Игуаны голосуют против молекулярной филогенетики

Комодский варан

Рис. 1. Комодский варан — самая крупная ящерица в мире, весит около центнера и достигает длины трех метров. Несмотря на устрашающий облик, отсылающий нас к древним рептилиям-гигантам, этот вид имеет все черты продвинутых представителей отряда чешуйчатых: раздвоенный язык, когти, используемые для добывания пищи, развитые органы обоняния и так далее. Изображение с сайта www.thetravelword.com

Одновременно опубликованы две работы, касающиеся филогении чешуйчатых (ящериц, змей, амфисбен и их родичей). Одна из них реконструирует молекулярную эволюцию ядерных генов, вторая — сравнивает морфологические признаки вымерших и ныне живущих представителей. Два филогенетических дерева оказались принципиально несхожи. В особенности это касается игуан, имеющих множество примитивных черт, но оказавшихся на молекулярном дереве среди своих продвинутых четвероюродных кузин. Этот методологический конфликт пока не удается разрешить.

Современная биология, кажется, уверенно и надежно вооружилась методами молекулярной филогенетики. Морфологические и сравнительно-анатомические изыскания рассматриваются некоторыми молодыми биологами как области, отжившие свой век, а систематиков, продолжающих их использовать, считают отслужившими свою службу узкими специалистами. Зачастую передовая молодежь имеет полное право так считать, потому что во многих случаях данные молекулярной филогенетики выявляют замаскированные конвергенцией расхождения или, напротив, сглаживают чересчур подчеркнутую адаптациями морфологическую разницу.

Так, на основе молекулярного сходства пересмотрена и принята новая систематика членистоногих, вычеркнувшая многощетинковых червей из предков этого типа, уточнены филогенетические связи китов с парнокопытными и многое другое. Если между морфологической и молекулярной филогенетикой обнаруживается нестыковка, то она решается в пользу молекулярного дерева. Молекулярное дерево строится на основе понятных и объективных критериев, экспертные мнения здесь не работают. Кроме того, это методы двадцать первого века, а не замшелого девятнадцатого. Однако в случае с филогенетикой чешуйчатых (Squamata) ученым предстоит как следует задуматься, какой вариант филогенеза предпочесть.

Хамелеон

Рис. 2. Хамелеоны — одна из четырех групп игуанообразных (еще игуановые, агамы и анолисы). Их язык цельный и служит самым ярким примером пищедобывательного инструмента. Он помогает реализовать выжидательную стратегию, характерную для медлительных игуанообразных. С этой стратегией связаны и многие морфологические черты их челюстного аппарата. Изображение с сайта goodnewsanimal.ru

Джон Вайенс из Университета штата Нью-Йорк в Стони-Бруке и его коллеги опубликовали статью, в которой обсуждается вариант филогенетического дерева, построенного на базе 44 ядерных генов, определенных у 161 вида ящериц, змей и игуан. В качестве внешней группы рассматривались гаттерии. Это самая близкая, но всё же отдельная эволюционная линия клювоголовых рептилий. Кроме гаттерий авторы примерили к своему дереву и другие внешние группы — мышь, человека, черепах и крокодилов.

Внешняя группа (см. Outgroup) — это близкая изучаемым группам, но отдельная группа живых организмов. При сравнении внешней группы с изучаемыми можно определить вектор эволюционного маршрута от последнего гипотетического общего предка, не обладающего тем или иным признаком, к видам, его приобретшим. Подробнее об этом см. филогенетическое дерево.

При построении филогенетических деревьев могут быть использованы и вариации нуклеотидных последовательностей, и конкретные морфологические черты изучаемых видов. В данном случае ученые работали с нуклеотидными последовательностями, применив два различных метода определения оптимальной топологии деревьев, два метода обработки характеристик сходства последовательностей. Несмотря на то что в некоторых узлах деревья, построенные двумя этими способами, различались, всё же их общая конструкция была единообразной. И на этом обобщенном молекулярном филогенетическом дереве наиболее примитивными представителями чешуйчатых оказываются вовсе не игуаны, как утверждала классическая точка зрения. Напротив, игуаны, или, точнее, игуанообразные, заняли вполне прочное (с точки зрения статистики, конечно) положение среди весьма специализированных змей и веретеницеобразных (Anguimorpha) (рис. 3).

Этому дереву противопоставляется другое, выполненное мастерами сравнительной анатомии, использовавшими для построения дерева морфологические признаки. Возглавлял команду зоологов Жак Готье (Jacques A. Gauthier) из Йельского университета. Их данные также выглядели на редкость впечатляюще: 192 тщательно отобранных вида, из которых 51 вымерший и 141 существующий ныне. У этих видов изучены 610 фенотипических признаков, распределенных по 976 точкам ветвления филогенетического древа. Внешней группой зоологи и в этом случае выбрали гаттерию. Также, как и в молекулярном дереве, была построена кладограмма сходства организмов, обладающих конкретными наборами признаков. Многие из этих признаков анализировались впервые, так как оказались доступны только благодаря использованию томограмм черепов.

Лейтмотивом этого исследования был вопрос: могут ли новые уточненные и расширенные данные по морфологии разрешить «игуановый конфликт», хоть как-то согласовать неожиданно высокое положение внешне примитивных игуан на эволюционном дереве чешуйчатых? Всё же их примитивные признаки, такие как цельный язык, используемый для ловли добычи, превосходное зрение и неразвитое обоняние, территориальность самцов, — отправляют игуан в начало филогенетического дерева.

Два филогенетических дерева ящериц

Рис. 3. Два филогенетических дерева ящериц: справа — построенное по молекулярным данным, слева — по морфологическим признакам. Наиболее возмутительный конфликт этих деревьев относится к игуанообразным — они выделены красным. Изображение из обсуждаемой статьи в Science

Несмотря ни на что, старое морфологическое дерево не разрушилось, не изменилось, а, напротив, стало еще крепче. Игуаны, как и в прежних, классических схемах, поместились в стволе филогенетического дерева чешуйчатых. Свои примитивные признаки они, как показывает это дерево, унаследовали от общего с гаттериями предка. Змеи и веретеницы отправились в высокие ветви филогенетического древа, где они делят с другими ящерицами специализированные признаки: раздвоенный язык, используемый для активной пищедобывательной стратегии, когти, участвующие в поимке добычи, отсутствие территориальности, сильно развитые обонятельный и вомероназальный органы, специализированное сочленение челюстей с черепом и так далее.

Скорость молекулярной эволюции у гаттерии

Рис. 4. Скорость молекулярной эволюции у гаттерии — древнейшего вида рептилий возрастом около 220 млн лет, единственного ныне живущего представителя отряда Клювоголовых. Изображение из обсуждаемой статьи в Trends in Genetics

Если принять молекулярную филогению, то придется признать, что эволюция повернула вспять, чтобы произвести игуан. Слишком уж много получается реверсий — возвратов к примитивным чертам. И слишком много у игуан оказывается потерянных по ходу развития продвинутых черт, причем из разных функциональных морфологических блоков. Нужно учитывать, что есть еще и данные онтогенеза, и данные по ископаемым формам. И все они поддерживают морфологическое филогенетическое древо, а не молекулярное.

По всей видимости, ящерицы в целом и игуаны в частности заставляют нас получше присмотреться к специфике молекулярной эволюции. В ней можно и нужно увидеть черты конвергентного сходства, такого же, как и в эволюции морфологической. Можно также выяснить, какова роль более высокой скорости молекулярной эволюции у змей и игуан по сравнению с другими линиями ящериц. Может оказаться, что внешняя группа вносит систематическую ошибку в расчеты молекулярных маршрутов, ведь гаттерии — это самый быстро эволюционирующий вид из всех известных (рис. 4). Так или иначе, в случае с ящерицами не срабатывает по тем или иным причинам именно молекулярная филогенетика, а аккуратные морфологические данные вместе с палеонтологическими дают более осмысленный результат.

Источники:
1) Jennifer M. Hay, Sankar Subramanian, Craig D. Millar, Elmira Mohandesan and David M. Lambert. Rapid molecular evolution in a living fossil // Trends in Genetics. 2008. V. 24. P. 107–109.
2) John J. Wiens, Carl R. Hutter, Daniel G. Mulcahy, Brice P. Noonan, Ted M. Townsend, Jack W. Sites Jr, Tod W. Reeder. Resolving the phylogeny of lizards and snakes (Squamata) with extensive sampling of genes and species // Biol. Lett. 2012. V. 8. P. 1043–1046.
3) Jacques A. Gauthier, Maureen Kearney, Jessica Anderson Maisano, Olivier Rieppel, Adam D. B. Behlke. Assembling the Squamate Tree of Life: Perspectives from the Phenotype and the Fossil Record // Bulletin of the Peabody Museum of Natural History. 2012. V. 53.
4) Jonathan B. Losos, David M. Hillis, Harry W. Greene. Who Speaks with a Forked Tongue? // Science. 2012. V. 338, P. 1428–1429.

Елена Наймарк


28
Показать комментарии (28)
Свернуть комментарии (28)

  • aa  | 20.12.2012 | 17:19 Ответить
    работа хорошо показывает: не смотря на то, что эволюционисты "очень стараются" - все эти деревья берутся не из ископаемых, а из анализа ископаемых, которые уже находились в "более менее" совершенном виде. Все остальное - спекуляция. Как сказал когда-то один мудрый человек - "если один гараж чем то похож на другой (включая хим. состав) - это еще не значит, что один гараж произошел от другого". И никто не может заявить, что кто-то что-то скрывает, так как эволюционисты искренне пытаются найти доказательства своему заблуждению.
    Ответить
    • SysAdam > aa | 20.12.2012 | 18:56 Ответить
      Если два скелета похоже, это тоже не значит, что один произошел от другого. Это просто остовы тех процессов, которые их порождали. А процессы и порождают друг друга. В чем противоречие с эволюцией?
      Ответить
      • Eraser_stp > SysAdam | 21.12.2012 | 06:38 Ответить
        Он просто не понял о чем статья, и решил что она каким-то образом опровергает эволюционизм. Типично для креационистов: "искренне пытаются найти доказательства своему заблуждению". :)
        Ответить
        • feb7 > Eraser_stp | 21.12.2012 | 22:32 Ответить
          да он ее просто не читал.
          Ответить
    • VladNSK > aa | 21.12.2012 | 17:46 Ответить
      aa процитировал мудрого человека: "если один гараж чем то похож на другой (включая хим. состав) - это еще не значит, что один гараж произошел от другого"

      Мысль о гаражах безусловно верная. Хотя, конечно, особой мудрости в ней нет, потому что это не законченная мысль.

      Таких "мудростей" можно по сто штук в день выдавать. Например, так: "если два человека похожи друг на друга и у них один и тот же генотип - это еще не значит, что один произошел от другого". А что тогда это означает? А это означает, что они близнецы, и что у них общие родители.

      Теперь вернемся к гаражам. У гаражей тоже была своя эволюция. Сначала это были просто сараи. Потом стали появляться всё новые и новые виды гаражей. И у двух похожих гаражей были какие-то свои предшественники.

      А теперь обещанное продолжение мудрости о гаражах: только полный идиот может утверждать, что гаражи были даны нам Всевышним, причем сразу в нынешнем неизменном виде.
      Ответить
    • feb7 > aa | 21.12.2012 | 22:30 Ответить
      комментарий хорошо показывает, что уважаемый Корчеватель АА заметку даже не читал.....
      ибо в заметке уже во втором абзаце сказано, что метод, основанный на морфологических признаках, является субьективным, поскольку основан на экспертной оценке, а следовательно, очень приблизительным. метод, основанный на сравнении ядерной информации, описывается математическими методами, следовательно, такой фигней не страдает.

      так и будем собирать "доказательства", сравнивая зеленое с жидким?

      воистину, если боги хотят наказать человека, они лишают его разума.

      PS. Представил себе коитус гаражей, и меня аж заколдобило. Представились мучения владельца беременного гаража, которому некуда ставить машину. А еще весенний гон гаражей, когда один гараж создает гарем (из гаражей-самок) и никого к ним не подпускает. Вся эта свора собирается на полянке, где устраивается турнир (со смертельным исходом, ессно) за право обладания наиболее сексапильными гаражихами.
      PPS. Дорогой друг аа! Все-таки некошерно с Вашей стороны - поведать миру о богатом духовном мире гаражей, но при этом не указать фамилии того "одного мудрого человека" который выдал на-гора всю эту хрень про гаражи.
      Ответить
      • VladNSK > feb7 | 21.12.2012 | 22:35 Ответить
        Эволюция - это надежно установленный факт. Такова природа вещей. Или, для тех, кто верует, таков божественный замысел.

        И следовательно, аа несомненно попадет в ад, с формулировкой "он не поверил в божественный замысел" :-)
        Ответить
        • feb7 > VladNSK | 21.12.2012 | 22:36 Ответить
          нет))))
          с формулировкой "играл, но не знал ни одной буквы".....
          Ответить
      • Bedal > feb7 | 23.12.2012 | 19:24 Ответить
        Действительно, слабость экспертных оценок видна хотя бы на таком примере:
        Если у найденных скелетов разное число позвонков - это разные виды.
        Вроде так? Но ведь даже у людей число позвонков различается. Ладно, пусть это сросшиеся позвонки (хотя из этого тоже далеко идущие выводы можно сделать и делают), не засчитываем. Но вот в грудном отделе - разное число позвонков и рёбер, это как - разные виды?
        Но мясные и сальные породы свиней - всё же один вид. И арабские лошади принадлежат тому же виду, что и прочие.
        Несомненно, это пример простой, хорошо знакомый, но, читая описания морфологических различий, натыкаешься и на ещё менее очевидные. А выводы меж тем делаются.
        Ответить
  • May-Day  | 24.12.2012 | 19:57 Ответить
    Вы бы ещё назвали статью Игуаны доказали, что генетика — продажная девка империализма.
    Ответить
  • aa  | 25.12.2012 | 12:05 Ответить
    Хотя это не по теме, но близко. Заинтересовался я немного "теорией происхождения человека". И что меня удивило - на соновании того, что орудия труда находились в "тех же слоях", что и склететы обезьянок - сделали вывод, что те орудия труда (из камня) тоже пренадлежали тем обезьянкам. Также читал случай, как один вообще признался, что кости он нашел в одном слое - а орудия труда - в другом. Только потом "тихонько переместил" все в одно место. Вот вам и "наука о происхождении человека". А как известно, в настоящее время обезьянки любят захаживать на огород человека (в тех местах, где конечно они живут)
    Ответить
    • Rattus > aa | 25.12.2012 | 12:27 Ответить
      А кретиноцианисты - в огород к ученым.
      И это есть наиглавнейшее поцтверждение верности эволюционного учения.
      Ответить
      • diogen > Rattus | 28.12.2012 | 15:29 Ответить
        Эволюционное учение истинно, потому что оно верно! Да здгаствует великая Эволюция! Вперед, товарищи, в светлое эволюционное будущее! Ура, товарищи!!!
        Ответить
    • Eraser_stp > aa | 27.12.2012 | 04:48 Ответить
      Читайте поменьше "Аргументы и факты", мой вам совет.
      Ответить
      • aa > Eraser_stp | 27.12.2012 | 11:04 Ответить
        Я их вообще не читаю.
        Ответить
      • aa > Eraser_stp | 27.12.2012 | 11:07 Ответить
        а вот книжечку 1979 года выпуска Москва (для исторических вузов) как раз и почитал. Но в школах подобное уточнять не будут - наверно чтоб не смутить. Ха! Ха! Ха!
        Ответить
        • Kidomaru > aa | 28.12.2012 | 07:47 Ответить
          Что смешного в том, что в школах не изучают материалы предназначенные для ВУЗов?
          Ответить
    • VladNSK > aa | 29.12.2012 | 00:48 Ответить
      aa написал "читал случай, как один вообще признался, что кости он нашел в одном слое - а орудия труда - в другом. Только потом "тихонько переместил" все в одно место. Вот вам и "наука о происхождении человека"

      А вот я читал, что один папа римский был вовсе даже не папа, а тетя. Вот вам и "божественный замысел".
      Ответить
      • diogen > VladNSK | 29.12.2012 | 08:00 Ответить
        Не секрет, что эволюционисты очень хотели найти своего обезьяноподобного предка, поэтому подобные шалости с ископаемыми находками были обычным делом.
        Ответить
        • VladNSK > diogen | 29.12.2012 | 10:20 Ответить
          Насчет "обычного дела" - это диоген врет. Епитимья ему за это: пусть идет в ближайшее отделение полиции и там пятьдесят раз произнесет молитву "Все менты козлы".

          А что некоторые ученые иногда кости подтасовывали - это, конечно, не секрет. Были сознательные подтасовки костей. И ошибки были. И еще будут ошибки. И что с того?

          В науке бывают и подтасовки, и ошибки. Наука сама разоблачает жуликов, и сама исправляет ошибки. Попы с кадилами и невежественные диогены с ограниченным кругозором ей для этого не требуются.

          Вот у моей бабушки в паспорте написано, что она родилась в 1922 году, а она сама мне говорила, что на самом деле она родилась в 1921 году. Там то ли в загсе что-то напутали, то ли ее родители специально неверную дату сказали - теперь уже и не выяснить.

          Поскольку точная дата рождения моей бабушки неизвестна, и даже, о боже!, скорее всего сознательно сфальсифицирована, то, следуя логике диогена надо непременно сделать вывод, что на самом деле моей бабушки вообще не было.
          Ответить
        • Eraser_stp > diogen | 06.01.2013 | 10:09 Ответить
          Опять Пилтдаунский человек? Надоели. Разоблачена подделка была как раз эволюционистами, потому что не вписывалась в ряд более поздних находок - синантропа и австралопитека.
          Ответить
  • diogen  | 27.12.2012 | 07:53 Ответить
    Во прикол! Две гипотезы не хотят совокупляться! Эволюционисты их и так поставят, и эдак - не идет процесс, етить твою налево!
    Ответить
    • VladNSK > diogen | 29.12.2012 | 10:32 Ответить
      ты, диоген, не матерись, а то тебе за это боженька ... того, уши-то отх*ярит. Это шутка одного моего знакомого батюшки.
      Ответить
      • diogen > VladNSK | 31.12.2012 | 12:05 Ответить
        матерись, не матерись, а коитус двух гипотез не совершилсо ^_^
        что ещё, ах да, с новым годом вас товарищи эволюционисты! С Наступающим!
        Ответить
  • hongma  | 31.12.2012 | 20:24 Ответить
    Вот как-то не очень понятно: гаттерия ж живое ископаемое, у нее архаичнейшие признаки законсервировались, чего же там с такой бешеной скоростью эволюционирует-то?
    Ответить
  • Nashev  | 20.03.2013 | 20:30 Ответить
    А что такого, что в процессе эволюции у какого-то вида повырубались все новоприобретения, и ему только лучше стало? Что не так? Игуаны - не против молекулярной филогенетики!
    Ответить
  • Zavr  | 17.07.2015 | 19:02 Ответить
    Хм, а то точно не какой нибудь методологический артефакт, типа эффекта притяжения длинных ветвей?
    Ответить
  • RomTV  | 27.11.2016 | 20:42 Ответить
    И все же более позднее исследование вынудило принять молекулярную версию дерева! https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4372529/
    Ответить
Написать комментарий


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»