الشجرة التطورية ، أو شجرة النشوء والتطور ، هي مخطط فرعي يوضح العلاقات التطورية بين الأنواع المختلفة من حيث أوجه التشابه والاختلاف في خصائصها. تاريخيا ، كان يتم ذلك باستخدام الخصائص الفيزيائية – التشابه والاختلاف التشريحي للكائنات المختلفة.
ومع ذلك ، فإن التقدم في التكنولوجيا الجينية يساعد الآن علماء الأحياء على استخدام البيانات الجينية لفهم العلاقات التطورية. وفقًا لدراسة جديدة ، تؤدي البيانات الجزيئية للعلماء إلى استنتاجات مختلفة تمامًا ، وفي بعض الأحيان تقلب قرونًا من العمل العلمي في تصنيف الكائنات الحية حسب الخصائص الفيزيائية.
“لقد كان التطور المتكامل يخدعنا – حتى علماء الأحياء التطورية وعلماء التشريح الرائعين – لأكثر من 100 عام!” – ماثيو ويلز
منذ القرن التاسع عشر ، سعى داروين ومعاصروه إلى إعادة بناء “أشجار العائلة” للحيوانات من خلال الفحص الدقيق للاختلافات في تشريحها وبنيتها (مورفولوجيا).
ومع ذلك ، مع تطور تقنيات التسلسل الجيني السريع ، يستخدم علماء الأحياء الآن البيانات الجينية (الجزيئية) لمساعدة الكائنات الحية على الجمع بين العلاقات التطورية بسرعة أكبر وبتكلفة منخفضة ، مما يثبت أن الكائنات الحية التي اعتقدنا ذات مرة أنها مرتبطة ارتباطًا وثيقًا هي في الواقع مختلفة تمامًا. فروع الشجرة.
للمرة الأولى ، قارن علماء باث الأشجار التطورية ذات الأساس المورفولوجي بالبيانات الجزيئية ورسموها وفقًا للموقع الجغرافي.
ووجدوا أن الحيوانات التي جمعتها الأشجار الجزيئية تعيش في مناطق جغرافية قريبة أكثر من الحيوانات المجمعة باستخدام أشجار التين.
قال ماثيو ويلز ، أستاذ علم الأحياء القديمة التطوري في مركز ميلنر للتطور في جامعة باث: “اتضح أن العديد من أشجارنا التطورية قد تم الحصول عليها بشكل غير صحيح.
“منذ أكثر من مائة عام ، كنا نصنف الكائنات الحية وفقًا لشكلها وربطها تشريحيًا معًا ، لكن البيانات الجزيئية غالبًا ما تحكي قصة مختلفة.
“إذا قمت بإنشاء شجرة تطورية بناءً على البيانات الجزيئية للحيوانات ، فإن دراستنا تثبت إحصائيًا أنها غالبًا ما تتناسب جيدًا مع توزيعها الجغرافي.
“المكان الذي تعيش فيه الأشياء – جغرافيتها الحيوية – هو المصدر الرئيسي للتطور المعروف جيدًا لدى داروين ومعاصريه.
“على سبيل المثال ، جاءت كل من الزبابة الصغيرة ، والأعمال الفنية ، والفيلة ، وطائر الحسون ، والقردة السابحة من نفس الفرع الكبير لتطور الثدييات – على الرغم من اختلافها تمامًا عن بعضها البعض (تعيش بطرق مختلفة جدًا).
“يتم تجميع جميع الأشجار الجزيئية معًا في مجموعة تسمى المنشطات الجنسية لأنهم جميعًا أتوا من القارة الأفريقية ، وبالتالي فإن المجموعة متوافقة بيولوجيًا.”
يظهر التطور الجزيئي أن أنياب الفيل مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالفيلة. الائتمان: داني يه
وجدت الدراسة أن التطور المشترك – عندما يتم إنشاؤه بشكل منفصل في مجموعتين من الكائنات الحية غير المرتبطة جينيًا – كان أكثر شيوعًا بكثير مما كان يعتقده علماء الأحياء سابقًا.
قال البروفيسور ويلز: “لدينا بالفعل أمثلة شهيرة للتطور المتكامل ، مثل هروب الطيور والخفافيش والحشرات ، أو عيون الكاميرا المعقدة للحبار والبشر.
“ولكن الآن مع البيانات الجزيئية ، يمكننا أن نرى أن التطور المشترك يحدث طوال الوقت – الأشياء التي اعتقدنا أنها مرتبطة ارتباطًا وثيقًا غالبًا ما تكون بعيدة في شجرة الحياة.
“الأشخاص الذين يعيشون بالمظهر لا يرتبطون عادة بالمشاهير الذين ينتحلون صفتهم ، والأفراد داخل العائلة ليسوا متشابهين دائمًا – وهذا ينطبق أيضًا على الأشجار التطورية.
“إنه يثبت أن التطور يستمر في إعادة اكتشاف الأشياء ، وفي كل مرة يتطور مع حل مماثل عندما تواجه مشكلة في فروع مختلفة من الشجرة.
“لقد كان التطور المتكامل يخدعنا – حتى علماء الأحياء التطورية وعلماء التشريح الرائعين – لأكثر من 100 عام!”
الشريك البحثي والمؤلف الأول للمقال د. قال جاك أوستون: “إن الفكرة القائلة بأن الجغرافيا الحيوية تعكس التاريخ التطوري كانت إلى حد كبير ما ألهم داروين لتطوير نظرية التطور من خلال الانتقاء الطبيعي ، لذا فهي مفاجأة للغاية.[{” attribute=””>accuracy of evolutionary trees in this way before now.
“What’s most exciting is that we find strong statistical proof of molecular trees fitting better not just in groups like Afrotheria, but across the tree of life in birds, reptiles, insects, and plants too.
“It being such a widespread pattern makes it much more potentially useful as a general test of different evolutionary trees, but it also shows just how pervasive convergent evolution has been when it comes to misleading us.”
Reference: “Molecular phylogenies map to biogeography better than morphological ones” by Jack W. Oyston, Mark Wilkinson, Marcello Ruta and Matthew A. Wills, 31 May 2022, Communications Biology.
DOI: 10.1038/s42003-022-03482-x
