La nouvelle technologie de l’ADN secoue les branches de l’arbre évolutif

Si vous paraissez différent pour vos proches, vous vous êtes peut-être senti séparé de votre famille. Enfant, surtout lors d’abandons orageux, vous pourriez même espérer que c’est le signe que vous avez été adopté.

Comme le montre notre nouvelle recherche, un look familial peut être trompeur. La nouvelle technologie de l’ADN bouleverse les pedigrees de nombreuses plantes et animaux.

Les primates, qui incluent les humains, étaient autrefois considérés comme des parents proches des chauves-souris car nos os et notre cerveau sont similaires. Mais les données ADN nous placent maintenant dans un groupe de rongeurs (rats et souris) et de lapins. Il est étonnant que les chauves-souris soient plus étroitement associées aux vaches, aux chevaux et même aux rhinocéros qu’à nous.

Les scientifiques ont pu découvrir les branches de l’arbre évolutif de la vie à l’époque de Darwin et pendant la majeure partie du XXe siècle uniquement en examinant la structure et l’apparence des animaux et des plantes. Les formes de vie ont été regroupées en fonction de similitudes supposées s’être développées ensemble.

Il y a environ trois décennies, les scientifiques ont commencé à utiliser les données ADN pour construire des “arbres moléculaires”. Bon nombre des premiers arbres basés sur des données ADN étaient en contradiction avec les classiques.

On pensait autrefois que les fourmis paresseuses et fourmis, les ceinturées, les lignes de rive (fourmis écailleuses) et les voleuses de trésors appartenaient à un groupe appelé édentés (“sans dents”) car elles ont des aspects anatomiques communs.

Les arbres moléculaires ont montré que ces traits se développaient indépendamment dans différentes branches de l’arbre mammifère. Il s’avère que les trésors sont plus étroitement associés aux éléphants, tandis que les lignes bancaires sont plus étroitement liées aux chats et aux chiens.

Réunion

Il existe une autre source de preuves importante qui était familière à Darwin et à ses contemporains. Darwin a noté que les animaux et les plantes qui semblaient avoir l’ancêtre commun le plus proche étaient souvent géographiquement proches les uns des autres. La localisation des espèces est une autre indication forte qu’elles sont interdépendantes : les espèces vivant à proximité les unes des autres sont plus susceptibles de partager des pedigrees.

Pour la première fois, notre article récent faisait référence à l’emplacement, aux données ADN et à l’apparence de divers animaux et plantes. Nous avons observé des arbres d’évolution basés sur l’apparence ou les molécules pour 48 groupes d’animaux et de plantes, y compris les chauves-souris, les chiens, les singes, les lézards et les pins.

Les arbres d’évolution basés sur les données ADN étaient deux tiers plus susceptibles de correspondre à l’emplacement de l’espèce que les cartes d’évolution traditionnelles. En d’autres termes, les arbres précédents ont montré que plusieurs espèces étaient apparentées en apparence.

Nos études ont montré qu’elles vivaient beaucoup moins proches les unes des autres par rapport aux espèces liées aux données ADN.

Il peut sembler que l’évolution invente de nouvelles solutions sans fin, presque sans limitation. Mais il a moins de tours dans votre manche que vous ne le pensez.

Les animaux peuvent se ressembler étonnamment parce qu’ils ont évolué pour faire un travail similaire ou vivre de la même manière. Les oiseaux, les chauves-souris et les ptérosaures éteints ont ou avaient des ailes osseuses pour voler, mais tous leurs ancêtres avaient des pattes antérieures pour marcher sur le sol.

(Oyston et al., Biologie de la communication, 2022)

Au dessus: Les roues et la clé de couleur indiquent où se trouvent géographiquement les membres de chaque ordre. Dans un arbre moléculaire, ces couleurs sont mieux regroupées que dans un arbre morphologique, ce qui indique que les molécules sont plus étroitement compatibles avec la biogéographie.

Des formes d’ailes et des muscles similaires se sont développés dans différents groupes, car la physique de la poussée et de la portance dans les airs est toujours la même. C’est à peu près la même chose avec des yeux qui auraient pu évoluer 40 fois chez les animaux, et avec seulement quelques “conceptions” de base.

Nos yeux ressemblent aux yeux de calmar, avec un cristallin, un iris, une rétine et des pigments visuels. Le calmar est plus étroitement lié aux escargots, aux escargots et aux moules que nous. Cependant, de nombreux parents de ces mollusques n’ont que les yeux les plus simples.

Les taupes se sont développées au moins quatre fois plus que des créatures sombres et pénétrantes sur différentes branches d’un arbre mammifère sur différents continents. Les papillons de nuit australiens (plus étroitement liés aux kangourous), les papillons dorés africains (plus étroitement liés aux trésors), les papillons de nuit africains (rongeurs) et les taupes eurasiennes et nord-américaines (plus étroitement associées aux jardiniers et aux hérissons). comme ces autres “taupes”) se sont toutes développées selon un chemin similaire.

Les racines de l’évolution

Jusqu’à l’avènement de la technologie de séquençage des gènes à faible coût et efficace au 21e siècle, l’apparence était généralement tout ce que les biologistes de l’évolution devaient poursuivre.

Lorsque Darwin (1859) a montré que toute vie sur Terre est connectée dans un arbre évolutif, il n’a pas fait grand-chose pour cartographier ses branches. L’anatomiste Ernst Haeckel (1834-1919) a été l’un des premiers à dessiner des arbres évolutifs qui tentaient de montrer comment les principaux groupes de formes de vie sont interconnectés.

(Ernest Haeckel)

Les dessins de Haeckel ont fait de brillantes observations sur les êtres vivants qui ont influencé l’art et le design aux XIXe et XXe siècles. Son pedigree était presque entièrement basé sur l’apparence et le développement de ces organismes en tant qu’embryons. Beaucoup de ses idées sur les relations évolutives étaient récentes.

Alors que l’acquisition et l’analyse de grandes données moléculaires deviennent plus faciles et moins chères, de nombreuses autres surprises nous attendent.Discuter

Matthew Wills, professeur de paléobiologie évolutive au Milner Evolution Center de l’Université de Bath.

Cet article est republié sous une licence Creative Commons de The Conversation. Lire l’article d’origine.

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