Genomy muszli kłów rzucają światło na wczesną ewolucję mięczaków

Dokładne drzewa filogenetyczne mają fundamentalne znaczenie dla biologii ewolucyjnej i porównawczej, ale niemal jednoczesne pojawienie się głównych gromad zwierzęcych i różnorodnych planów ciała podczas eksplozji kambryjskiej stwarza poważne wyzwania w rekonstrukcji głębokich powiązań filogenetycznych u metazoanów.

Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku drugiego co do wielkości typu, typu mięczaków, którego główne linie rodowe powstały w kambrze. Zróżnicowany zapis kopalny, skrajne zróżnicowanie morfologiczne pomiędzy ośmioma klasami żyjącymi oraz dramatyczny konflikt między hipotezami ewolucyjnymi wynikający z różnorodności dowodów kopalnych, morfologicznych i molekularnych utrudniają zrozumienie filogenezy mięczaków.

Niedawno badacze z Chin, Stanów Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii zsekwencjonowali pierwsze genomy łoponogi, czyli „muszli kłowej” – jednego z najrzadszych i najmniej zbadanych przedstawicieli mięczaków – i odkryli niekompletną klasyfikację starożytnego rodowodu (ILS), która miała miejsce we wczesnym okresie Okres mięczaków. Tworzenie oddziałów.

Odkrycia te dostarczają nowych informacji na temat wczesnej ewolucji mięczaków i wyjaśniają, dlaczego rozwiązywanie powiązań na poziomie klas mięczaków było takim wyzwaniem dla biologów ewolucyjnych.

Badanie zostało opublikowane w Z ludźmi 18 września.

Naukowcy rozwiązali długotrwałe kontrowersje dotyczące statusu ewolucyjnego łoponogi. Ślimaki wykazują mozaikę cech morfologicznych i rozwojowych przypominających cechy innych linii, takich jak macki przypominające ramiona głowonogów, unikalna metoda tworzenia muszli przypominająca małże oraz częściowo cofnięta głowa, która najwyraźniej reprezentuje stan pośredni między małżami . „bezgłowe”) i ślimaki (z dobrze rozwiniętą głową).

Cechy te były różnie interpretowane przez morfologów jako dowód na różne sprzeczne hipotezy filogenetyczne, a badania filogenetyczne jak dotąd nie pozwoliły na pewne umiejscowienie Scaphopody na drzewie mięczaków, co czyni jego status filogenetyczny głównym pytaniem.

Jednakże, biorąc pod uwagę starożytny ILS, niniejsze badanie rozwiązało tę kontrowersję. W szczególności ujawniono, że Scaphopoda jest siostrzaną linią Bivalvii (koncepcja diasomy). Hipoteza ta została po raz pierwszy zaproponowana w oparciu o morfologię 50 lat temu, ale dotychczas nie została poparta badaniami ewolucji molekularnej.

Odkrycie to, w połączeniu z wnikliwą analizą zegara molekularnego, skłania do reinterpretacji kilku ważnych i kontrowersyjnych skamieniałości kambryjskich, które wykazują podobieństwa zarówno do małży, jak i łódeczkopodów. Na przykład obecnie sugeruje się, że skompresowane bocznie skamieniałości wczesnego kambru, takie jak Anabarella, Watsonella i Melobygma, są diasomami łodygowymi. Dostarcza także ważnych informacji na temat ewolucji unikalnych planów budowy ciała łódkonogów i małży.

„Nasza praca dotyczy od dawna kwestionowanego statusu ewolucyjnego łoponogi i może zrewolucjonizować zrozumienie wczesnej ewolucji mięczaków” – stwierdził dr Song Hao z Instytutu Oceanografii Chińskiej Akademii Nauk (IOCAS), pierwszy autor badania .

Badanie sugeruje, że wpływ ILS w kontekście rekonstrukcji promieniowania kambryjskiego jest niedoceniany, dlatego wzywa się do zbadania starożytnego ILS w kontekście innych opornych węzłów w głębokiej filogenezie metazoi.