Die Wissenschaft beginnt zu zeigen, wie wir den evolutionären Baum des Lebens falsch verstanden haben

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 flickr, CC BY

Wenn Sie anders aussehen als Ihre nahen Verwandten, haben Sie sich möglicherweise von Ihrer Familie getrennt gefühlt. Als Kind haben Sie bei besonders stürmischen Auseinandersetzungen vielleicht sogar gehofft, es wäre ein Zeichen dafür, dass Sie adoptiert wurden.

Wie unsere neue Forschung zeigt, kann der Schein in Bezug auf die Familie trügerisch sein. Die neue DNA-Technologie bringt die Stammbäume vieler Pflanzen und Tiere durcheinander.

Die Primaten, zu denen der Mensch gehört, galten einst aufgrund einiger Ähnlichkeiten in unseren als nahe Verwandte der Fledermäuse Skelette und Kopf. DNA-Daten ordnen uns jedoch jetzt in eine Gruppe ein, die Nagetiere (Ratten und Mäuse) und Kaninchen umfasst. Erstaunlicherweise sind Fledermäuse enger mit Kühen verwandt, Pferde und sogar Nashörner, als sie für uns sind.

Wissenschaftler zu Darwins Zeiten und den größten Teil des 20. Jahrhunderts konnten die Zweige des evolutionären Baums des Lebens nur ausarbeiten, indem sie sich die Struktur und das Aussehen von Tieren und Pflanzen ansahen. Lebensformen wurden gruppiert nach Ähnlichkeiten, von denen angenommen wird, dass sie sich gemeinsam entwickelt haben.

Vor etwa drei Jahrzehnten begannen Wissenschaftler, DNA-Daten zu verwenden, um „molekulare Bäume“ zu bauen. Viele der ersten auf DNA-Daten basierenden Bäume standen im Widerspruch zu den klassischen. Faultiere und Ameisenbären, Gürteltiere, Pangolin (schuppige Ameisenbären) und Erdferkel galten einst als zusammengehörig in einer Gruppe namens Edentate („keine Zähne“), da sie Aspekte ihrer Anatomie gemeinsam haben. Molekulare Bäume zeigten, dass sich diese Merkmale in verschiedenen Zweigen des Säugetierbaums unabhängig voneinander entwickelten. Es stellt sich heraus, dass Erdferkel enger mit Elefanten verwandt sind, während Schuppentiere enger mit Katzen und Hunden verwandt sind.

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 Molekulare Phylogenien zeigen, dass Säugetiere, die so unterschiedlich aussehen wie Erdferkel, Seekühe, Elefantenspitzmäuse und Elefanten, wirklich enge Verwandte sind.

Zusammenkommen

Es gibt noch eine weitere wichtige Beweisführung, die Darwin und seinen Zeitgenossen bekannt war. Darwin bemerkte dass Tiere und Pflanzen, die die engsten gemeinsamen Vorfahren zu haben schienen, geografisch oft nahe beieinander gefunden wurden. Der Standort von Arten ist ein weiterer starker Indikator für ihre Verwandtschaft: Arten, die nahe beieinander leben, teilen mit größerer Wahrscheinlichkeit einen Stammbaum.

Erstmals unsere jüngsten Papier querverwiesener Ort, DNA-Daten und Aussehen für eine Reihe von Tieren und Pflanzen. Wir untersuchten Evolutionsbäume basierend auf Aussehen oder Molekülen für 48 Gruppen von Tieren und Pflanzen, darunter Fledermäuse, Hunde, Affen, Eidechsen und Kiefern. Auf DNA-Daten basierende Evolutionsbäume stimmten im Vergleich zu herkömmlichen Evolutionskarten mit zwei Drittel höherer Wahrscheinlichkeit mit dem Standort der Art überein. Mit anderen Worten, frühere Bäume zeigten, dass mehrere Arten aufgrund ihres Aussehens miteinander verwandt waren. Unsere Forschung hat gezeigt, dass sie im Vergleich zu Arten, die durch DNA-Daten verbunden sind, mit weitaus geringerer Wahrscheinlichkeit nahe beieinander leben.

Es mag diese Entwicklung erscheinen erfindet endlos neue Lösungen, fast ohne Grenzen. Aber es hat weniger Tricks im Ärmel, als Sie vielleicht denken. Tiere können sich erstaunlich ähnlich sehen, weil sie es haben entwickelt, um einen ähnlichen Job zu machen oder ähnlich leben. Vögel, Fledermäuse und die ausgestorbenen Flugsaurier haben oder hatten knöcherne Flügel zum Fliegen, aber ihre Vorfahren hatten stattdessen alle Vorderbeine, um auf dem Boden zu gehen.

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 Die Farbräder und der Schlüssel zeigen an, wo Mitglieder jedes Ordens geografisch zu finden sind. Beim molekularen Baum sind diese Farben besser gruppiert als beim morphologischen Baum, was auf eine engere Übereinstimmung der Moleküle mit der Biogeographie hinweist. Die Abbildung stammt von Oyston et al. (2022) Autor zur Verfügung gestellt


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Ähnliche Flügelformen und -muskeln haben sich in verschiedenen Gruppen entwickelt, weil die Physik der Erzeugung von Schub und Auftrieb in der Luft immer gleich ist. es ist das gleiche mit den augen, Die kann sich bei Tieren 40-mal entwickelt haben, und mit nur wenigen grundlegenden „Designs“.

Unsere Augen ähneln Tintenfischaugen, mit einer Augenlinse, Iris, Netzhaut und Sehpigmenten. Tintenfische sind enger mit Schnecken, Nacktschnecken und Muscheln verwandt als wir. Aber viele ihrer Weichtierverwandten haben nur die einfachsten Augen.

Maulwürfe haben sich mindestens viermal auf verschiedenen Kontinenten und auf verschiedenen Ästen des Säugetierbaums als blinde, grabende Kreaturen entwickelt. Die australischen Beutelmaulwürfe (näher verwandt mit Kängurus), afrikanische goldene Maulwürfe (näher verwandt mit Erdferkeln), afrikanische Maulwurfsratten (Nagetiere) und die eurasischen und nordamerikanischen talpiden Maulwürfe (beliebt bei Gärtnern und enger verwandt mit Igeln als diese anderen „Maulwürfe“) haben sich alle auf einem ähnlichen Weg entwickelt.

Die Wurzeln der Evolution

Bis zum Aufkommen der billigen und effizienten Gensequenzierungstechnologie im 21. Jahrhundert war das Aussehen normalerweise alles, was Evolutionsbiologen tun mussten.

Während Darwin (1859) zeigte, dass alles Leben auf der Erde in einem einzigen Evolutionsbaum verwandt ist, tat er wenig, um seine Zweige zu kartieren. Der Anatom Ernst Haeckel (1834-1919) war einer der ersten, der Evolutionsbäume zeichnete, die zu zeigen versuchten, wie große Gruppen von Lebensformen miteinander verwandt sind.

Haeckels Zeichnungen machten brillante Beobachtungen von Lebewesen, die Kunst und Design im 19. und 20. Jahrhundert beeinflussten. Seine Stammbäume basierten fast ausschließlich darauf, wie diese Organismen als Embryonen aussahen und sich entwickelten. Viele seiner Ideen über evolutionäre Beziehungen wurden bis vor kurzem gehalten. Da es einfacher und billiger wird, große Mengen an molekularen Daten zu erhalten und zu analysieren, werden noch viele weitere Überraschungen auf Lager sein.

Über den AutorDas Gespräch

Matthäus Wills, Professor für Evolutionäre Paläobiologie am Milner Center for Evolution, University of Bath

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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