生き残った種の遺伝子は、過去の絶滅についての信頼できる情報を提供しませんでした

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ビデオ: Эволюция тела человека от докембрия до наших дней | Станислав Дробышевский (Аудиокнига) 2022, 12月
生き残った種の遺伝子は、過去の絶滅についての信頼できる情報を提供しませんでした
生き残った種の遺伝子は、過去の絶滅についての信頼できる情報を提供しませんでした
Anonim
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自然によれば、現代の生物の分子系統学のデータだけから、新種の出現率と古い種の絶滅率を確実に決定することは不可能です。このアプローチは、現在またはごく最近に発生した進化的イベントに対してのみ機能し、他の場合には、少なくとも古生物学的資料を考慮に入れる必要があります。純粋に分子的なアプローチについての疑問は長い間生じてきましたが、今ではそれらの数学的正当性が現れています。

生物のグループにおける多様化の速度は、単位時間あたりに出現した新種の数(λ)と、同じ間隔で消滅した新種の数(μ)によって異なります。関心のある分類群に含まれているすべての種を知っていれば、簡単に計算できます。しかし、一部のグループでは、化石の残骸がほとんど発見されなかったため、古生物学的発見だけから、過去の種の多様性とその変化を確実に評価することは不可能です。

1994年、オックスフォードの生物学者は、現在存在する生物の系統樹に従って、このような問題グループの多様化率を計算することを提案しました。これは、特定のグループのさまざまな種の関係を示し、種が共通の祖先から分岐した時点を示すスキームです。それらは分子データから構築されています。遺伝子に特定の突然変異がどの程度の割合で発生するかはおおよそわかっており、これにより種の分岐の時期を判断できます。絶滅はまた、生物の遺伝物質に影響を与える可能性があります。したがって、理論的には、系統樹を使用して、現代の種の1つが由来する分類群内の種の数、およびこのパラメーターの経時変化を決定することが可能です。

すぐに、このアプローチの正確性について疑問が生じました。 λ、μ、およびそれらの成分が一定であれば、うまく機能するはずです。ただし、これらは変更される可能性があり、これらの変数に異なる数値を代入することで同じ結果を得ることができます。他の種を生み出した種の数が急激に増加した場合、この変化の原因を特定することはできません。既存の種がよりゆっくりと消滅し始めた状況と、新しい種がより早く出現し始めた状況です。 、同じように見えます。今日まで子孫が生き残った種の数の増加が大幅に鈍化した場合も同様です。

それにもかかわらず、2004年に記述された方法は今日でも使用されており、現代の生物の分子系統学によれば、過去の気候やその他の条件が絶滅率にどのように影響したかについても推測しています。 λとμが定数でなくても、現代の生物を生み出した種の数の増加を判断できる数学的モデルがあります。

カナダと米国のStilianosLoucaとMatthewPennellは、既存の生物が進化した種の数の変化と、特定の系統樹からのデータへの依存性をさまざまな微分方程式で説明しようとしました。同時に、彼らはλとμが時間とともに変化する可能性があると信じており、異なるモデルでは、そのような変化に対して異なるシナリオを設定しました。

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このグループの現在存在する生物を生じさせた分類群の種の数(a)は、それが計算されたモデルに依存しません。同時に、種分化率(b)と種の絶滅率(c)は、異なるモデルで同じではなく、異なる方法で異なります。多様化率(d)も異なります

異なる方程式でも同じ結果が得られることがわかりました。新種の絶滅と出現の速度、およびそれらに伴う多様化の速度は大幅に異なる可能性がありますが、現代の生物の系統樹がどの系統樹から取得されたかに関係なく、現代の子孫を持つ種の数は同じ軌道に沿って時間とともに変化します。そのような木は、誰かの祖先となった絶滅種についての情報のみを提供し、子孫を残していない人々については何も報告していないことが判明しました。

したがって、現代の生物の関係に関する分子データだけでは、種分化が絶滅した祖先でどれほど速く進行したか、種がどのくらいの頻度で消えて現れたかの全体像を示すことはできません。また、それらに基づいて、特定の分類群の進化がさまざまな外部イベント(気候変動など)によってどのように影響を受けたかについて信頼できる仮定を構築することは不可能であることが判明しました。

著者らは、情報を完全にするために、可能な場合は古生物学的発見を使用する必要があると述べています。この考えは明白に思えるかもしれませんが、分子遺伝学研究の繁栄は、古典的な生物学的材料を使用する研究を犠牲にして、科学者がこの考えを定期的に思い出す必要があることを示唆しています。

新しいデータが表示され、すでに利用可能な結果が改訂されると、系統樹は絶えず再構築されています。 2015年には、230万種を含む最も完成度の高い木の1つについて書きました。最新の(現時点で)バージョンは2019年12月29日に公開されました。

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