Ещё в середине 1800-х годов британский натуралист Чарльз Дарвин нарисовал грубый набросок, в котором эволюционные взаимосвязи между всеми живыми существами на планете изображались в виде «великого дерева», чьи ветки и почки представляли отдельные современные виды.
С тех пор картографирование огромного разнообразия жизни на Земле оказалось более сложной задачей, чем предполагал Дарвин. (Вот рисунок, который он сделал.) За прошедшие годы ученые опубликовали десятки тысяч частичных версий великого дерева, рассматривая избранные ветви и включающие около 100 000 видов.
Но теперь, полтора века спустя, ученые из 11 различных учреждений объединили усилия, чтобы собрать всю эту информацию, а также новые данные, чтобы создать наиболее полную версию дерева на данный момент.
Как подробно описано в недавней статье в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, новое «Древо жизни» показывает, как взаимосвязаны 2,3 миллиона различных видов животных, растений, грибов и микробов, и как эти отношения разошлись с начала жизни. началось на Земле более 3,5 миллиардов лет назад.
«Это первая реальная попытка соединить точки и собрать все воедино», - заявила главный исследователь Карен Крэнстон из Университета Дьюка в пресс-релизе. "Думайте об этом как о версии 1.0."
Вот некоторые интригующие моменты о проекте.
1. Дерево было построено в значительной степени путем прививки множества более мелких деревьев Исследователи собрали базу данных из более чем 6 800 частичных деревьев, разработанных учеными, которые описывали ветви, такие как птицы и млекопитающие. Из них они выбрали 484, у которых была лучшая, самая свежая информация, и использовали их для построения нового Древа Жизни.
2. Это своего рода Википедия по эволюции. Исследователи разрабатывают программное обеспечение, которое позволит другим ученым входить в систему, обновлять или пересматривать дерево по мере того, как будут идентифицированы и названы новые виды.
3. Древо может включать в себя некоторые виды, которые еще не были обнаружены. 2,3 миллиона, о которых мы упоминали ранее, на самом деле представляют собой то, что называется операционными таксономическими единицами, которые в основном представляют собой почки на дереве. Это могут быть виды, подвиды или разновидности, которые имеют некоторые эволюционные различия, как объяснил исследователь Мичиганского университета Стивен Смит в обсуждении Reddit с участием многих ученых, которые работали над Древом. На сегодняшний день названо около 1,8 миллиона видов, но ученые говорят, что это число, вероятно, представляет собой лишь часть от общего числа видов на планете. По словам исследователя из Университета Флориды Дуга Солтиса, «все еще так много разнообразия, о котором мы ничего не знаем."
4. Одна из больших проблем при построении дерева заключалась в том, чтобы выяснить, какие имена использовать для животных. сокращения. Это стало настолько запутанным, что какое-то время колючие муравьеды и род мурены делили научное название ехидна, а восточная красная летучая мышь до сих пор упоминается во многих местах под двумя разными научными названиями: Lasiurus borealis и Nycteris borealis.
5. Дерево будет расти еще больше, поскольку исследователи копаются в биологическом прошлом Земли. Сейчас оно включает только живые виды. «Включение вымерших таксонов (популяций организмов) в дерево определенно занимает первое место в списке приоритетов», - объяснил исследователь из Мичиганского университета Джозеф Браун в обсуждении на Reddit..
6. Дерево содержит несколько сюрпризов. Вы можете не знать, например, что животные оказываются более тесно связаны с грибами, чем с растениями. И киты на самом деле тесно связаны с бегемотами, образуя ветвь дерева, которое исследователи называют «кладой кнута». (Узнайте больше о них в видео ниже.)
7. Древо может помочь ученым предсказать будущую эволюцию. Как объяснил исследователь из Мичиганского университета Коди Хинчлифф, Древо позволяет ученым увидеть взаимосвязь между различными линиями жизни, что помогает им понять, как эволюционный процесс мог иметь место. работали определенным образом. «Это, в свою очередь, позволяет нам делать прогнозы о том, как может работать эволюция в целом», - написал он. Это может быть очень полезно, когда речь идет, например, о том, как будут развиваться будущие вирусы, и о разработке методов борьбы с ними.
8. Некоторые эволюционные взаимосвязи невозможно понять. Деревья очень хорошо подходят для выяснения эволюции, которая происходит, когда гены передаются от родителя к ребенку. Но, как объяснил исследователь из Университета Канзаса Марк Холдер на Reddit, бактерии и другие микробы часто передают гены неродственникам по маршруту, известному как латеральный перенос генов. Когда это так, «я не очень оптимистичен в отношении того, что мы сможем делать точные заявления о глубоких генеалогических отношениях», - написал он.
9. Ученые стремятся подключить больше частичных деревьев. The Christian Science Monitor сообщает, что исследователи были ограничены использованием данных из деревьев, которые уже существовали в цифровой форме, и это лишь небольшая часть тех, которые были созданные годами. «Существует довольно большой разрыв между суммой того, что ученые знают о том, как связаны живые существа, и тем, что на самом деле доступно в цифровом виде», - сказал Крэнстон из Университета Дьюка.
10. Вам не нужно быть ученым, чтобы смотреть на данные. В дополнение к исследовательской версии они также создали упрощенную версию для обычных людей, включая это колесо с возможностью поиска избранных видов, начиная от T. От Рекса до утконоса и до человека, и эта временная шкала эволюции.
Вот это круто
Древо жизни может помочь ученым увидеть связи и привести к разного рода прорывам - от понимания происхождения и распространения инфекционных заболеваний, таких как ВИЧ и лихорадка Эбола, до поиска способов повышения урожайности в сельском хозяйстве.
Часто задаваемые вопросы
Каковы 3 типа филогенетического дерева?
Три типа филогенетических деревьев - это кладограммы, филограммы и хронограммы.