Hvad biologiske ure og geologiske bjergarter fortæller os om livet i rummet

En af de første geologiske lektioner, vi lærer, er, at kontinenter konstant bevæger sig. Beviset for disse pladetektoniske bevægelser er skrevet i klipperne. Men klipperne fortæller os kun halvdelen af ​​historien. Den anden halvdel er indeholdt i dyrs evolutionære historie.

I vores seneste papir har vi lavet den mest omfattende sammenligning hidtil mellem tektoniske pladebevægelser og udviklingen af ​​dyrs gener. Vi fandt ud af, at de er enige om at datere millioner år gamle opdeling af kontinenter og divergensen mellem forskellige dyregrupper.

Dette resultat i sig selv giver yderligere validering med hensyn til nøjagtigheden af ​​begge dateringsmetoder og er af interesse for biologer og geologer.

Men grunden til, at to astronomer har foretaget denne undersøgelse, har mere at gøre med liv i rummet end liv på Jorden.

Er vi alene?

Vores undersøgelser begyndte i begyndelsen med spørgsmålet:er der andre intelligente væsener i universet? Uden beviser på liv andre steder i rummet, vi justerede vores kurs for at udforske, hvordan vi kunne besvare dette spørgsmål ved at observere livet på Jorden.

De fleste af os tror, ​​at der er et selektionspres på dyr for at blive klogere, fordi det er mere nyttigt, fra et overlevelsessynspunkt, at være "smart" end "dum".

Antagelsen her er, at en meget succesfuld art vil indtage den mest avancerede position fra et evolutionært synspunkt, en såkaldt "intelligensniche". Hvis dette er sandt, nichen må have været til stede, allerede før vi mennesker kom ind på scenen for mindre end en million år siden. Også, der burde være beviser for udvikling hen imod smartere organismer i Jordens lange palæontologiske (fossile) optegnelser.

Hvad angår udviklingen af ​​landfaste hvirveldyr, Jorden er ikke bare et biologisk eksperiment - det er mange. Hvert isoleret kontinent har været vært for et multi-million-årigt uafhængigt eksperiment i hvirveldyrs evolution.

For at bestemme, hvor sandsynligt det var, at arter udviklede sig til "intelligensnichen", vi skulle først måle længden af ​​disse store eksperimenter.

Kontinentalt brud op

For omkring 180 millioner år siden, superkontinentet Pangea begyndte at bryde op.

Geologer har veletablerede datoer for dette brud, baseret på justering af magnetiske mineraler i klipper og sedimenter; denne metode til geologisk datering omtales som palæomagnetisk. Desuden, et væld af nye biologiske data er nu ved at blive tilgængelige og kan give yderligere information om det kontinentale brud.

Fuld genomsekvenser fra tusindvis af forskellige arter er nu kendt. Historiske kort over, hvordan livet udviklede sig - kaldet fylogenetiske træer - bliver konstrueret ud fra sammenligningen af ​​disse genomer. De fortæller os, hvordan forskellige arter er relateret til hinanden, når de havde fælles forfædre, og når disse fælles forfædre divergerede og udviklede sig til separate slægter.

Dette er interessant, for da Pangea brød op, kontinenter adskilt og fra den samme oprindelige art, nye arter udviklede sig på begge sider af bruddet. Datoerne for forskellene mellem disse nye arter kan nu times med molekylære ure baseret på udviklingen af ​​DNA. Jo mere forskelligt DNA er, jo længere arten havde været adskilt.

Imidlertid, molekylære ure tikker ikke ensartet. Der er brugt mange kræfter på at fejlfinde dem, og kalibrere dem med fossiler og krydskalibrere dem med hinanden.

Selv da, Der er fortsat skepsis over for, hvor godt man kan stole på afvigelsen fra fylogenetiske træer. Ingen sådan skepsis hjemsøger de meget mere veletablerede palæomagnetiske datoer, der bruges i geologi.

Fylogenetiske datoer giver en kronologi over udviklingen, mens palæomagnetisk datering giver en kronologi af tektoniske begivenheder. Vores analyse sammenlignede de nye og uafhængige artsdivergensdatoer fra fylogeni med de mere etablerede kontinentale divergensdatoer fra palæomagnetisme. Hvis kontinentale opbrud får arter til at divergere, de fylogenetiske datoer bør stemme overens med de palæomagnetiske datoer.

Biologi og geologi er enige

Efter at have taget statistiske skridt for at eliminere de mere mobile arter (der lettest kunne migrere over oceaner) fandt vi ud af, at biologi og geologi er enige. Vi var endda i stand til fylogenetisk at datere, hvornår kontinenter kolliderede med hinanden, og fandt, at disse også stemmer overens med den geologi-baserede kronologi. Vi konkluderer, at med de rette forbehold, fylogenetiske datoer er blevet myndige.

Ved at sammenligne og kombinere disse to uafhængige teknikker, og at finde ud af, at de er enige med hinanden, giver mere tro på, at divergensen stammer fra fylogenetikken. Det giver os også mere præcise og nøjagtige skøn over de kontinentale opbrud, der er ansvarlige for fordelingen af ​​dyr rundt om i verden.

Nu hvor varigheden af ​​isolationen af ​​kontinenter og øer er blevet bekræftet, vi kan komme videre og fortsætte med vores forskning, der estimerer den hastighed, hvormed forskellige arter på forskellige kontinenter har udviklet sig hen imod "intelligens nichen".

Disse undersøgelser vil tage os et skridt tættere på at afgøre, om der er en intelligensniche, der har eksisteret på Jorden eller ej, og i sidste ende, om udviklingen af ​​menneskelignende intelligens er uundgåelig, eller exceptionel.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.