진화론은 우리를 포함한 모든 생명체가 어떻게 생겼는지 설명합니다. 유기체에 지속적으로 기능을 추가하고 복잡성을 지속적으로 증가 시키면 진화 작업을 가정하는 것이 쉬울 것입니다. 일부 물고기는 다리를 진화시켜 땅으로 걸어갔습니다. 일부 공룡은 날개를 진화시켜 날기 시작했습니다. 다른 사람들은 자궁을 진화시켜 젊음을 살기 시작했습니다.
그러나 이것은 가장 지배적이고 좌절 중 하나입니다 진화에 대한 오해. 생명 나무의 많은 성공적인 가지들은 박테리아와 같이 단순하게 유지되었거나 기생충과 같은 복잡성을 감소 시켰습니다. 그리고 그들은 아주 잘하고 있습니다.
안에 최근의 연구 Nature Ecology and Evolution에 발표 된 우리는 100여 종의 유기체 (대부분 동물)의 완전한 게놈을 비교하여 동물계가 어떻게 유전자 수준에서 진화했는지 연구했습니다. 우리의 결과는 인간을 포함하는 것과 같은 동물의 주요 그룹의 기원이 새로운 유전자의 추가가 아니라 대규모 유전자 손실과 관련이 있음을 보여준다.
진화 생물 학자 스티븐 제이 굴드 (Stephen Jay Gould)는진보의 행진”, 진화는 항상 복잡성을 증가 시킨다는 생각입니다. 그의 책에서 풀하우스 (1996), Gould는 주 정거장 모델을 사용합니다. 술취한 사람은 기차역에 바를두고 바와 기차 트랙 사이를 오가며 플랫폼 위로 서서히 걸어 다닙니다. 충분한 시간이 주어지면 주정 뱅이가 트랙에 떨어지고 그곳에 갇히게됩니다.
플랫폼은 복잡성의 규모를 나타내며, 펍은 가장 복잡도가 낮고 트랙은 최대입니다. 술집에서 나온 생활은 가능한 최소한의 복잡성으로 생겨났습니다. 때로는 무작위로 트랙을 향해 (복잡성을 증가시키는 방식으로 발전) 다른 시간에 술집을 향하여 (복잡성을 감소시키는) 경우가 있습니다.
다른 것보다 더 나은 옵션은 없습니다. 환경에 따라 복잡성을 높이면서 진화하는 것보다 단순성을 유지하거나 복잡성을 줄이는 것이 생존에 더 좋습니다.
그러나 어떤 경우에는 동물 그룹이 신체가 작동하는 방식에 본질적인 복잡한 특징을 진화시키고 더 이상 유전자를 잃어 버릴 수 없습니다. 예를 들어, 다세포 유기체는 단세포로 돌아가는 경우가 거의 없습니다.
우리가 기차 트랙에 갇힌 유기체에만 초점을 맞추면, 단순한 형태에서 복잡한 형태로 직선으로 진화하는 삶에 대한 편견에 대한 편견이 있습니다. 그러나 복잡성에 대한 실제 경로는 더 비참합니다.
옥스퍼드 대학교 (University of Oxford)의 피터 홀랜드 (Peter Holland)와 함께, 우리는 동물에서 어떻게 유전 적 복잡성이 진화했는지를 조사했습니다. 이전에는 우리는 보여 주었다 새로운 유전자의 추가는 동물계의 초기 진화의 열쇠였습니다. 문제는 나중에 동물의 진화 과정에서 그랬는지 여부가되었다.
생명의 나무를 공부
대부분의 동물은 주요 진화 계보생명 나무의 가지들은 오늘날 살아있는 동물들이 일련의 공동 조상에서 어떻게 진화했는지를 보여줍니다. 우리의 질문에 대답하기 위해, 우리는 게놈 서열이 공개적으로 이용 가능한 모든 동물 계통과 이들을 비교하기위한 많은 비 동물 계통을 연구했습니다.
하나의 동물 계보는 인간과 다른 척추 동물뿐만 아니라 성조기 또는 성게를 포함하는 중수소의 계통입니다. 다른 하나는 절지 동물 (곤충, 랍스터, 거미, 노래기) 및 회충과 같은 다른 털갈이 동물을 포함하는 외부 생식 동물입니다. 척추 동물과 곤충은 가장 복잡한 동물로 간주됩니다. 마지막으로, 우리는 연체 동물, 예를 들어 연체 동물 (예 : 달팽이) 또는 annelids (지렁이)와 같은 동물을 포함하는 하나의 계통 인 lophotrochozoans가 있습니다.
우리는이 다양한 유기체를 선택하여 생명 나무와의 관계와 그들이 공유하고 공유하지 않은 유전자를 확인했습니다. 유전자가 어린 나무가 아닌 나무의 오래된 가지에 있다면, 우리는이 유전자가 소실 된 것으로 추론했습니다. 유전자가 더 오래된 가지에는 없지만 더 어린 가지에 나타난 경우, 우리는 더 어린 가지에서 얻은 새로운 유전자로 간주했습니다.
다른 동물 군의 유전자 수의 변화를 보여주는 생명의 나무 다이어그램. 아래쪽을 가리키는 주황색 삼각형은 유전자 손실을 나타냅니다. 위쪽을 가리키는 녹색 삼각형은 유전자 이득을 나타냅니다. 삼각형이 클수록 변화가 커집니다. 조르디 파프 스, 저자 제공
결과는 이전 분석에서 볼 수 없었던 전례없는 수의 유전자가 손실 및 획득되었음을 보여주었습니다. 두 계통의 주요 계통 인 중수소 (인간 포함)와 ecdysozoans (곤충 포함)는 가장 많은 유전자 손실을 나타 냈습니다. 반대로, lophotrochozoans는 유전자 신기한과 손실 사이의 균형을 보여줍니다.
우리의 결과는 유전자 수준에서 선술집을 떠나 복잡성이 크게 도약함으로써 동물의 삶이 나타났다는 것을 보여줌으로써 Stephen Jay Gould의 그림을 확인합니다. 그러나 초기 열정 이후, 일부 혈통은 유전자를 잃음으로써 선술집에 더 가까워졌고, 다른 혈통은 유전자를 얻음으로써 선로를 향해 표류했습니다. 우리는 이것을 바와 기차 트랙 사이에서 술로 인한 무작위 선택 인 진화에 대한 완벽한 요약이라고 생각합니다. 또는 인터넷 밈이 말한 것처럼“집으로 진화해라, 너 취 했어".
저자에 관하여
Jordi Paps, 브리스톨 대학교 생물 과학부 강사, 브리스톨 대학교 크리스티나 Guijarro-Clarke, 진화 박사 과정 후보, 에 섹스 대학
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