Губка или гребневик: кто был первым животным?
В филогенетике идут споры между "командой губки" и "командой гребневика". Вопрос о том, какое существо находится в корне древа жизни животных — простая губка или более сложный гребневик — вызывает жаркие дебаты.
Долгое время учёные считали, что лишённые мышц и нейронов губки дали начало более сложным организмам. Однако геномный анализ 2008 года, сравнивший сотни генов разных животных, дал неожиданный результат: первыми животными могли быть гребневики (ctenophores), у которых есть и мышцы, и нейроны.
Определение базового животного помогает понять родство организмов и эволюцию сложных признаков, например, нервной системы. Гипотеза о гребневиках предполагала, что сложные системы развились рано, а затем были утрачены губками, но сохранились у других животных, что стало шоком для биологов.
Последующие исследования колебались между двумя гипотезами, разделив учёных на лагеря. В 2023 году новый анализ физической сцепленности генов на хромосомах дал сильную поддержку гипотезе о гребневиках.
Вклад в дебаты о первом животном
Исследователь HHMI Николь Кинг из Калифорнийского университета в Беркли изучает происхождение животных. Хотя она склонялась к гипотезе о губках, она не планировала участвовать в споре.
Ситуация изменилась, когда в её лабораторию пришёл постдок Джейкоб Стинвик, эксперт по филогенетике и вычислительной биологии, ранее поддерживавший гипотезу о гребневиках.
"Джейкоб пришёл с гипотезой, что сестринской группой являются гребневики, а я считала, что это губки. Мы решили: почему бы не попробовать?" — говорит Кинг.
Новый способ построения древа жизни
Стинвик и Кинг применили новый подход, объединяющий исторически разные методы, чтобы лучше отделить сигнал от шума.
Команда создала всеобъемлющий, высококачественный набор данных консервативных генов из различных организмов. Затем они проанализировали эти гены с помощью интегративного подхода, результаты которого были опубликованы в Science.
Исследователи сузили набор данных, оставив только те гены, которые давали одинаковый результат обоими методами, и отбросив гены с противоречивыми результатами. Они также варьировали параметры для оценки устойчивости выводов.
Затем команда провела серию статистических тестов, чтобы определить, есть ли значимая поддержка одной из гипотез.
Статистические тесты подтвердили гипотезу о губках, показав, что эти простые существа находятся в корне древа жизни животных. Конкретно:
- 62% тестов поддержали гипотезу о губках,
- 38% тестов были неубедительными,
- поддержки гипотезы о гребневиках не было.
"Наш анализ даёт очень сильную поддержку гипотезе о том, что первой эволюционировала губка, что согласуется с морфологическими исследованиями. Но я всё ещё считаю, что есть пространство для дальнейшего изучения", — говорит Кинг. — "Мы не утверждаем, что наше исследование завершает дебаты — это может решить только научное сообщество. Мы говорим, что нашли очень веские доказательства в пользу только одной гипотезы".