“Kurang, tapi lebih”: para ilmuwan mengembangkan pandangan baru yang radikal tentang perubahan evolusioner
Kehilangan membuka kemungkinan baru untuk keuntungan berikutnya
Evolusi secara tradisional dikaitkan dengan meningkatnya kompleksitas dan perolehan gen baru. Namun, munculnya era genom telah mengungkapkan bahwa kehilangan gen dan penyederhanaan terjadi jauh lebih sering jenis Evolusi dari yang diperkirakan sebelumnya. Proses -proses ini dapat mendorong adaptasi biologis baru yang meningkatkan kelangsungan hidup organisme hidup.
Mekanisme evolusi ini, yang mungkin tampak berlawanan dengan intuisi – di mana “lebih sedikit lebih banyak” dalam istilah genetik – sekarang mengungkap dimensi yang mengejutkan. Ini selaras dengan konsep evolusioner yang muncul dari “kurang, tetapi lebih,” ditandai dengan kehilangan gen besar diikuti oleh ekspansi yang luas melalui duplikasi gen.
Ini adalah salah satu kesimpulan utama dari sebuah artikel yang diterbitkan dalam jurnal Biologi dan Evolusi Molekulerdipimpin oleh tim dari bagian Genetika Fakultas Biologi dan Institut Penelitian Keanekaragaman Hayati (IRBIO) dari Universitas Barcelona, di mana tim -tim dari Institut Sains dan Teknologi Okinawa (OIST) juga berpartisipasi.
Makalah ini mengidentifikasi pola evolusi baru, dan menguraikan skenario baru, ditandai oleh potensi besar untuk perubahan genetik dan adaptasi evolusi yang didorong oleh kehilangan gen skala besar dan duplikasi dalam organisme hidup.
Kurang, tetapi lebih: skenario evolusi baru
Masih ada banyak pertanyaan tentang dampak hilangnya gen pada diversifikasi spesies dan munculnya inovasi evolusi di Pohon Kehidupan Planet.
“Kehilangan gen adalah mekanisme yang tersebar luas di seluruh skala biologis dan mewakili kekuatan pendorong evolusi yang dapat menghasilkan variabilitas genetik dan juga adaptasi biologis, dan ini secara tradisional dikenal sebagai 'kurang lebih' hipotesis,” kata Cristian Cañestro, Pemimpin Studi dan Anggota UB). Statistik.
Sekarang, makalah baru ini menggambarkan kerangka evolusi baru yang disebut “lebih sedikit, tetapi lebih,” yang memperluas model sebelumnya dalam hal pentingnya kehilangan gen sebagai kekuatan pendorong evolusi.
Studi ini, yang merupakan bagian dari tesis doktoral Gaspar Sánchez-Serna, berfokus pada studi genom dari Oikopleura Dioica spesies, organisme renang zooplankton laut vertebrata – dan secara filogenetik terkait dengan sejarah evolusi. Dalam model penelitian ini-tunicate atau appendicululer yang hidup bebas-tim ini merekonstruksi sejarah evolusi keluarga gen faktor pertumbuhan fibroblast (FGF), yang sangat penting dalam proses perkembangan organisme.
“Temuan menunjukkan bahwa proses kehilangan gen mengurangi jumlah keluarga gen faktor pertumbuhan FGF dari delapan menjadi dua, yang merupakan keluarga FGF9/16/20 dan FGF11/12/13/14. Subfamili yang masih hidup ini telah berlipat ganda selama evolusi untuk menghasilkan total sepuluh gen di Appendicularia, ”jelas Sánchez-Serna, penulis pertama makalah ini.
“Secara khusus, FGF9/16/20 dan FGF11/12/13/14 dapat mewakili serangkaian subfamili minimal yang masing -masing telah melestarikan fungsi sekretori dan intraseluler, dan mengungkapkan informasi penting tentang evolusi sistem FGF,” lanjutnya.
Dari kehidupan sessile hingga berenang aktif
Studi ini memberikan perspektif baru tentang evolusi subfamili FGF dalam kelompok chordate, dengan kerugian besar -besaran dan duplikasi keluarga gen leluhur yang berasal dari dasar garis keturunan appendicular setelah mereka menyimpang dari Ascidia. Semua perubahan ini telah berkontribusi pada perbedaan morfologis antara berbagai spesies tunikat yang hidup bebas, seperti O. Dioica.
“Penelitian kami menyajikan hipotesis baru tentang bagaimana Fgf Kerugian dan duplikasi gen mungkin terkait dengan perubahan perkembangan. Kita berbicara tentang inovasi evolusi-perubahan dalam morfologi dan rencana tubuh, dll.-yang mendorong evolusi dari gaya hidup sessile seperti Ascidian ke bentuk-bentuk yang hidup bebas, secara aktif berenang seperti appendicularia, ”kata Sánchez-Serna.
Studi ini juga mengidentifikasi perbedaan dalam struktur Fgf gen O. Dioica Dari berbagai belahan dunia, memberikan bukti molekuler pertama tentang bagaimana populasi yang berkembang pesat ini menjadi spesies samar (yaitu terdiri dari organisme yang sangat mirip dalam morfologi dan genom yang sampai sekarang telah diklasifikasikan dalam spesies yang sama).
Model evolusi yang “kurang, tetapi lebih” “membantu kita memahami bagaimana kadang -kadang kehilangan membuka kemungkinan baru untuk keuntungan berikutnya dan, oleh karena itu, kerugian diperlukan untuk mendukung asal evolusi adaptasi baru,” menyimpulkan Cristian Cañestro.
Referensi: “Kurang, tetapi lebih: Wawasan baru dari Appendicularia tentang evolusi FGF chordate dan perbedaan gaya hidup Tunicate” oleh Gaspar Sánchez-Serna, Jordi Badia-Ramentol, Paula Bujosa, Alfonso Ferrández-Roldán, Nuria Puula-Torres-áfuilan, Monnonnan, Monica-Torra, Nuria Puibosa-Torres-usus, Nuria-Torres-Torres-ácuilaz, Nuria Puibosa-Torres-Torres-Torres-Torres-Torres, Mansfield, Charles Plessy, Nicholas M Luscombe, Ricard Albalat dan Cristian Cañestro, 17 Desember 2024, Biologi dan Evolusi Molekuler.
Doi: 10.1093/molbev/msae260
