Nova tecnologia de DNA está sacudindo os galhos da árvore evolutiva

Nossos olhos são semelhantes aos olhos da lula

 

Se você parece diferente para seus parentes próximos, pode ter se sentido separado de sua família. Quando criança, durante as quedas particularmente tempestuosas, você pode até esperar que fosse um sinal de que você foi adotado.

Como mostra nossa nova pesquisa, as aparências podem enganar quando se trata de família. A nova tecnologia de DNA está sacudindo as árvores genealógicas de muitas plantas e animais.

Os primatas, aos quais os humanos pertencem, já foram considerados parentes próximos dos morcegos por causa de algumas semelhanças em nossos esqueletos e cérebros . No entanto, os dados de DNA agora nos colocam em um grupo que inclui roedores (ratos e camundongos) e coelhos. Surpreendentemente, os morcegos são mais intimamente relacionados a vacas, cavalos e até rinocerontes do que a nós.

Os cientistas na época de Darwin e durante a maior parte do século 20 só podiam descobrir os ramos da árvore evolutiva da vida observando a estrutura e a aparência de animais e plantas. As formas de vida foram agrupadas de acordo com as semelhanças que se acredita terem evoluído juntas .

Cerca de três décadas atrás, os cientistas começaram a usar dados de DNA para construir "árvores moleculares". Muitas das primeiras árvores baseadas em dados de DNA estavam em desacordo com as clássicas.

Preguiças e tamanduás, tatus, pangolins (tamanduás escamosos) e aardvarks já foram considerados como pertencentes a um grupo chamado edentados ("sem dentes"), uma vez que compartilham aspectos de sua anatomia.

As árvores moleculares mostraram que essas características evoluíram independentemente em diferentes ramos da árvore mamífera. Acontece que os porcos-da-terra estão mais intimamente relacionados aos elefantes, enquanto os pangolins estão mais relacionados aos gatos e cães.

Chegando junto

Há outra importante linha de evidência que era familiar a Darwin e seus contemporâneos. Darwin observou que animais e plantas que pareciam compartilhar a ancestralidade comum mais próxima eram frequentemente encontrados geograficamente próximos. A localização das espécies é outro forte indicador de que estão relacionadas: espécies que vivem próximas umas das outras são mais propensas a compartilhar uma árvore genealógica.

Pela primeira vez, nosso artigo recente cruzou a localização, os dados de DNA e a aparência de uma variedade de animais e plantas. Analisamos as árvores evolutivas com base na aparência ou nas moléculas de 48 grupos de animais e plantas, incluindo morcegos, cães, macacos, lagartos e pinheiros.

Árvores evolutivas baseadas em dados de DNA eram dois terços mais propensas a combinar com a localização das espécies em comparação com mapas de evolução tradicionais. Em outras palavras, as árvores anteriores mostraram que várias espécies estavam relacionadas com base na aparência.

Nossa pesquisa mostrou que eles eram muito menos propensos a viver perto um do outro em comparação com espécies ligadas por dados de DNA.

Pode parecer que a evolução inventa incessantemente novas soluções , quase sem limites. Mas tem menos truques na manga do que você imagina.

Os animais podem ser incrivelmente parecidos porque evoluíram para fazer um trabalho semelhante ou viver de maneira semelhante. Aves, morcegos e os extintos pterossauros têm, ou tinham, asas ósseas para voar , mas todos os seus ancestrais tinham patas dianteiras para andar no chão.

Acima:  As rodas de cores e a chave indicam onde os membros de cada ordem são encontrados geograficamente. A árvore molecular tem essas cores agrupadas melhor do que a árvore morfológica, indicando maior concordância das moléculas com a biogeografia.

Formas de asas e músculos semelhantes evoluíram em grupos diferentes porque a física de gerar impulso e sustentação no ar é sempre a mesma. É a mesma coisa com os olhos , que podem ter evoluído 40 vezes nos animais , e com apenas alguns "desenhos" básicos.

Nossos olhos são semelhantes aos olhos da lula, com cristalino, íris, retina e pigmentos visuais. As lulas estão mais intimamente relacionadas com caracóis, lesmas e mariscos do que nós. Mas muitos de seus parentes moluscos têm apenas os olhos mais simples.

As toupeiras evoluíram como criaturas cegas e escavadoras pelo menos quatro vezes, em diferentes continentes, em diferentes ramos da árvore mamífera. As toupeiras marsupiais australianas (mais intimamente relacionadas aos cangurus), as toupeiras-douradas africanas (mais intimamente relacionadas aos porcos-da-terra), os ratos-toupeira africanos (roedores) e as toupeiras-talpídeos da Eurásia e da América do Norte (amadas pelos jardineiros e mais intimamente relacionadas aos ouriços). do que essas outras "toupeiras") todas evoluíram por um caminho semelhante.

As raízes da evolução

Até o advento da tecnologia de sequenciamento de genes barata e eficiente no século 21, a aparência era geralmente tudo o que os biólogos evolucionistas precisavam seguir.

Enquanto Darwin (1859) mostrou que toda a vida na Terra está relacionada em uma única árvore evolutiva, ele fez pouco para mapear seus ramos. O anatomista Ernst Haeckel (1834-1919) foi uma das primeiras pessoas a desenhar árvores evolutivas que tentaram mostrar como os principais grupos de formas de vida estão relacionados.

Os desenhos de Haeckel fizeram observações brilhantes de seres vivos que influenciaram a arte e o design nos séculos XIX e XX. Suas árvores genealógicas baseavam-se quase inteiramente na aparência desses organismos e se desenvolviam como embriões. Muitas de suas ideias sobre relacionamentos evolutivos foram mantidas até recentemente.

À medida que se torna mais fácil e barato obter e analisar grandes volumes de dados moleculares, haverá muito mais surpresas reservadas.A conversa

Matthew Wills , Professor de Paleobiologia Evolutiva no Milner Center for Evolution, University of Bath .