Arkea ve ökaryotlar arasındaki evrimsel ilişkiler

7 dakikalık içerik

Arkea ve ökaryotlar arasındaki evrimsel ilişkiler yeni bir çalışmada bildirildi.

Dünyamızdaki canlılar üç çeşit altında toplanır; arkealar, çekirdekleri zarla çevrili olmayan bakteriler ve çekirdekleri bir zarla çevrilen ökaryotlar (içinde bulunduğumuz grup). Bitkiler, hayvanlar, fungiler gibi karmaşık yapıya sahip organizmalar ökaryot hücrelerden oluşur. Bu yüzden de ökaryotların karmaşık yapısını oluşturan mekanizmalar ve evrim sürecinin kökenleri bilim insanlarının daima ilgisini çekmiştir.

Sekans verilerinin filogenomik yeniden analizi, ökaryotların arkeal açılım içinden çıkmasını kuvvetle destekliyor. Ayrıca çalışma, yaşam ağacındaki antik sapmaları yeniden düzenlemek için en doğru yaklaşımları kullanmanın önemini vurguluyor.

Ökaryotların kökeni, evrimsel biyologlar için birçok zorluk teşkil eden yaşamın evriminde bir dönüm noktasıdır. Son ökaryotik ortak atada bulunan bir alphaproteobacteriyel kökenli mitokondrinin varlığı, bu olayın zamanlaması konusundaki belirsizlikler ve ökaryotların kökenine kesin katkısı olmasına rağmen, literatürde geniş ölçüde destekleniyor. Buna karşılık, arkea ve ökaryotlar arasındaki evrimsel ilişkiler, tarihsel olarak, hayat ağacı (ToL) için iki alternatif senaryo etrafında kutuplaşmış hararetli tartışmalara konu olmuştur.

Ökaryot ve arkealar hakkındaki iki senaryo

ökaryot ve arkealar
Gareth Monger/ Creative Commons

İlkinde üç sahalı hayat ağacı (3D) senaryosu, arkea ve ökaryot soyları (yani, ilk ökaryotik hücre, mevcut arkeanın değişikliğinden önce gelen bir atadan kaynaklanmış) şeklindeydi. İkincisinde, iki sahalı hayat ağacı (2D) senaryosu, ökaryotlar, archeal radyasyonun içinden (yani evrimsel olarak belirli bir arkeal kökene daha yakın) ortaya çıkmış olacaktı.

Nature Ecology & Evolution‘da yayımlanan bir çalışma, 2D senaryosuna güçlü destek gösteren çeşitli yaklaşımlar ve belirteçler kullanarak filogenomik analizler ortaya koyuyor – ökaryotların en yakın akrabaları olan Asgard archaea hakkında analizler.

Çok eski evrimsel geçişleri ele almak bilhassa zordur. Bir yandan, ToL’nin belirli bir alanı hakkında bilgi sağlayabilecek dizi verilerinin eksik olması durumu bulunuyor. Öte yandan, sekanslar zamanla değişiyor ve bu da içerdikleri tarihsel bilginin giderek aşınmasına neden oluyor. Ayrıca, şiddetli filogenileri yeniden yapılandırmaya yönelik evrimsel modeller ve yaklaşımlar, bu tür eski filogenetik işaretlerin ele alınmasında belirsizliğe veya belirsiz sonuçlara yol açan sınırlamalara sahiptir.

Arkeolojik çeşitliliğin araştırılmasındaki son gelişmeler, eski filogenileri yeniden yapılandırmak için daha güvenilir yaklaşımların kullanılması ile birlikte, bu sorunların hafifletilmesine yardımcı olmuş ve Asgard’dan ilk genomik verilerin varlığı ile güçlendirilen 2D senaryosuna güçlü destek sağlamıştır. Asgardın, ökaryotların bilinen en yakın akrabaları olduğu ve bu bölümün ilk üyesinin izolasyonu olduğu ortaya çıkmıştır.

Williams ve ekibi, çeşitli yaklaşımlar kullanarak hem yayımlanan hem de yeni sekans veri setlerinin ek filogenomik analizini sundu. İlk yaklaşımda, yazarlar yakın zamanda yapılan bir çalışmadan 35 kapsamlı belirteçten oluşan bir veri seti kullanarak 2D ve 3D hipotezini desteklemek için model seçiminin etkilerini test etti. Sonuçlar, homojen modellerinin iki topoloji arasında ayırd edilemeyeceğini ve heterojen modellerinin verilere çok daha iyi uyduğunu; Asgard grubunda ortaya çıkan ökaryotlarla 2D senaryosunu güçlü bir şekilde desteklediğini gösterdi.

İkinci yaklaşımda ekip, 2D topolojisinin, veri setinde farklı evrimsel geçmişlere sahip belirteçlerin dahil edilmesinden kaynaklanıp kaynaklanmadığını doğrulamaya çalıştı. Kapsamlı RNA polimeraz alt birimleri gibi bu belirteçlerden bazılarının, bir 3D ToL’yi desteklediği ileri sürüldü. Bulgular, tüm modellerin RNA polimeraz veri setine yeterince uymadığını ve net bir cevap verilemediğini gösterdi.

2D topolojisi ve Asgard arkea ile belirli ökaryotların gruplandırılması, üç sahalı yaşam ağacı ve sadece arkea ve ökaryotları içeren iki ek veri setinin analizi ile de güçlü bir şekilde destekleniyor.

Sonuçlar, 2D ToL hipotezini ve Asgard arkeayı ökaryotların en yakın akrabası olarak destekleyen diğer son çalışmaları doğruluyor. Araştırmacılar özellikle 2D’ye karşı 3D senaryolara odaklanırken, halen araştırılmayı bekleyen diğer kilit noktalar var. Bunlardan biri, ökaryotlar ve Asgardlar arasındaki kesin ilişkileri, bu arkeaların daha geniş bir örneklemesini dahil ederek netleştirmektir. Bir diğeri de, özellikle en şiddetli sapmalar olmak üzere, arkeanın genel filogeni hakkındaki soruları çözmektir.

Kaynak;

Nature Ecology and Evolution

Sizin yorumunuz nedir?

Your email address will not be published.