Per molto tempo, i biologi hanno potuto fare affidamento solo sui dati morfologici degli organismi viventi per stabilire il loro lignaggio. Oggi gli alberi filogenetici si basano sulla sequenza genetica degli individui, un metodo considerato più affidabile, sebbene questa “superiorità” sia valutata raramente. In un nuovo studio, i biologi mostrano che gli alberi molecolari si adattano meglio ai dati biogeografici rispetto alle loro controparti morfologiche. Questo quindi mette in discussione alberi filogenetici basati solo su dati morfologici.
La conoscenza delle relazioni interpersonali è essenziale in biologia, specialmente nella biologia evolutiva, quindi è fondamentale determinare il modo migliore per stabilire un lignaggio accurato. Le relazioni evolutive tra individui sono dedotte principalmente da due categorie di dati: morfologici e molecolari. Prima che il sequenziamento molecolare diventasse possibile, gli scienziati collegavano i taxa in base a criteri morfologici (anatomia e struttura).
Lo sviluppo di tecnologie di sequenziamento genetico rapido ha permesso di costruire le relazioni evolutive delle specie più rapidamente ea costi inferiori. Questi metodi avanzati eliminavano anche molti errori: alcune specie che erano state a lungo considerate strettamente imparentate appartenevano in realtà a rami filogenetici molto diversi. Per valutare sperimentalmente l’accuratezza di entrambi i metodi, i biologi del Milner Center for Evolution dell’Università di Bath hanno deciso di confrontare gli alberi morfologici e molecolari con la distribuzione geografica della specie.
Alberi molecolari che riflettono meglio la biogeografia
I ricercatori hanno esaminato 48 coppie di alberi morfologici e molecolari per animali e piante a diversi livelli tassonomici. Hanno scoperto, in media, che gli alberi molecolari si adattano meglio ai dati biogeografici rispetto alle loro controparti morfologiche. In altre parole, gli animali raggruppati da alberi molecolari tendono a vivere più strettamente insieme geograficamente rispetto agli animali raggruppati da alberi morfologici. E questo, indipendentemente dalle dimensioni e dall’equilibrio degli alberi, afferma il team.
” Per più di cento anni abbiamo classificato gli esseri viventi in base al loro aspetto e al loro raggruppamento anatomico, ma i dati molecolari spesso raccontano una storia un po’ diversa. “,” disse Matthew Wells, Professore di Paleobiologia Evoluzionistica presso il Milner Center for Evolution dell’Università di Bath. Ad esempio, lo scienziato spiega che toporagni elefanti, oritteropi, elefanti, talpe dorate o lamantini provengono tutti dallo stesso ramo dell’evoluzione dei mammiferi. Tuttavia, il loro aspetto e il loro stile di vita sono completamente diversi.
Questi animali appartengono al gruppo Afrotherians, un ordine superiore di mammiferi placentari, che si basa solo sull’analisi molecolare. La maggior parte delle specie di questo gruppo si trova in Africa. L’albero molecolare di questi animali è pienamente coerente con la loro distribuzione geografica. ” alberi molecolari [correspondent davantage à la biogéographie] Non solo in gruppi come gli afrotheriani, ma anche nell’intero albero della vita di uccelli, rettili, insetti e piante Lo conferma Jack Auston, ricercatore del Milner Center for Evolution e primo autore dello studio.
Evoluzione convergente molto frequente
Come spiegato dai ricercatori, i dati molecolari offrono numerosi vantaggi rispetto ai dati morfologici. In primo luogo, i caratteri molecolari possono essere acquisiti in numero molto maggiore e più facilmente rispetto ai caratteri morfologici, spesso con minore esperienza tassonomica. In secondo luogo, i dati delle sequenze pubblicate possono essere facilmente ricercati, riutilizzati e rianalizzati per il confronto con nuove sequenze.
Terzo, l’approccio non include criteri soggettivi e promuove la ripetibilità – al contrario, i morfologi devono esprimere giudizi sulla simmetria dei caratteri e sul modo in cui sono codificati: i dati dipendono quindi dalla soggettività di ciascuno. Infine, l’evoluzione molecolare si basa su ampi insiemi di dati sperimentali che hanno consentito la costruzione di modelli complessi.
L’analisi dei dati molecolari ha anche rivelato che l’evoluzione convergente – che si riferisce al fatto che una caratteristica si sviluppa separatamente in due gruppi di organismi geneticamente non correlati – è più comune di quanto i biologi pensassero in precedenza. Il volo è un esempio di evoluzione convergente: questa caratteristica si è evoluta negli uccelli, nei pipistrelli e negli insetti. ” Usando i dati molecolari, possiamo vedere che l’evoluzione convergente sta accadendo continuamente. […] Ciò dimostra che l’evoluzione continua a reinventare le cose, arrivando a una soluzione simile ogni volta che si incontra il problema su un ramo diverso dell’albero dell’evoluzione. Dice che il professore lo vuole.
Il team ha inoltre osservato che la corrispondenza biogeografica tende ad aumentare nel tempo man mano che i metodi ei modelli utilizzati diventano più complessi. Il fatto che la biogeografia possa riflettere la storia dell’evoluzione è in gran parte l’origine della teoria dell’evoluzione di Charles Darwin, secondo la quale gli individui più adattati al loro ambiente si riproducono più degli altri. Tuttavia, la biogeografia non è stata ancora considerata un modo per testare direttamente l’accuratezza degli alberi evolutivi.
I ricercatori osservano che i dati morfologici sono comunque importanti: La filogenetica non si basa solo su un’eredità di ricerca morfologica, ma circa il 98% delle specie si è estinto e la morfologia rimane l’unica fonte di dati per i taxa esclusivamente fossili. “, spiegano. Il loro studio mostra che la biogeografia può aiutare in questo caso a ridurre gli errori, soprattutto quelli causati dall’evoluzione convergente.
fonte : J. Oyston et al., Biologia della comunicazione
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