Геномные доказательства проливают новый свет на наше понимание эволюции паука

Заказ паукообразного насекомого, которому пауки принадлежат, Araneae, является невероятно древней и разнообразной группой, включающей более чем 45 000 описанных разновидностей почти с в три раза больше открытия ожидания; всем количеством они – самая многочисленная известная группа животных, которая является исключительно хищной. В дополнение к замечательному разнообразию, экологии и изобилию, пауки известны некоторыми экстраординарными биомолекулами, такими как яды и шелка. Хотя немного ядов для пауков опасны для людей, они открывают огромную медицинскую перспективу как инсектициды и терапию. И, никакое другое животное не может требовать более различного и изящного использования шелка – супер сильный материал, используемый, чтобы создать biometic материал, такой как искусственный нерв, строит, покрытия внедрения и системы доставки лекарственных средств.

Несмотря на их удивительное разнообразие и важные биомолекулы, наше понимание эволюции паука долго было нерешенным вопросом. Сеть шара, спиральная сеть, имеющая форму колеса, сделанная многими видами пауков, когда-то продуманными «завершающее достижение воздушных пауков», захватывала воображение эволюционных биологов больше века в результате его запутанной красоты. Первоначально мысль, чтобы развиться независимо, по крайней мере, дважды через эволюционную историю группы, морфологию, связанную с комплексом и поведения училась экстенсивно в 1980-х предложенный иначе, зажигая перемену во взглядах, которая в конечном счете пришла к заключению, что сеть шара и таксоны, которые прядут все это, разделили общего предка.

Последующие эволюционные изменения в химии нити наряду с вертикально ориентированной сетью шара, как думали, зажгли огромный приступ диверсификации разновидностей.Теперь, однако, команда американских ученых во главе с исследователями в Обернском университете, пишущем в рецензируемом журнале PeerJ, произвела самое большое когда-либо филогенетическое изучение пауков, которое подвергает сомнению то, что научный мир долго выводил об эволюции паука.

Используя технологии упорядочивающего следующего поколения, научная команда произвела геномный набор данных, состоявший почти из 3 400 генов на основе почти 700 000 остатков аминокислоты. Сотрудничая, команда биологов, среди которых были таксономисты паука, эволюционные биологи и bioinformaticians от учреждений в Алабаме, Вашингтоне, округ Колумбия, Калифорнии и Вермонте, обыскивала музейные коллекции, существующие базы данных и местные леса, чтобы собрать 70 таксонов паука, которые представляли широкую широту разнообразия заказа. Получающееся филогенетическое дерево – схема ветвления, которая наносит на карту эволюционное разнообразие группы – подтверждает более ранние подозрения, что весь шар ткацкие пауки, на самом деле, не тесно связан друг с другом.

Хотя эти данные могли интерпретироваться, чтобы означать, что сеть шара развилась несколько раз, команда находит эту гипотезу очень вряд ли.«Наши результаты относительно ясны, что, в то время как шар ткацкие таксоны не так тесно связаны, как ранее думается, наши данные действительно поддерживают понятие, что сама сеть шара развилась только однажды. Что мы называем «древней гипотезой происхождения» для сети, просто средства, что у крупнейшего отделения на древе жизни паука был предок, который построил сеть шара, но большинство ее потомков оставило его для других более по-видимому более прибыльных охотничьих стратегий добычи». сказал Джейсон Бонд, профессор Обернского университета и ведущий автор на исследовании.Используя сложные подходы к оценке темпов диверсификации разновидностей (т.е. «скорость», на которой новые виды пауков умножились в течение времени), кажется, предполагает, что потеря воздушной сети шара в пользу охоты на земле совпала с огромным взрывом видообразования у пауков. «На основе молекулярных калибровок часов выбор времени этих ускоренных темпов, не удивительно, кажется, произошел в то же самое время, когда мы видим, что сопутствующее обстоятельство увеличивается в земле, живущей насекомые во время мелового периода Третичная Революция – это действительно захватывающе, потому что это переворачивает вверх ногами большую часть того, что мы ранее думали о том, почему пауки были так разнообразны». сказала Николь Гаррисон ведущего автора относительно исследования и студента доктора философии в Обернском университете.

Эти захватывающие результаты также согласовываются со многими новыми результатами окаменелости палеонтологом Полом Селденом из Университета Канзаса и коллег.Несмотря на важность этих данных команда приходит к заключению, что их работа далека от окончания. «В то время как данная статья ясно на лезвии паука phylogenomics, у нас все еще есть длинный путь, чтобы пойти, прежде чем случай будет закрыт на происхождении сети шара», сказала Связь. У команды есть планы расширить исследование до более чем 800 видов пауков, используя намного более эффективный целенаправленный набор генов, которые распределены через геном паука. Связь и коллеги сказали, что недавние достижения в молекулярных технологиях действительно сделали упорядочивание большого количества генов для многих видов пауков невероятно экономически выгодным.

«В дополнение к опрокидыванию наших существующих парадигм относительно веб-эволюции шара есть другие интересные, забирают домой сообщения от этих данных. Кажется, что много элементов классификации пауков могут быть неправильными и наше понимание того, как паук, соединяющий структуры, развился, может также подлежать дебатам», сказала Джуэнита Родригес партнер постдиссертации и bioinformatician в Обернском университете, «это – действительно захватывающее время, чтобы изучить эволюцию паука».


Блог Парамона