Cuando el dibujante y profesor de biología marina Steve Hillenburg creó SpongeBob SquarePants en 1999, pudo haber respaldado el lado equivocado de una de las controversias más antiguas en el campo de la biología evolutiva.
Durante la última década, los zoólogos han estado luchando sobre la pregunta: "¿Cuál era la rama más antigua del árbol genealógico de los animales?" ¿Eran las esponjas, como habían pensado durante mucho tiempo, o era un conjunto de criaturas claramente diferente, el¿Los delicados depredadores marinos llamados jaleas en peine? La respuesta a esta pregunta podría tener un gran impacto en el pensamiento de los científicos sobre cómo evolucionó el sistema nervioso, el tracto digestivo y otros órganos básicos en los animales modernos.
Ahora, un equipo de biólogos evolutivos de la Universidad de Vanderbilt y la Universidad de Wisconsin-Madison han ideado un nuevo enfoque diseñado específicamente para resolver problemas polémicos del árbol de la vida filogenéticos como este. El nuevo enfoque se reduce directamente al lado del peinejaleas
El método y su aplicación a esta y otras 17 relaciones filogenéticas controvertidas se publicó en línea el 10 de abril por la revista Ecología y evolución de la naturaleza en un artículo titulado "La resolución de relaciones contenciosas en estudios filogenómicos puede ser impulsada por uno o un puñado de genes"
Durante casi un siglo, los científicos organizaron el árbol genealógico de los animales basándose en gran parte en su juicio sobre la complejidad relativa de varios organismos. Debido a su simplicidad comparativa, las esponjas se consideraron los primeros miembros del linaje animal. Este paradigma comenzócambiar cuando la revolución en la genómica comenzó a proporcionar grandes cantidades de información sobre el ADN de un número creciente de especies. Los biólogos evolucionistas comenzaron a aplicar esta gran cantidad de información para refinar y redefinir las relaciones evolutivas, creando un nuevo campo llamado filogenómica. En la mayoría de los casos,los datos de ADN ayudaron a aclarar estas relaciones. Sin embargo, en varios casos, dieron lugar a controversias que se intensificaron a medida que se acumulaban más datos.
En 2008, uno de los primeros estudios filogenómicos identificó a las gelatinas de peine también conocidas como ctenóforos como los primeros miembros del reino animal, en lugar de esponjas. Esto desencadenó una controversia en curso con la última ronda siendo un estudio masivo publicado el mes pasado que clasificóUna variedad de datos genéticos sin precedentes para respaldar la posición de las esponjas como la primera rama animal.
"El método actual que usan los científicos en los estudios filogenómicos es recolectar grandes cantidades de datos genéticos, analizar los datos, construir un conjunto de relaciones y luego argumentar que sus conclusiones son correctas debido a las diversas mejoras que han realizado en su análisis".Antonis Rokas, profesor de ciencias biológicas de Cornelius Vanderbilt, quien ideó el nuevo enfoque con el erudito postdoctoral Vanderbilt Xing-Xing Shen y el profesor asistente Chris Todd Hittinger de la Universidad de Wisconsin-Madison, dijo: "Esto ha funcionado extremadamente bien en el 95 por ciento de los casos, pero ha llevado a diferencias aparentemente irreconciliables en el 5 por ciento restante "
Rokas y sus colaboradores decidieron centrarse en 18 de estas controvertidas relaciones siete de animales, cinco de plantas y seis de hongos en un intento por descubrir por qué los estudios han producido resultados tan contradictorios.descendió a las malas hierbas, genéticamente hablando, y comenzó a comparar los genes individuales de los principales contendientes en cada relación.
"En estos análisis, solo usamos genes que se comparten entre todos los organismos", dijo Rokas. "El truco consiste en examinar las secuencias de genes de diferentes organismos para descubrir a quién identifican como sus parientes más cercanos. Cuando observa ungen particular en un organismo, llamémoslo A, preguntamos si está más estrechamente relacionado con su contraparte en el organismo B? ¿O con su contraparte en el organismo C? ¿Y por cuánto? "
Estos análisis generalmente involucran de cientos a miles de genes. Los investigadores determinaron cuánto apoyo proporciona cada gen a una hipótesis las gelatinas primero sobre otra las esponjas primero. Etiquetaron la diferencia resultante como una "señal filogenética".La hipótesis es la que las señales filogenéticas de la mayoría de los genes favorecen constantemente.
De esta manera, determinaron que las gelatinas de peine tienen considerablemente más genes que respaldan su estado de "primero en divergir" en el linaje animal que las esponjas.
Otra relación contenciosa que abordaron los investigadores fue si los cocodrilos están más estrechamente relacionados con las aves o las tortugas. Descubrieron que el 74 por ciento de los genes compartidos favorecen la hipótesis de que los cocodrilos y las tortugas son linajes hermanos, mientras que las aves son primos cercanos.
En el curso de su estudio, también descubrieron que en una serie de casos polémicos uno o dos "genes muy convencidos" entre todos los genes que se analizan parecen estar causando el problema porque los métodos estadísticos que los biólogos evolutivos han estado utilizando son:altamente susceptible a su influencia.
En algunos casos, como las controversias sobre los orígenes de las plantas con flores y las aves modernas, determinaron que la eliminación de incluso un solo gen obstinado puede cambiar los resultados de un análisis de un candidato a otro. En casos como este, elLos investigadores se vieron obligados a concluir que los datos disponibles son inadecuados para respaldar una conclusión definitiva o indican que la diversificación se produjo con demasiada rapidez para resolver.
"Creemos que nuestro enfoque puede ayudar a resolver muchas de estas controversias de larga data y elevar el juego de la reconstrucción filogenética a un nuevo nivel", dijo Rokas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Vanderbilt . Original escrito por David F Salisbury. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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