikel deur gene te verloor, terwyl ander afstammelinge na die baan gedryf het deur gene op te doen. Ons beskou dit as die perfekte opsomming van evolusie, 'n ewekansige drank wat tussen die balk en die treinspoor veroorsaak word. Of soos die internet-meme sê:gaan huis evolusie, jy is dronk".
Oor Die Skrywer
Jordi Paps, dosent, Skool vir Biologiese Wetenskappe, Universiteit van Bristol, Universiteit van Bristol en Cristina Guijarro-Clarke, PhD-kandidaat in evolusie, Universiteit van Essex
Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.
books_science
