Pasakyk kas tavo protėvis ir aš pasakysiu kada tu išmirsi
16 views
Skip to first unread message
Andrej S
Aug 9, 2009, 9:45:55 AM8/9/09
to G-mokslai
Biologinis išmirimas - tai vienas iš pačių paslaptingiausių, tačiau tuo pat metu ir daugiausiai publikos dėmesio susilaukusių mokslo topikų. Naujausiame "Science" žurnalo numeryje, išėjo straipsnis apie tai kokiu laipsniu išmirimai gali būti nuspėti naudojant filogenetinius medžius, kurie atspindi organizmų giminystę. Filogenetika gali paaiškinti daug evoliucinių pobudžių (angl. patterns). Pvz. kodėl katės yra ganėtinai konservatyvios savo morfologijoje? S. J. Gould'as mano kad tai yra susiję su vystymosį proceso suvaržymais, kurie yra nulemti bendros prigimties, o ne todėl kad esama kačių kaukolės forma yra pati optimaliausia ir natūralioji atranka tiesiog neveda prie naujų sprendimų. Panašius suvaržymus filogenijos gali turėti įvairėjimo (diversifikacijos) evoliucijai ir atsparumui išmirimams konkrečiai.
Kaip pažymi autoriai savo tyrime - skirtingos organizmų grupės stipriai varijuoja išmirimo rizikos atžvilgiu, tačiau kas nulemia tas variacijas sunku pasakyti. Ir išmirimo rizika nulemiama įvairių ekologinių organizmų faktorių bei emerdžentinių rūšies lygio požymių, kaip pvz. geografinis paplitimas. Ir dauguma šių požymių yra paveldimi rūšies lygyje, todėl egzistuoja galimybė, kad išmirimai turi klasterizuotis filogenetiškai. Žinoti išmirimų filogenetinį klasterizacijos laipsnį yra labai svarbu, tam kad žinoti kokį efektą evoliucinei istorijai turės žmogaus sukeltas rūšių išmirimas ateityje, tam kad žinoti kaip ir ką labiausiai reikia saugoti.
Autoriai, kaip modelį išmirimo paveldimumo tyrimuose, pasirinko dvigeldžius moliuskus. VIsų pirma, nes dvigeldžiai moliuskai turi puikų paleontologinį metraštį ir todėl yra puikus makroevoliucinių tyrimų objektas, visų antra kad jų filogenetinė struktūra ganėtinai gerai suprasta ir trečia kad jie egzistuoja per visą fanerozojų. Šiame tyrime buvo naudojamas šeimų lygio filogenetinis dvigeldžių medis, kas suteikai balansą tarp pakankamo nagrinėjamų žemesnio lygio taksonų (genčių) skaičiaus ir filogenetinio tikslumo. Buvo tyriami paskutiniai 200 mln. metų dvigeldžių istorijos (išskirus K-Pg masinį išmirimą) atsekant dvigeldžių genčių egzistavimo intervalus ir nustatant, tokiu būdų jų išmirimo greičius filogenetiniame ir laikiniame kontekste. Jo metu buvo įvertintas filogenetinis išmirimų klasterizacijos indeksas, ir ar jo reikšmės yra didesnės (ar mažesnės) nei jeigu išmirimai būtu atsitiktiniai filogenetinio medžio topologijos atžvilgiu - Filogenetines_ismirimu_klasterizacijos_laipsnis.JPG. Šioje diagramoje matomas išmirimų klasterizacijos laipsnio svyravimas bėgant laikui, išmirimai kurie yra užėję už pilkų pasikliauties intervalų ribų yra stipriai klasterizuoti. Iš to mes matome, kad 8 iš 26 nagrinėjamų intervalų, išmirimai yra stipriai klasterizuoti filogenetiškai. Tačiau, kaip rodo tyrimas, išmirimų galia nėra koreliuota su filogenetinės klasterizacijos laipsniu (t. y. klasterizuoti ar ne gali būti ir dideli ir maži išmirimai). Dydžiausia klasterizacijos laipsnį rodo K-Pg masinis išmirimas, tuo tarpu kitas stambus Eoceno-Oligoceno išmirimas tokios koreliacijos nerodo. Nors išmirimų greitis (kaip jau pastebėta iš ankstesnių tyrimų) begant laikui mažėja, tai siejama su nestabilių kladų eliminavimu o ne su išmirimų greičių pasikeitimu kladų viduje (K-Pg įvykis suveikė kaip filtras, pašalinęs 3 didelį išmirimo greitį turinčias kladas). Kaip rašo autoriai, vidutinis atsiradimų ir išmirimų greičių mažėjimas ir nestabilių (angl. volatile) taksonų, kurie turi didelius atsiradimo ir išmirimo greičius, eliminavimas per masinius išmirimus turėtu turėti stiprų poveikį molekuliniams metodams, iškreipdamas juos, nes paskutiniai priėma išmirimų greičių stochastinį pastovumą. Kaip sprendimą, autoriai pateikia idėją, kad diversifikacijas (išmirimo ir atsiradimo greičių) paieška molekuliniais metodais turi būti vykdoma tiktai trumpais laiko intervalais, iki artimiausių išmirimų. Bendrai, šeimoms specifiniai greičiai išlieka bėgant laikui daug maž pastovus - Mezo_vs_Ceno-Zoiniai_ismirimo_greiciai.JPG. Šiame grafike matome, kad išmirimo greičiai dvigeldžių šeimose mezozojuje, tiesiškai koreliuojasi su išmirimo greičiais kainozojuje (r=0,75 ir p=0,0008), o brūkšniuota linija grafike parodyta kaip atrodytu jei greičiai būtu fukciškai tiesiškai priklausomi (x=y). Be to, filogenetiniai testai rodo kad išmiringumo laipsnis stipriai klasterizuojasi daugelyje hierarchinių lygių (ne tik šeimų viduje bet ir tarp artimų šeimų). Šį dėsningumą galite pamatyti filogenetiniame medyje, kur prie kiekvienos šakos parodyti jai būdingi išmirimo greičiai - Ismirimu_intensyvumo_pasiskirstymas_filogenijoje.JPG. O tai rodo kad veikiausiai dabartinė biota sudaroma iš vis tvirtesnių (atsparesnių pokyčiams) grupių, vykstant volatilių kladų išmirimams o ne kintant išmirimo greičiams šeimų viduje. Kaip mini autoriai, filogenetinė klasterizacija gali būti susijusis su tuo kad skirtingos grupės gali turėti požymius susijusius su tam tikromis aplinkomis ar regionais. Ir vykstant stipriam tos aplinkos pokyčiui, tikėtina kad ten gyvenančios grupės būtu labiau paveikiamos. Tačiau, autorių nuomone šią hipotezę, pagal esamus duomenys galima atmesti, nes nagrinėjamos šeimos yra globaliai paplitusios ir gyveno įvairiose aplinkose. Reiškia kad išmiringumas (tikimybė išmirti) yra jų vidinė sąvybė. Todėl, autoriai sako kad tai turi stiprias pasekmes dabartiniam išmirimui, kurio metu gyvename mes. Jeigu išmirimai yra klasterizuoti, jų metų sunaikinamas didesnis įvairumo laipsnis, nei jei jie būtu stochastiškai tolygus filogenijos atžvilgiu. Šnekant metaforiškai, kaip pažymėjo David Jablonski - tai būtu ne medžio apkarpymas o kai kurių šakų nukirtimas. Todėl svarbu atlikti, kitų filogenetinių grupių istorinio nulemtumo išmirimams tyrimą paleontologiniame metraštyje, kad minimizuoti galimas netektis antropogeninės krizės metu.
Čarlzas Maršalas iš Harvardo universiteto interviu Science NOW, pasakė, kad šis tyrimas parodo paleontologinio metraščio (angl. the fossil record), svarbą kaip evoliucijos laiko mašiną, kuris leidžia suprasti taisykles pagal kurias veikė praeityje ir veiks ateityje evoliucija.
G-moksluose:
Kaip ekologiniai požymiai nulemia žinduolių išmirimo riziką?
Filogenetinė sistematika - biologijos pažinimo medis [Darvinas 200]
Nuorodos:
Kaustuv Roy, Gene Hunt, David Jablonski. Phylogenetic Conservatism of Extinctions in Marine Bivalves. Science 7 August 2009: Vol. 325. no. 5941, pp. 733 - 737 - Straipsnis "Science" žurnale apie išmirimų galios stiprias sąsajas su filogenetine nagrinėjamų grupių struktūra.
Materials and Methods SOM Text - Lydinčioji informacija anksčiau pateiktam straipsniui.
Phil Berardelli. Extinction: Is It in the Genes? - Populiari straipsnio apžvalga "ScienceNOW".
Extinction Runs In The Family - Populiarus straipsnis apie apžvelgiamą tyrimą "Science Dialy" tinklapyje.
Jeffrey Levinton "Genetics, Paleontology and Macroevolution".Cambridge University Press, 2001 - Neodarvinistinis požiūris į makroevoliuciją.
--
AS
Kaip pažymi autoriai savo tyrime - skirtingos organizmų grupės stipriai varijuoja išmirimo rizikos atžvilgiu, tačiau kas nulemia tas variacijas sunku pasakyti. Ir išmirimo rizika nulemiama įvairių ekologinių organizmų faktorių bei emerdžentinių rūšies lygio požymių, kaip pvz. geografinis paplitimas. Ir dauguma šių požymių yra paveldimi rūšies lygyje, todėl egzistuoja galimybė, kad išmirimai turi klasterizuotis filogenetiškai. Žinoti išmirimų filogenetinį klasterizacijos laipsnį yra labai svarbu, tam kad žinoti kokį efektą evoliucinei istorijai turės žmogaus sukeltas rūšių išmirimas ateityje, tam kad žinoti kaip ir ką labiausiai reikia saugoti.
Autoriai, kaip modelį išmirimo paveldimumo tyrimuose, pasirinko dvigeldžius moliuskus. VIsų pirma, nes dvigeldžiai moliuskai turi puikų paleontologinį metraštį ir todėl yra puikus makroevoliucinių tyrimų objektas, visų antra kad jų filogenetinė struktūra ganėtinai gerai suprasta ir trečia kad jie egzistuoja per visą fanerozojų. Šiame tyrime buvo naudojamas šeimų lygio filogenetinis dvigeldžių medis, kas suteikai balansą tarp pakankamo nagrinėjamų žemesnio lygio taksonų (genčių) skaičiaus ir filogenetinio tikslumo. Buvo tyriami paskutiniai 200 mln. metų dvigeldžių istorijos (išskirus K-Pg masinį išmirimą) atsekant dvigeldžių genčių egzistavimo intervalus ir nustatant, tokiu būdų jų išmirimo greičius filogenetiniame ir laikiniame kontekste. Jo metu buvo įvertintas filogenetinis išmirimų klasterizacijos indeksas, ir ar jo reikšmės yra didesnės (ar mažesnės) nei jeigu išmirimai būtu atsitiktiniai filogenetinio medžio topologijos atžvilgiu - Filogenetines_ismirimu_klasterizacijos_laipsnis.JPG. Šioje diagramoje matomas išmirimų klasterizacijos laipsnio svyravimas bėgant laikui, išmirimai kurie yra užėję už pilkų pasikliauties intervalų ribų yra stipriai klasterizuoti. Iš to mes matome, kad 8 iš 26 nagrinėjamų intervalų, išmirimai yra stipriai klasterizuoti filogenetiškai. Tačiau, kaip rodo tyrimas, išmirimų galia nėra koreliuota su filogenetinės klasterizacijos laipsniu (t. y. klasterizuoti ar ne gali būti ir dideli ir maži išmirimai). Dydžiausia klasterizacijos laipsnį rodo K-Pg masinis išmirimas, tuo tarpu kitas stambus Eoceno-Oligoceno išmirimas tokios koreliacijos nerodo. Nors išmirimų greitis (kaip jau pastebėta iš ankstesnių tyrimų) begant laikui mažėja, tai siejama su nestabilių kladų eliminavimu o ne su išmirimų greičių pasikeitimu kladų viduje (K-Pg įvykis suveikė kaip filtras, pašalinęs 3 didelį išmirimo greitį turinčias kladas). Kaip rašo autoriai, vidutinis atsiradimų ir išmirimų greičių mažėjimas ir nestabilių (angl. volatile) taksonų, kurie turi didelius atsiradimo ir išmirimo greičius, eliminavimas per masinius išmirimus turėtu turėti stiprų poveikį molekuliniams metodams, iškreipdamas juos, nes paskutiniai priėma išmirimų greičių stochastinį pastovumą. Kaip sprendimą, autoriai pateikia idėją, kad diversifikacijas (išmirimo ir atsiradimo greičių) paieška molekuliniais metodais turi būti vykdoma tiktai trumpais laiko intervalais, iki artimiausių išmirimų. Bendrai, šeimoms specifiniai greičiai išlieka bėgant laikui daug maž pastovus - Mezo_vs_Ceno-Zoiniai_ismirimo_greiciai.JPG. Šiame grafike matome, kad išmirimo greičiai dvigeldžių šeimose mezozojuje, tiesiškai koreliuojasi su išmirimo greičiais kainozojuje (r=0,75 ir p=0,0008), o brūkšniuota linija grafike parodyta kaip atrodytu jei greičiai būtu fukciškai tiesiškai priklausomi (x=y). Be to, filogenetiniai testai rodo kad išmiringumo laipsnis stipriai klasterizuojasi daugelyje hierarchinių lygių (ne tik šeimų viduje bet ir tarp artimų šeimų). Šį dėsningumą galite pamatyti filogenetiniame medyje, kur prie kiekvienos šakos parodyti jai būdingi išmirimo greičiai - Ismirimu_intensyvumo_pasiskirstymas_filogenijoje.JPG. O tai rodo kad veikiausiai dabartinė biota sudaroma iš vis tvirtesnių (atsparesnių pokyčiams) grupių, vykstant volatilių kladų išmirimams o ne kintant išmirimo greičiams šeimų viduje. Kaip mini autoriai, filogenetinė klasterizacija gali būti susijusis su tuo kad skirtingos grupės gali turėti požymius susijusius su tam tikromis aplinkomis ar regionais. Ir vykstant stipriam tos aplinkos pokyčiui, tikėtina kad ten gyvenančios grupės būtu labiau paveikiamos. Tačiau, autorių nuomone šią hipotezę, pagal esamus duomenys galima atmesti, nes nagrinėjamos šeimos yra globaliai paplitusios ir gyveno įvairiose aplinkose. Reiškia kad išmiringumas (tikimybė išmirti) yra jų vidinė sąvybė. Todėl, autoriai sako kad tai turi stiprias pasekmes dabartiniam išmirimui, kurio metu gyvename mes. Jeigu išmirimai yra klasterizuoti, jų metų sunaikinamas didesnis įvairumo laipsnis, nei jei jie būtu stochastiškai tolygus filogenijos atžvilgiu. Šnekant metaforiškai, kaip pažymėjo David Jablonski - tai būtu ne medžio apkarpymas o kai kurių šakų nukirtimas. Todėl svarbu atlikti, kitų filogenetinių grupių istorinio nulemtumo išmirimams tyrimą paleontologiniame metraštyje, kad minimizuoti galimas netektis antropogeninės krizės metu.
Čarlzas Maršalas iš Harvardo universiteto interviu Science NOW, pasakė, kad šis tyrimas parodo paleontologinio metraščio (angl. the fossil record), svarbą kaip evoliucijos laiko mašiną, kuris leidžia suprasti taisykles pagal kurias veikė praeityje ir veiks ateityje evoliucija.
G-moksluose:
Kaip ekologiniai požymiai nulemia žinduolių išmirimo riziką?
Filogenetinė sistematika - biologijos pažinimo medis [Darvinas 200]
Nuorodos:
Kaustuv Roy, Gene Hunt, David Jablonski. Phylogenetic Conservatism of Extinctions in Marine Bivalves. Science 7 August 2009: Vol. 325. no. 5941, pp. 733 - 737 - Straipsnis "Science" žurnale apie išmirimų galios stiprias sąsajas su filogenetine nagrinėjamų grupių struktūra.
Materials and Methods SOM Text - Lydinčioji informacija anksčiau pateiktam straipsniui.
Phil Berardelli. Extinction: Is It in the Genes? - Populiari straipsnio apžvalga "ScienceNOW".
Extinction Runs In The Family - Populiarus straipsnis apie apžvelgiamą tyrimą "Science Dialy" tinklapyje.
Jeffrey Levinton "Genetics, Paleontology and Macroevolution".Cambridge University Press, 2001 - Neodarvinistinis požiūris į makroevoliuciją.
--
AS
Reply all
Reply to author
Forward
0 new messages