В этом месяце Джордж Тайли начал работать в Государственном университете Северной Каролины в качестве доцента кафедры биологии растений и микробов. Незадолго до начала работы 1 августа Тайли и его коллеги опубликовали статью в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences о меняющемся подходе исследователей к эволюции, особенно так называемой ретикулярной эволюции. В ней рассматривается эволюция с точки зрения «семейных сетей», а не «семейных деревьев».
Статья была частью специального раздела журнала, посвящённого мониторингу и восстановлению потока генов в экосистемах, которые всё больше фрагментируются в антропоцене. В этом разделе собраны исследования из областей геномики видообразования и биологии сохранения, чтобы решить насущные проблемы, связанные с антропогенной фрагментацией среды обитания и утратой биоразнообразия.
Аннотация побеседовала с Тайли о статье.
«Это действительно новая концепция в том смысле, что биологи давно думали о гибридизации (процессе, в котором два организма из разных видов или отдельных популяций скрещиваются) или потоке генов (переносе генетического материала из одной популяции в другую) между популяциями. Примеры этого — гибридизация подсолнухов; классический пример из злаков — пшеница».
«Мы видели древние события гибридизации, которые также сопровождались дупликацией всего генома, и это общий механизм, с помощью которого мы получаем действительно полезные растения, хотим ли мы думать о пшенице или о другом большом растении из Северной Каролины — сладком картофеле. Но до недавнего времени мы по уважительным причинам думали об эволюции как о древовидной; это восходит к Дарвину и представлениям об общем происхождении».
«Одна из причин, по которой мы продолжаем использовать семейные деревья, особенно в отношении растений, заключается в том, что они удобны для вычислений — они удобны математически. Оценка деревьев по генетическим данным намного проще с точки зрения программирования этой структуры и проведения вычислений».
«В последние 20 лет произошёл большой скачок в теории вероятностей, который позволил нам сказать: «Вот вероятность сети», и это сопровождалось также вычислительными достижениями. Теперь мы обнаруживаем, что пересматриваем многие исследования биоразнообразия с помощью сетей, где мы знаем, что в прошлом был некоторый поток генов между видами».
«Именно этот термин некоторые люди будут использовать сейчас. Это не дерево жизни. Это сеть жизни, чтобы отразить эти типы древних событий потока генов в дополнение к потоку генов, который мы можем наблюдать между современными популяциями. Мы пытаемся провести различие между двумя этими понятиями: вы можете иметь популяции одного и того же вида, которые обмениваются генами, и более древние события, которые часто приводили к большой путанице в дереве жизни».
«Когда мы думаем об эволюции, мы иногда подходим к этому с точки зрения альфа-видового разнообразия, если нам нужно подсчитать количество и численность названных видов в данной области. Другие будут рассматривать это с точки зрения филогенетического разнообразия. Сколько эволюции в этом пространстве? Насколько дивергентны пути в среднем? Так что, я думаю, это может быть ещё одним проясняющим слоем в этом вопросе с точки зрения понимания».
«Когда мы имеем, скажем, большое количество видов в районе, сколько из них может не представлять то, что мы назвали бы эволюционно независимой единицей, где мы получаем более эфемерные отношения?»
«Потому что одно из того, что мы можем узнать, изучая ретикулярные процессы, — это то, что вымирание также происходит, и это, как правило, общий механизм для этих отношений, где у вас есть гибридизация, обратное скрещивание с родителем. Гибриды не имеют таких же селективных преимуществ, как их родительские виды в данной области, но некоторые сигнатуры потока генов остаются».
«Итак, я думаю, что одна вещь, которую мы хотим сделать, — это просто убедиться, что исследователи знают, что это жизнеспособные инструменты, которые можно использовать сейчас. Долгое время они как бы игнорировались. Исследователи говорили: «Мы понимаем, что эти процессы происходят. Но это вычислительно невозможно. Поэтому мы не будем использовать эти инструменты». Мы хотим убедиться, что люди знают, что это инструменты, которые доступны им, когда они могут быть уместны для использования».
«Хороший пример, о котором мы можем подумать с точки зрения биоразнообразия в Северной Каролине, — это кувшинное растение. Они действительно очень разнообразны в своей группе. Но мы знаем, что были такие древние события потока генов, и понимание их эволюции может прояснить распределение видов и процессы, которые привели к их нынешнему разнообразию, а также то, как некоторые люди могут установить охранный статус для них».
«Мы показываем, что это полезные инструменты для изучения биоразнообразия. Но есть некоторое несоответствие между тем, что происходит в этой фундаментальной области эволюционной биологии, и тем, как мы связываем это, скажем, с селекционерами растений или людьми, которые действительно хотят понять генетику сельскохозяйственно важных признаков».
«И вот куда я вижу свою лабораторию. Как мы возьмём то, что сделали до сих пор, и, возможно, переоборудовать некоторые из них, чтобы они были полезны для поиска, возможно, генов, лежащих в основе этих древних событий гибридизации, которые также могут быть полезны для селекционеров растений? Как мы возьмём это и превратим в полезный инструмент, который может помочь решить действительно сложные проблемы в эволюционной биологии?»
Предоставлено
North Carolina State University
Другие новости по теме
- Скрытая опасность в воде: защита домашних животных от сине-зелёных водорослей
- Совместное существование с койотами: встречи остаются управляемыми, несмотря на скрытый риск заболеваний
- Волна надежды: возвращение китов-горбачей с рекордным количеством наблюдений
- В реке штата Айдахо обнаружены инвазивные моллюски: стоило ли это «душераздирающих» потерь?
- В Абу-Даби для SeaWorld поймали трёх мантов из Флориды, один умер
- Ultrack и inTRACKtive: мощная пара инструментов для отслеживания клеток в процессе эмбрионального развития
- Первый показ в Европе останков предка человека Люси в Праге
- Конкурс по подражанию птичьим голосам способствует повышению осведомлённости о сохранении природы в бетонных джунглях Гонконга
- Белые акулы плывут на север: за ними следуют тюлени, а они пугают отдыхающих на пляжах.
- Наши предки-приматы эволюционировали в холодных условиях, а не в тропиках
Другие новости на сайте
- Таинственный кит возрождает древний биткоин — только в августе было перемещено 2 300 монет.
- Исследование выявило значительную потерю влажности почвы из-за глобального озеленения
- Знакомьтесь с Rainbow: многофункциональная самодвижущаяся лаборатория, которая совершает открытия в области квантовых точек
- Как искусственный интеллект может улучшить страховое покрытие
- Грязное прошлое Луны
- Bitcoin навсегда? Майкл Сэйлор прогнозирует рост на 30% в течение 20 лет
- Женщины более эффективны в законодательстве, чем мужчины? Детальный ответ исследователей
- Штаммы бактерий, поражающие крупный рогатый скот и людей в США, имеют большое сходство.
- В период, когда в США наблюдаются напряжённые расовые отношения, чернокожие учителя играют важную роль и находятся под угрозой.
- Скрытая опасность в воде: защита домашних животных от сине-зелёных водорослей