18:52 2023-06-01
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Proiectul genomului primatelor dezvăluie secrete ascunse ale evoluției primatelor
_ Proiectul genomului primatelor dezvăluie secretele ascunse ale evoluției primatelor
Cercetătorii de la Universitatea Zhejiang, Institutul de Zoologie Kunming, Universitatea Northwest și Universitatea Yunnan, Universitatea Aarhus și BGI-Research au condus împreună o serie de noi studii semnificative publicate într-un număr special al revistei Science și în lucrări în Nature Ecology & Evolution și Science Advances.
Co-condus de Guojie Zhang de la Centrul pentru biologie evolutivă și organică de la Universitatea Zhejiang, Dong-Dong Wu de la Institutul de Zoologie Kunming, Xiao-Guang Qi de la Universitatea Northwest, Li Yu de la Universitatea Yunnan, Mikkel Heide Schierup de la Universitatea Aarhus și Yang Zhou de la BGI-Research, Primate Genome Consortium a raportat o serie de publicații ale sale. programul de primă fază. Programul include genomi de referință de înaltă calitate de la 50 de specii de primate, dintre care 27 au fost secvențiate pentru prima dată. Aceste studii oferă noi perspective despre procesul de speciație, diversitatea genomică, evoluția socială, cromozomii sexuali și evoluția creierului și a altor trăsături biologice.
Analiza comparativă a genomilor primatelor într-un context filogenetic este crucială pentru înțelegerea evoluției arhitecturii genetice umane și a diferențelor genomice între specii asociate cu diversificarea primatelor. Studiile anterioare ale genomului primatelor s-au concentrat în principal asupra speciilor de primate strâns înrudite cu oamenii și au fost constrânse de lipsa unei acoperiri filogenetice mai largi.
„Deși există peste 500 de specii de primate în întreaga lume, în prezent, doar 23 de specii reprezentative nereprezentative. -speciile de primate umane și-au publicat genomul, lăsând 72% din genuri să rămână nesecvențiate, ceea ce creează lacune semnificative în cunoștințele în înțelegerea istoriei lor evolutive”, afirmă Dong-Dong Wu.
Pentru a aborda acest decalaj, echipa a efectuat secvențierea genomului de înaltă calitate folosind tehnologii de secvențiere cu citire lungă pe 27 de specii de primate, inclusiv linii bazale care nu fuseseră complet secvențiate înainte. Combinând acest lucru cu genomurile de primate publicate anterior, proiectul a efectuat studii filogenomice asupra a 50 de specii de primate reprezentând 38 de genuri și 14 familii pentru a obține noi perspective asupra evoluției lor genomice și fenotipice.
„Pe baza datelor complete ale genomului, avem a generat o filogenie foarte rezolvată și a estimat apariția primatelor coroană între 64,95 și 68,29 milioane de ani în urmă, suprapunându-se graniței Cretacic/Terțiar”, afirmă Dong-Dong Wu.
Studiul a raportat rearanjamente genomice detaliate între liniile de primate și au identificat mii de gene candidate care au suferit selecție naturală adaptivă la diferite ramuri ancestrale ale filogeniei. Acestea includ gene care sunt importante pentru dezvoltarea sistemelor nervos, scheletic, digestiv și senzorial, toate acestea probabil să fi contribuit la inovațiile și adaptările evolutive ale primatelor.
„Este surprinzător să vedem că atât de multe schimbări genomice care implică gene legate de creier au avut loc în strămoșul comun al grupului de simieni, care include [maimuța din Lumea Nouă, maimuța Lumii Vechi și maimuțele mari”, afirmă Guojie Zhang, „Aceste inovații genomice evoluând adânc în timp. la acest nod ancestral ar fi putut deschide calea pentru evoluția ulterioară a trăsăturilor unice umane.”
Deși a fost bine recunoscut că cimpanzeii și bonoboi sunt speciile cele mai strâns înrudite cu oamenii, 15% din populația noastră. genomul este mai aproape de o altă mare maimuță, gorila. Acest lucru se datorează în primul rând evenimentului evolutiv special numit sortare de linie incompletă (ILS), în care polimorfismul genetic ancestral sortează aleatoriu în speciile descendente. Studiul a investigat evenimentele de speciație din timpul evoluției primatelor și a constatat că ILS a apărut frecvent în toate cele 29 de noduri ancestrale majore ale primatelor, unele noduri având peste 50% din genom afectat de ILS.
„Procesul de diversificare genetică nu urmează o topologie asemănătoare arborelui de bifurcare, așa cum știm în mod normal pentru procesul de speciație, este mai degrabă ca o rețea complicată”, a spus Guojie Zhang. „Este important să se investigheze procesul evolutiv al fiecărei gene individuale, care ar putea afecta, de asemenea, evoluția fenotipurilor între specii.”
Sortarea filiației incomplete (ILS) prezintă variații extinse de-a lungul genomului, determinate în principal de recombinare. . „Am observat că ILS este mai redus pe cromozomul X decât pe autozomi, în comparație cu ceea ce ar fi de așteptat în evoluția neutră, sugerând un impact mai mare al selecției naturale asupra cromozomului X în timpul evoluției primatelor”, afirmă Mikkel Heide Schierup.
Studiul exploatează ILS pentru a efectua datarea moleculară a evenimentelor de speciație doar pe baza datelor genomului, fără calibrarea fosilelor, și a constatat că noile rezultate de datare au fost foarte în concordanță cu datarea cu înregistrarea fosilelor. „Acest lucru sugerează că datarea moleculară oferă o estimare precisă a timpului de speciație chiar și fără înregistrările fosile”, spune primul autor al acestei lucrări, Iker Rivas-González.
Hibridizarea este din ce în ce mai recunoscută ca o forță evolutivă importantă pentru generând specii și diversitate fenotipică la plante și animale. Acest lucru este obișnuit în special în liniile care pot tolera duplicarea întregului genom și niveluri crescute de ploidie. Cu toate acestea, speciația prin hibridizare a fost raportată rar la mamifere.
Folosind datele complete ale genomului, echipa a descoperit că maimuța cenușie cu nasul moale Rhinopithecus brelichi era o specie descendentă din hibridizarea dintre speciile diferențiate morfologic, maimuța aurie cu nasul moale R. roxellana și strămoșul comun al maimuței cu nasul negru-alb R. bieti și al maimuței cu nasul negru R. strykeri.
„Din cunoștințele noastre, aceasta este prima timpul în care un eveniment de speciație hibrid este înregistrat la primate”, spune Li Yu.
Acest studiu identifică în continuare genele cheie în R. brelichi care au derivat din fiecare descendență parentală care ar fi putut contribui la colorarea stratului mozaic în acest specii și, probabil, a promovat izolarea reproductivă înainte de împerechere a speciilor hibride din descendența parentală.
Primatele au sisteme sociale foarte diverse; cu toate acestea, mecanismele biologice care stau la baza evoluției sociale rămân puțin cunoscute. Modelul socioecologic clasic a emis ipoteza că diversitatea sistemelor sociale a evoluat ca răspuns la schimbările de mediu.
Studiul a folosit ca sistem model maimuțele colobine asiatice, deoarece acest grup de specii a suferit un proces de evoluție socială în etape de la un unitate cu un bărbat, mai multe femei la forme sociale complexe pe mai multe niveluri. Cercetătorii au reconstruit procesul de speciație al acestui grup folosind datele complete ale genomului și au găsit o corelație puternică între temperatura mediului și dimensiunea grupului speciei. Speciile de primate care trăiesc în medii mai reci tind să trăiască în grupuri mai mari. Epocile de gheață antice au determinat evoluția socială a acestor primate, promovând agregarea răspândirii speciilor de maimuțe cu nasul ciudat din nord în forme sociale cu mai multe niveluri.
În timpul acestei tranziții, maimuțele cu nasul ciudat au prezentat selecție pozitivă în multe gene legate de adaptarea la frig și de sistemul nervos. „Maimuțele cu nasul moale par să aibă o legătură mamă-copil mai lungă, ceea ce probabil a crescut supraviețuirea sugarilor în medii reci. Receptorii DA/OXT sunt neurohormoni importanți în mediarea legăturilor sociale. Această cale de semnal a fost îmbunătățită la maimuțele cu nasul ciudat și a promovat afilierea socială, coeziunea și cooperarea între adulții acestei specii”, afirmă Xiao-guang Qi.
Comentarii:
Adauga Comentariu