Evolutionær oprindelse af dyrs biodiversitet

En ny undersøgelse foretaget af et internationalt hold af forskere, ledet af forskere fra University of Bristol, har afsløret oprindelsen og udviklingen af ​​dyrekroppsplaner.

Dyr udviklede sig fra encellede forfædre, diversificere i tredive eller fyrre forskellige anatomiske designs. Hvornår og hvordan disse designs opstod, har været i fokus for debatten, både på hastigheden af ​​evolutionære forandringer, og de mekanismer, hvorved fundamental evolutionær forandring sker.

Opstod dyrekropsplaner over evigheder med gradvis evolutionær forandring, som Darwin foreslog, eller dukkede disse design op i en eksplosiv diversificeringsepisode i den kambriske periode, omkring en halv milliard år siden?

Forskerholdet tacklede dette spørgsmål ved udtømmende at kompilere tilstedeværelsen og fraværet af tusindvis af træk fra alle levende dyregrupper.

Professor Philip Donoghue, fra University of Bristol's School of Earth Sciences, sagde:"Dette gjorde det muligt for os at skabe et 'formrum' for dyrs kropsplaner, kvantificere deres ligheder og forskelle.

"Vores resultater viser, at fundamental evolutionær forandring ikke var begrænset til et tidligt udbrud af evolutionære eksperimenter. Dyredesign er fortsat med at udvikle sig til i dag - ikke gradvist som Darwin forudsagde - men i anfald og starter, episodisk gennem deres evolutionære historie."

Medforfatter Bradley Deline, fra University of West Georgia, tilføjede:"Vores resultater er vigtige, fordi de fremhæver de mønstre og veje, hvori dyrs kropsplaner udviklede sig.

"I øvrigt, store udvidelser i dyreform efter kambrium er på linje med andre store økologiske overgange, såsom udforskning af jord.

"Mange af de dyr, vi kender i dag, er objektivt bizarre sammenlignet med de kambriske underlige vidundere. Helt ærligt, sommerfugle og fugle er mærkeligere end noget andet, der svømmer i det gamle hav."

Medforfattere James Clark fra Bristol's School of Earth Sciences og Dr. Mark Puttick fra University of Bath's Department of Biology, arbejdet på at forsøge at passe fossile arter ind i undersøgelsen.

Dr. Puttick sagde:"Et af de problemer, vi havde, er, at vores undersøgelse for det meste er baseret på levende arter, og vi var nødt til at inkludere fossiler. Vi løste problemet gennem en kombination af at analysere fossilerne og bruge computermodeller for evolution."

James Clark tilføjede:"Fossilierne plotter mellem deres levende slægtninge i formrummet. Dette betyder, at levende gruppers særpræg er en konsekvens af udryddelsen af ​​deres evolutionære mellemprodukter. Derfor, dyr fremstår anderledes på grund af deres historie snarere end ukonserverede spring i anatomi."

Medforfatter Jenny Greenwood, også fra University of Bristol's School of Earth Sciences, ville grave dybere. Hun ønskede at finde ud af, hvilken af ​​de mange foreslåede genetiske mekanismer, der drev udviklingen af ​​dyrs kropsplaner.

Jenny Greenwood sagde:"Vi gjorde dette ved at indsamle data om de forskellige genomer, proteiner, og regulatoriske gener, som levende dyregrupper besidder. Forskellene i anatomiske designs korrelerer med regulatoriske gensæt, men ikke typen eller mangfoldigheden af ​​proteiner. Dette indikerer, at det er udviklingen af ​​genetisk regulering af embryologi, der udløste udviklingen af ​​dyrenes biodiversitet."

Medforfatter Kevin Peterson fra Dartmouth College, tilføjede:"Vores undersøgelse bekræfter synspunktet om, at fortsat genreguleringskonstruktion var en nøgle til dyrenes udvikling."