Evolusi menjelaskan bagaimana semua makhluk hidup, termasuk kita, menjadi kenyataan. Adalah mudah untuk menganggap kerja-kerja evolusi dengan terus menambahkan ciri-ciri kepada organisma, sentiasa meningkatkan kerumitan mereka. Beberapa ikan berkembang kaki dan berjalan ke tanah. Beberapa dinosaur berkembang sayap dan mula terbang. Lain-lain berkembang rahim dan mula melahirkan hidup muda.
Namun ini adalah salah satu yang paling utama dan mengecewakan salah tanggapan mengenai evolusi. Banyak cabang yang berjaya di dalam pokok kehidupan kekal sederhana, seperti bakteria, atau mengurangkan kerumitan mereka, seperti parasit. Dan mereka melakukannya dengan baik.
Dalam pakej kajian baru-baru yang diterbitkan dalam Ekologi Alam dan Evolusi, kami membandingkan genom lengkap lebih daripada 100 organisma (kebanyakannya haiwan), untuk mengkaji bagaimana kerajaan haiwan telah berkembang di peringkat genetik. Keputusan kami menunjukkan bahawa asal-usul kumpulan utama haiwan, seperti yang terdiri daripada manusia, tidak dikaitkan dengan penambahan gen baru tetapi untuk kerugian besar gen.
Ahli biologi evolusi Stephen Jay Gould adalah salah seorang penentang kuat "perarakan kemajuan", Idea bahawa evolusi sentiasa menghasilkan peningkatan kerumitan. Dalam bukunya Rumah penuh (1996), Gould menggunakan model berjalan mabuk. Seorang pemabuk meninggalkan sebuah bar di stesen keretapi dan berkerumun berjalan bolak-balik ke atas platform, berayun di antara bar dan trek kereta api. Memandangkan masa yang cukup, pemabuk akan jatuh di trek dan akan tersekat di sana.
Platform ini merupakan skala kerumitan, pub menjadi kerumitan paling rendah dan trek maksimum. Kehidupan muncul dengan keluar dari pub, dengan kerumitan minimum mungkin. Kadang-kadang ia secara rawak tersandung ke arah trek (berkembang dengan cara yang meningkatkan kerumitan) dan masa lain ke pub (mengurangkan kerumitan).
Tiada pilihan yang lebih baik daripada yang lain. Mengendali kerumitan mudah atau mengurangkan mungkin lebih baik untuk bertahan daripada berubah dengan kerumitan yang meningkat, bergantung kepada persekitaran.
Tetapi dalam beberapa kes, kumpulan haiwan berevolusi ciri-ciri kompleks yang intrinsik dengan cara badan mereka berfungsi, dan tidak dapat lagi kehilangan gen tersebut untuk menjadi lebih mudah - mereka menjadi terperangkap dalam trek kereta api. (Tidak ada keretapi yang perlu dibimbangkan dalam metafora ini.) Sebagai contoh, organisma multiselular jarang kembali menjadi uniselular.
Sekiranya kita hanya memberi tumpuan kepada organisma yang terperangkap dalam trek kereta api, maka kita mempunyai persepsi yang berat sebelah tentang kehidupan yang berkembang dalam garis lurus dari sederhana hingga rumit, dengan keliru percaya bahawa bentuk kehidupan yang lebih tua selalu sederhana dan yang lebih baru adalah kompleks. Tetapi jalan yang sebenar kepada kerumitan adalah lebih rumit.
Bersama Peter Holland dari University of Oxford, kita melihat bagaimana kerumitan genetik berkembang pada haiwan. Sebelum ini, kami telah menunjukkan bahawa penambahan gen baru adalah kunci kepada evolusi awal kerajaan haiwan. Persoalannya kemudian menjadi sama ada dalam kes evolusi kemudian haiwan.
Mempelajari pokok kehidupan
Kebanyakan haiwan boleh dikumpulkan keturunan evolusi utama, cawangan di pokok kehidupan menunjukkan bagaimana haiwan yang hidup hari ini berkembang dari satu siri nenek moyang bersama. Untuk menjawab soalan kami, kami mempelajari setiap keturunan haiwan yang mana urutan genom tersedia secara terbuka, dan banyak keturunan bukan haiwan untuk membandingkannya dengannya.
Satu keturunan haiwan adalah deuterostomes, yang merangkumi manusia dan vertebrata lain, serta bintang laut atau landak laut. Satu lagi ialah ecdysozoans, yang terdiri daripada arthropod (serangga, lobster, labah-labah, millipedes), dan lain-lain haiwan yang menghibur seperti ulat bulu. Vertebrata dan serangga dianggap sebagai haiwan yang paling kompleks. Akhir sekali, kita mempunyai satu keturunan, lophotrochozoans, yang termasuk haiwan seperti moluska (siput, contohnya) atau annelids (cacing tanah), di antara yang lain.
Kami mengambil pelbagai jenis organisma ini dan melihat bagaimana ia berkaitan dengan pokok kehidupan dan gen yang mereka kongsi dan tidak berkongsi. Sekiranya gen ada dalam cawangan lama dan bukan pada yang lebih muda, kami menyimpulkan bahawa gen ini telah hilang. Jika gen tidak hadir di cawangan yang lebih tua tetapi muncul di cawangan yang lebih muda, maka kami menganggapnya sebagai novel gen yang telah diperoleh di cawangan yang lebih muda.
Diagram pokok kehidupan yang menunjukkan perubahan gen gen kumpulan haiwan yang berbeza. Segitiga oren yang menunjuk ke bawah menunjukkan kehilangan gen. Ke atas menunjuk segitiga hijau menunjukkan keuntungan gen. Semakin besar segitiga, semakin besar perubahan itu. Papan Jordi, Pengarang disediakan
Hasilnya memperlihatkan bilangan gen yang tidak pernah berlaku dan hilang, sesuatu yang tidak pernah dilihat sebelumnya dalam analisis terdahulu. Dua daripada keturunan utama, deuterostomes (termasuk manusia) dan ekdysozoans (termasuk serangga), menunjukkan bilangan terbesar kehilangan gen. Sebaliknya, lophotrochozoans menunjukkan keseimbangan antara barang baru dan kerugian gen.
Keputusan kami mengesahkan gambar yang diberikan oleh Stephen Jay Gould dengan menunjukkan bahawa, pada tahap gen, kehidupan haiwan muncul dengan meninggalkan pub dan membuat lonjakan besar dalam kerumitan. Tetapi selepas keghairahan awal, sesetengah keturunan semakin dekat ke pub dengan kehilangan gen, sementara keturunan lain melayang ke landasan dengan memperoleh gen. Kami menganggap ini ringkasan evolusi yang sempurna, pilihan rawak yang disebabkan oleh minuman keras antara bar dan trek kereta api. Atau, sebagai meme internet berkata, "pergi evolusi, anda mabuk".
Tentang Pengarang
Jordi Paps, Pensyarah, Sekolah Sains Biologi, University of Bristol, University of Bristol dan Cristina Guijarro-Clarke, Calon PhD dalam Evolusi, Universiti Essex
Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.
books_science
