進化は、私たちを含むすべての生き物がどのようになったかを説明します。 生物に特徴を継続的に追加し、絶えず複雑さを増すことにより、進化が機能すると仮定するのは簡単です。 いくつかの魚は足を進化させ、土地に歩いた。 一部の恐竜は翼を進化させて飛び始めました。 他の人は子宮を進化させ、若い人を産み始めました。
しかし、これは最も支配的でイライラするもののXNUMXつです 進化についての誤解。 生命の木の成功した枝の多くは、バクテリアのように単純なままであるか、寄生虫のように複雑さを軽減しています。 そして彼らは非常にうまくやっています。
で 最近の研究 Nature Ecology and Evolutionに発表された100を超える生物（主に動物）の完全なゲノムを比較し、動物界が遺伝子レベルでどのように進化したかを研究しました。 私たちの結果は、人間を含む動物のような主要な動物群の起源は、新しい遺伝子の追加ではなく、大量の遺伝子の喪失に関連していることを示しています。
進化生物学者のスティーブンジェイグールドは、「進歩の行進」、進化は常に複雑さを増すという考え。 彼の本で フルハウス （1996）、グールドは酔っぱらい歩行のモデルを使用します。 酔っぱらいは駅のバーを離れ、プラットホームを行き来し、バーと電車の線路の間を揺れ動きます。 十分な時間を与えると、酔っぱらいはトラックに落ち、そこに行き詰まります。
プラットフォームは複雑さのスケールを表しており、パブは最も複雑さが低く、追跡は最大です。 パブから出てくることで、人生は最小限の複雑さで生まれました。 トラックにランダムにつまずく（複雑さを増すように進化する）場合もあれば、パブに向かう（複雑さを軽減する）場合もあります。
他に勝るオプションはありません。 環境に応じて、単純さを維持するか、複雑さを軽減する方が、複雑さを増して進化するよりも生存に向いている場合があります。
しかし、場合によっては、動物のグループは体の働きに固有の複雑な機能を進化させ、それらの遺伝子を失って単純化することはできません。 （この比phorで心配する列車はありません。）例えば、多細胞生物が単細胞になることはほとんどありません。
電車の線路に閉じ込められた生物のみに焦点を当てると、単純なものから複雑なものへと直線的に進化する生命の偏見を持ち、古い生命体は常に単純であり、新しい生命体は複雑であると誤って信じています。 しかし、複雑さへの本当の道はより曲がりくねっています。
オックスフォード大学のピーター・ホランドと一緒に、私たちは動物の遺伝的複雑さがどのように進化したかを調べました。 以前は、 私たちは示しました 新しい遺伝子の追加が動物界の初期の進化の鍵であったこと。 問題は、その後の動物の進化の際にそうであったかどうかになりました。
生命の木を学ぶ
ほとんどの動物はに分類することができます 主要な進化系統、生命の木の枝は、今日生きている動物が一連の共通の祖先からどのように進化したかを示しています。 私たちの質問に答えるために、ゲノム配列が公開されているすべての動物系統と、それらを比較するための多くの非動物系統を研究しました。
動物系統のXNUMXつは、ヒトや他の脊椎動物、さらには海の星やウニを含む、子宮口類の系統です。 もうXNUMXつは、節足動物（昆虫、ロブスター、クモ、ヤスデ）および回虫などのその他の脱皮動物で構成される脱皮動物です。 脊椎動物と昆虫は、最も複雑な動物の一部と考えられています。 最後に、軟体動物（例えば、カタツムリ）や環形動物（ミミズ）などの動物を含む、XNUMXつの系統、lophotrochozoansがあります。
この多様な生物を選択し、それらが生命の木にどのように関係しているか、どの遺伝子が共有しているか、共有していないかを調べました。 遺伝子が木の若い枝ではなく木の古い枝に存在する場合、我々はこの遺伝子が失われたと推測しました。 遺伝子が古い枝に存在せず、若い枝に出現した場合、それは若い枝で得られた新しい遺伝子であると考えました。
さまざまな動物グループの遺伝子の数の変化を示す生命の樹の図。 下向きのオレンジ色の三角形は、遺伝子の喪失を示しています。 上向きの緑色の三角形は、遺伝子の増加を示します。 三角形が大きいほど、変化が大きくなります。 ジョルディ・パップ, 著者提供
その結果、前例のない数の遺伝子の喪失と獲得が示されました。これは以前の分析では見られなかったものです。 主要な系統のうちのXNUMXつである、正常子宮（ヒトを含む）とエクジゾゾア（昆虫を含む）は、遺伝子損失の最大数を示しました。 対照的に、lophotrochozoansは、遺伝子の新規性と損失のバランスを示しています。
私たちの結果は、スティーブン・ジェイ・グールドが示した写真を裏付けるものであり、遺伝子レベルでは、パブを離れて複雑さを大きく飛ばすことで動物の生命が出現したことを示しています。 しかし、最初の熱意の後、一部の系統は遺伝子を失うことでパブの近くにつまずきましたが、他の系統は遺伝子を獲得することで軌道に向かって流れました。 これは進化の完璧な要約であり、酒と列車の間の酒に起因するランダムな選択であると考えています。 または、インターネットのミームが言うように、「家に帰る進化、あなたは酔っている"。
著者について
ジョルディ・パプス、ブリストル大学生物科学部講師、 ブリストル大学 およびCristina Guijarro-Clarke、博士号の進化の候補、 エセックス大学
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