La maggior parte dei nostri alberi evolutivi potrebbe essere sbagliata

Secondo gli alberi filogenetici molecolari, i toporagni elefante sono più strettamente imparentati con gli elefanti che con i toporagni.

Un albero evolutivo, o albero filogenetico, è un diagramma ramificato che mostra le relazioni evolutive tra diverse specie biologiche in base a somiglianze e differenze nelle loro caratteristiche. Storicamente, questo è stato fatto utilizzando le loro caratteristiche fisiche: le somiglianze e le differenze nell’anatomia delle diverse specie.

Tuttavia, i progressi della tecnologia genetica stanno ora consentendo ai biologi di utilizzare i dati genetici per decifrare le relazioni evolutive. Secondo un nuovo studio, gli scienziati hanno scoperto che i dati molecolari portano a risultati molto diversi, a volte ribaltando secoli di lavoro scientifico nella classificazione delle specie in base ai tratti fisici.

Una nuova ricerca condotta da scienziati del Milner Center for Evolution dell’Università di Bath suggerisce che definire gli alberi evolutivi degli organismi confrontando l’anatomia piuttosto che la sequenza genica è fuorviante. Lo studio pubblicato sulla rivista Biologia della comunicazione Il 31 maggio 2022, mostra che spesso dobbiamo capovolgere secoli di lavoro accademico che ha classificato gli esseri viventi in base alla loro forma.

“Ciò significa che l’evoluzione convergente ci inganna – anche i più intelligenti biologi e anatomisti evoluzionisti – da oltre 100 anni!” – Matteo Wells

Da Darwin e dai suoi contemporanei nel 19° secolo, i biologi hanno cercato di ricostruire gli “alberi genealogici” degli animali esaminando attentamente le differenze nella loro anatomia e struttura (morfologia).

Tuttavia, con lo sviluppo di tecnologie di sequenziamento genetico rapido, i biologi sono ora in grado di utilizzare i dati genetici (molecolari) per aiutare a mettere insieme le relazioni evolutive delle specie in modo molto rapido ed economico, dimostrando spesso che gli organismi che un tempo pensavamo strettamente correlati appartengono alla Realtà in un insieme completamente diverso di rami di albero.

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Per la prima volta, gli scienziati di Bath hanno confrontato gli alberi filogenetici basati sulla morfologia con quelli basati su dati molecolari e li hanno tracciati in base alla posizione geografica.

Hanno scoperto che gli animali raggruppati da alberi molecolari vivevano più strettamente insieme geograficamente rispetto agli animali raggruppati usando alberi morfologici.

“Si scopre che molti dei nostri alberi evolutivi sono sbagliati”, ha affermato Matthew Wells, professore di paleobiologia evolutiva presso il Milner Center for Evolution dell’Università di Bath.

“Per più di cento anni classifichiamo gli organismi in base alla loro forma e li raggruppamo anatomicamente, ma i dati molecolari spesso raccontano una storia un po’ diversa.

“Il nostro studio dimostra statisticamente che se si costruisce un albero evolutivo di animali sulla base dei loro dati molecolari, spesso si adatta meglio alla loro distribuzione geografica.

“Il luogo in cui vivono le cose – la loro biogeografia – è un’importante fonte di prove evolutive che era familiare a Darwin e ai suoi contemporanei.

“Ad esempio, giovani toporagni, pelli di maiale, elefanti, talpe dorate e lamantini nuotatori provengono tutti dallo stesso grande ramo dell’evoluzione dei mammiferi, nonostante sembrino molto diversi l’uno dall’altro (e vivano in modi completamente diversi).

“Gli alberi molecolari li hanno riuniti in un gruppo chiamato Afrotheria, o così chiamato perché provengono tutti dal continente africano, quindi il gruppo corrisponde alla biogeografia”.

Tigre elefante molecolare evolutiva

Gli alberi filogenetici molecolari mostrano che i toporagni elefante sono più strettamente imparentati con gli elefanti che con i toporagni. Credito: Danny Ye

Lo studio ha scoperto che l’evoluzione convergente – quando un tratto si evolve separatamente in due gruppi di organismi geneticamente non correlati – è più comune di quanto i biologi pensassero in precedenza.

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Il professor Wells ha dichiarato: “Abbiamo già molti esempi famosi di evoluzione convergente, come il volo che si evolvono separatamente negli uccelli, nei pipistrelli e negli insetti, o i complessi occhi della telecamera che si evolvono separatamente nei calamari e negli esseri umani.

“Ma ora con i dati molecolari, possiamo vedere che l’evoluzione convergente sta accadendo tutto il tempo: cose che pensavamo fossero strettamente correlate sono spesso molto distanti sull’albero della vita.

“Le persone che si guadagnano da vivere come imitatori di solito non si riferiscono alla celebrità che stanno impersonando, e le persone all’interno di una famiglia non si assomigliano sempre, è lo stesso anche con gli alberi evolutivi.

“Dimostra che l’evoluzione continua a reinventare le cose, trovando una soluzione simile ogni volta che il problema si incontra su un ramo diverso dell’albero dell’evoluzione.

“Ciò significa che l’evoluzione convergente ci inganna – anche i più intelligenti biologi e anatomisti evoluzionisti – da oltre 100 anni!”

Il dottor Jack Auston, ricercatore associato e primo autore dell’articolo, ha dichiarato: “L’idea che la biogeografia possa riflettere la storia evolutiva è stata una parte importante di ciò che ha spinto Darwin a sviluppare la sua teoria dell’evoluzione attraverso la selezione naturale, quindi è molto sorprendente che non lo sia stato visto come un metodo davvero semplice da testare[{” attribute=””>accuracy of evolutionary trees in this way before now.

“What’s most exciting is that we find strong statistical proof of molecular trees fitting better not just in groups like Afrotheria, but across the tree of life in birds, reptiles, insects, and plants too.

“It being such a widespread pattern makes it much more potentially useful as a general test of different evolutionary trees, but it also shows just how pervasive convergent evolution has been when it comes to misleading us.”

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Reference: “Molecular phylogenies map to biogeography better than morphological ones” by Jack W. Oyston, Mark Wilkinson, Marcello Ruta and Matthew A. Wills, 31 May 2022, Communications Biology.
DOI: 10.1038/s42003-022-03482-x

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