植根于胎盤哺乳動物的家譜
胎盤哺乳動物由三個主要群體組成,這些群體迅速分化,在不同方向發(fā)展:Afrotheria(例如,大象和tenrecs),Xenarthra(如犰狳和懶惰)和Boreoeutheria(所有其他胎盤哺乳動物)。它們之間的關(guān)系一直是激烈爭論的主題,過去十年中多項研究得出了不相容的結(jié)論,導(dǎo)致一些研究人員認(rèn)為這些關(guān)系可能無法解決。
因此有許多懸而未決的問題,例如這三個中最老的兄弟姐妹?由于南美洲和非洲分裂,哺乳動物是否分道揚(yáng)??如果沒有,胎盤何時分裂?
布里斯托爾地球科學(xué)學(xué)院的主要作者塔弗博士說:“這一直是進(jìn)化生物學(xué)爭論最激烈的領(lǐng)域之一,許多研究人員認(rèn)為它無法解決。” “現(xiàn)在我們已經(jīng)證明這些問題可以解決 - 你只需要使用準(zhǔn)確反映基因組進(jìn)化的模型來分析基因組規(guī)模的數(shù)據(jù)集。”
研究人員匯集了有史以來收集的最大的哺乳動物系統(tǒng)發(fā)育數(shù)據(jù)集,然后使用各種分子進(jìn)化模型進(jìn)行測試,選擇最穩(wěn)健的模型,然后使用布里斯托大學(xué)和德克薩斯大學(xué)高級計算中心的幾個超級計算機(jī)集群分析數(shù)據(jù)。“我們對它進(jìn)行了破壞測試,”塔弗博士說。“我們?nèi)拥袅藦N房水槽。”
“從基因組數(shù)據(jù)重建進(jìn)化歷史的一個復(fù)雜因素是,基因組的不同部分可以并且經(jīng)常會對歷史進(jìn)行相互矛盾的描述,”美國加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校的Siavash Mirarab博士說。“同一物種內(nèi)的個體基因可能有不同的歷史。這就是為什么爭議已經(jīng)存在很長時間的一個原因 - 許多人認(rèn)為這種關(guān)系無法解決。”
為了解決分析許多物種共有的大量基因的復(fù)雜性,研究人員將兩種根本不同的方法 - 連鎖和基于聚結(jié)的分析 - 進(jìn)行配對,以確認(rèn)研究結(jié)果。當(dāng)塵埃落定時,該團(tuán)隊有一個特定的家譜,顯示Atlantogenata(包含非洲Afrotheria和南美Xenarthra的兄弟組織)是所有其他胎盤的姐妹組。
由于許多沖突的家族樹已經(jīng)發(fā)布,因此該團(tuán)隊聚集了三個最有影響力的競爭對手,并使用相同的模型相互測試。所有以前的研究都突然出現(xiàn),他們的數(shù)據(jù)與Tarver及其同事一致。
隨著家譜的起源解決,這對胎盤哺乳動物意味著什么?研究人員折疊在另一層 - 分子鐘分析。“分子鐘分析使用化石和基因組數(shù)據(jù)的組合來估計這些譜系何時相互分離,”英國瑪麗女王倫敦的Mario Dos-Reis博士說。“結(jié)果顯示,大約9億年前,這些年代的人和海岸人之間發(fā)生了分歧。”
以前,科學(xué)家們認(rèn)為,當(dāng)非洲和南美洲在1億多年前相互分離時,他們就分解了胎盤哺乳動物的家族,這些胎兒的分離進(jìn)化方式與地理分開。但研究人員發(fā)現(xiàn)胎盤哺乳動物直到非洲和南美洲已經(jīng)分離后才分裂。
英國劍橋大學(xué)的研究作者Rob Asher博士說:“我們提出,南美洲生活的地方性Xenarthra(例如,樹懶,食蟻獸和犰狳)通過水上擴(kuò)散在島嶼大陸上殖民。”
阿舍爾博士認(rèn)為,這并不像你想象的那么困難。哺乳動物是動物王國的偉大冒險家之一,當(dāng)時原始大西洋只有幾百英里寬。我們已經(jīng)知道,新世界的猴子后來大西洋越過大西洋,可能是在風(fēng)暴碎片形成的木筏上。當(dāng)然,哺乳動物反復(fù)殖民馬達(dá)加斯加等偏遠(yuǎn)島嶼。
“你并不總是需要推翻現(xiàn)狀才能產(chǎn)生重大影響,”塔弗博士說。“所有相互競爭的假設(shè)都有一些證據(jù)支持他們 - 這正是造成這種爭議的根源的原因。用堅實的經(jīng)驗證據(jù)證明胎盤家譜的根源是一項巨大的成就。”
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