Функция правдоподобия породнила гребневиков с многоклеточными животными
8 минут
Редакция

Функция правдоподобия породнила гребневиков с многоклеточными животными

Американские ученые разработали новый статистический метод квантификации филогенетического сигнала и пришли к выводу, что древнейшей ветвью многоклеточных являются гребневики.

haeckel_ctenophorae
©Wikipedia

Точная реконструкция филогенетического древа важна для изучения механизмов происхождения жизни. Развитие геномики в XX веке позволило ученым собрать значительный массив геномных данных для восстановления филогений с учетом их разнообразия. Вместе с тем это выявило несовершенство существующих статистических методов, в частности их точности: например, в зависимости от набора данных семейство асцидий (Ascoideaceae) может выступать сестринской группой как для дрожжей Saccharomycodaceae и Saccharomycetaceae, так и для более многочисленной клады, включающей семейство Pichiaceae. Противоречия могут наблюдаться и при квантификации одного набора данных разными методами, поэтому генетики ищут универсальные способы проверки итогов анализа.

 

Открытым остается и вопрос о самой ранней ветви многоклеточных животных (Metazoan). Долгое время считалось, что такой ветвью являются губки (Porifera), но в 2008 году коллаборация биологов из США и Канады показала, что древнейшей сестринской группой для Metazoan также могут быть гребневики (Ctenophora) — морские животные, точный филогенетический статус которых до сих пор остается неясным. Последующий полногеномный анализ подтвердил, что Ctenophora, вероятно, представляет собой наиболее раннюю ветвь Metazoan, тем не менее, выводы работы содержали противоречия. Чтобы восполнить пробел, сотрудники Университета Вандербильта и Висконсинского университета в Мадисоне разработали новый статистический метод оценки филогенетического сигнала.

 

В ходе работы авторы условно разделили филогенетическое древо на ветви (ребра или биграфы) T1 и T2, где последние находились в топологическом конфликте с первыми. Затем они измерили разницу в показателях логарифмического правдоподобия между общими для организмов генами (из трех наборов) так, чтобы максимальная представленность и степень филогенетического сигнала указывала на восхождение ветви только к губкам (T2) или гребневикам (T1). Также в анализ включили альтернативную гипотезу о родстве обеих ветвей (T3). Дополнительно исследователи изучили 17 других ветвей, включая семь — животных, пять — растений и шесть — грибов, предусматривающих топологические конфликты, которые сравнивались с шестью хорошо изученными ветвями.

 

Сила филогенетического сигнала для трех топологических гипотез / ©Xing-Xing Shen et al., Nature Ecology & Evolution, 2017

 

Результаты показали, что максимальное число общих генов (42,5–69,7 процента) наблюдалось в древе T1, которое также имело более высокое значение логарифмического правдоподобия. При этом даже удаление отдельных генов из выборки и последующая конкатенация итогов анализа не опровергала гипотезу о происхождении многоклеточных животных от гребневиков. Примечательно, что схожие тенденции были характерны для других групп, исключением из которых стали плацентарные (Eutherian), покрытосеменные (Angiospermae) и асцидии (Ascoideaceae): в этом случае соотношение генов, которые соответствуют T2, оказалось выше. Метод также позволил установить, что черепахи являются сестринской группой для архозавров (крокодилов и птиц), имея 74 процента общих генов, но не являются сестринской группой для крокодилов.

 

По словам авторов, новый метод, основанный на оценке филогенетического сигнала и конкатенативном анализе (тестовом удалении генов с последующим восстановлением выборки), может использоваться для уточнения филогенетических статусов. Любопытно, что удаление некоторых генов и сайтов (с максимальным значением логарифмического правдоподобия) при рассмотрении ряда ветвей изменило их топологию. Так, смену ветви T1 на T2 после удаления осуществляли двоякодышащие (Dipnoi), мохообразные (Bryophyte), костистые рыбы (Teleostei). Это может указывать на существование генов, ответственных за неточности при реконструкции филогенетического древа. Их наличие может быть связано с недостатком геномных данных или слишком быстрой диверсификацией видов.

 

Статья опубликована в журнале Nature Ecology & Evolution.

 

Подробнее об эволюции многоклеточной жизни читайте в нашем материале.

 

Видеосюжет о гребневиках / ©National Geographic

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 14:53
5 минут
Мария Азарова

Ученые, работающие с крупнейшим в мире радиотелескопом, сообщили об обнаружении эмиссии нейтрального водорода, исходящей от объектов за пределами нашей Галактики.

Вчера, 09:34
4 минуты
Сергей Васильев

Кажется, сходство безногих земноводных со змеями идет куда дальше внешнего вида, и эти животные способны поражать жертву ядовитым укусом.

Позавчера, 19:59
26 минут
Илья Ведмеденко

Новый БПЛА С-70 «Охотник» может стать главным российским проектом в сфере боевой авиации. Но сначала ему нужно подтвердить свою пользу.

Позавчера, 19:59
26 минут
Илья Ведмеденко

Новый БПЛА С-70 «Охотник» может стать главным российским проектом в сфере боевой авиации. Но сначала ему нужно подтвердить свою пользу.

Вчера, 14:53
5 минут
Мария Азарова

Ученые, работающие с крупнейшим в мире радиотелескопом, сообщили об обнаружении эмиссии нейтрального водорода, исходящей от объектов за пределами нашей Галактики.

3 июля
4 минуты
Сергей Васильев

Одна из самых больших черных дыр обладает соответствующим аппетитом: имея массу около 34 миллиардов масс Солнца, она добавляет еще по одной каждый день.

1 июля
5 минут
Мария Кривоченко

Один из детекторов Большого адронного коллайдера обнаружил новую частицу, состоящую из четырех очарованных кварков. Физики полагают, что это первый представитель неописанного класса частиц.

27 июня
8 минут
Sergei Sobol

Уроки астрономии вернулись в российские школы в 2018 году. За то время, пока эта наука была необязательным предметом, в ней произошло много событий, не все из которых нашли отражение в учебниках. Кроме того, в них и раньше не были упомянуты многие интересные факты.

1 июля
5 минут
Сергей Васильев

Точные данные о локализации центра масс Солнечной системы важны для поиска гравитационных волн, поэтому астрономы выяснили его с ошибкой не более 100 метров.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: