Исследователи впервые составили генеалогическое древо жизни около 2,3 миллиона известных видов. Для этого они объединили десятки тысяч отдельных ветвей генеалогического древа в большой обзор взаимоотношений между животными, растениями, грибами и микробами. Однако этот первый набросок общего генеалогического древа не только показывает то, что мы уже знаем, он также раскрывает многие «темные», малоизученные части, а также некоторые несоответствия, как сообщают исследователи..
Уже существует множество генеалогических деревьев и филогенетических исследований для отдельных групп животных, таких как птицы, растения или микробы. Некоторые из них включают не менее 100 000 отдельных видов и их взаимосвязей. Но какими бы подробными ни были эти отрывки из древа жизни, общая картина до сих пор оставалась такой же непоследовательной и запутанной.
2, 3 миллиона советов по веткам
В рамках проекта, который длился более трех лет, ученые из одиннадцати научно-исследовательских институтов объединили свои усилия, чтобы наконец составить генеалогическое древо общей картины. Для этого они просмотрели тысячи доступных в цифровом виде отдельных «ветвей» генеалогического древа и, наконец, собрали почти 500 из них в первую предварительную версию древа жизни.
«Это первая реальная попытка соединить точки и собрать все воедино», - объясняет руководитель проекта Карен Крэнстон из Университета Дьюка. «Можно назвать это версией 1.0. В результате общее дерево имеет около 2,3 миллиона кончиков ветвей, что представляет собой филогенетические отношения такого же количества видов, живущих сегодня.
Много пробелов и несоответствий
Новое древо жизни еще далеко от завершения, как подчеркивают исследователи. Некоторые ветви большого генеалогического древа, особенно ветви насекомых, грибов и микробов, довольно малочисленны - исследователи называют их «темными частями дерева». Другие ветви отклоняются от обычной филогении или демонстрируют противоречивые интерпретации.
До сих пор, например, спорили, образуют ли археи свою собственную монофилетическую группу и, таким образом, третье великое царство жизни, или же они принадлежат вместе с эукариотами, несущими клеточное ядро, в большой ответвляться. Также нет четкого ответа на вопрос, когда именно животные отделились от других групп или где именно лежит происхождение эукариот - и это становится видно на таком общем дереве.
Генетические данные только для пяти процентов всех видов
«Как бы ни было важно представить текущее состояние знаний, это первое древо жизни также важно для выявления того, чего мы еще не знаем», - говорит соавтор Дуглас Солтис из Университета Нью-Йорка. Флорида. До сих пор не хватает генетических данных для многих видов, которые облегчили бы их размещение в генеалогическом древе жизни. Даже основные базы данных последовательностей генов пока содержат менее пяти процентов всех живых существ, существующих на нашей планете.
Другие данные доступны, но не онлайн. В результате исследователи смогли рассмотреть только одно из шести филогенетических исследований в этой первой версии. «Существует довольно большой разрыв между тем, что ученые знают о живых организмах и их взаимоотношениях, и тем, что доступно в цифровом виде», - объясняет Крэнстон.
Новое разработанное программное обеспечение должно помочь исследователям со всего мира редактировать генеалогическое древо на основе новых данных - подобно своего рода Википедии для данных генеалогического древа.
«Очень важно обмениваться данными как из опубликованных, так и из будущих работ, чтобы мы могли улучшить и дополнить генеалогическое древо», - говорит Крэнстон.
Практические преимущества
Потому что знание генеалогического древа жизни - это не только важный вклад в лучшее знакомство с нашей планетой и историей ее обитателей. «Это синоптическое дерево будет способствовать фундаментальным исследованиям природы биоразнообразия и, в конечном итоге, будет способствовать приложениям в сравнительной биологии, экологии, охране дикой природы, сельском хозяйстве и геномике», - заявили исследователи..
И у дерева жизни есть и вполне ощутимая практическая польза, подчеркивают ученые. Понимание того, как связаны миллионы видов, может помочь найти новые лекарства, улучшить урожай или проследить происхождение инфекционных заболеваний, таких как СПИД, лихорадка Эбола или грипп.