Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции

Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции

^ Эволюция прокариот по молекулярным данным
Очень увлекательная статья на данную тему вышла в 2004 г.: Battistuzzi F.U., Feijao A., Hedges S.B. A genomic timescale of prokaryote evolution: insights into the origin of methanogenesis, phototrophy Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции, and the colonization of land // BMC Evol Biol. 2004; 4: 44. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=533871

Создатели реконструировали эволюцию прокариот на базе последовательностей 32 белков, общих для 72 видов прокариот, относящихся ко всем Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции главным группам. При этом выбраны были такие белки, для которых возможность горизонтального переноса мала (в главном связанные с "хранением и обработкой инфы"). Приобретенные результаты подтвердили "корректность" выделения большинства высших таксонов прокариот. Но есть Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции и новаторства, самое принципиальное из которых - выделение новейшей "отлично обоснованной" группы, включающей цианобактерий, актинобактерий и Deinococcus. Создатели окрестили эту группу Terrabacteria и связали ее возникновение с ранешней колонизацией суши Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции.

Датировки событий (моментов расхождений эволюционных линий - клад) делались с помощью способа "локальных часов" (local clock method). Результаты вышли последующие.

Событие

Датировка (миллиардов. годов назад)

Прим.

Возникновение жизни.

< 4,1

Так как анализ шел по белкам, имеется в Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции виду, естественно, ДНК-РНК-белковая жизнь (а не РНК-организмы, которые должны были показаться еще ранее).

Возникновение метаногенеза (CO2 + H2 = CH4 + H2O + энергия).

3,8 - 4,1

Метаногены, вправду, были бы первыми. Такие Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции существа способны жить хоть на Юпитере, будь там подходящая температура.

Расхождение огромнейших эволюционных линий архей

3,1-4,1

 

Возникновение бескислородного фотосинтеза

<3,2

По воззрению создателей, архейские строматолиты были построены бактериальными обществами (матами), базу которых составляли анаэробные фотосинтетики.

Возникновение Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции анаэробной метанотрофии

>3,1

По воззрению создателей, это соответствует изменениям изотопного состава углерода в породах возрастом 2,8 - 2,6 миллиардов. лет

Заселение суши

2,8-3,1

Создатели подразумевают, что актино- и цианобактерии были бы первопоселенцапми суши, и сам кислородный фотосинтез появился как адаптация Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции к сухопутной жизни.

Возникновение цианобактерий

2,6

Создатели понимают, что это противоречит принятым взорам о более ранешном возникновении ЦБ! Что поделаешь, так выходит.

Возникновение аэробной метанотрофии

2,5-2,8

Может быть, кислород все-же уже был в атмосфере к концу архея Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции, невзирая на отсутствие цианобактерий?

Расхождение больших эволюционных линий микробов

2,5 - 3,5

Стали развиваться позднее, чем археи. Все-же археи - древние из всех.

"Террабактерии" (предполагаемые первопоселенцы суши, = актинобактерии + цианобактерии) выработали адаптации, направленные на защиту от Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции высыхания и сильного солнечного излучения. Из этого создатели делают вывод, что их общий предок жил на суше. Если так, то возникновение кислородного фотосинтеза тоже можно рассматривать как приспособление к сухопутной жизни.

Нужно Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции сказать, что цианобактерии и актинобактерии и на данный момент отлично живут на суше. Очень любопытно, что на выходах карбонатных пород развиваются особенные водорослево-бактериальные общества, где огромную роль играют актинолишайники - симбиотические Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции организмы, состоящие из актинобактерий (мицелиальных прокариот, их ранее считали грибами и называли актиномицетами) и одноклеточных водных растений. Может быть, подобные актинолишайники (с цианобактериями в качестве водорослевого компонента) составляли базу сухопутной "растительности" в протерозое.

См Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции. статью о лишайниках вообщем и об актинолишайниках а именно:

Г.М.Зенова. Лишайники. 1999.
 

Преждевременное возникновение жизни. : итог, полностью адекватный имеющимся представлениям.

Преждевременное возникновение метаногенеза: Очень возможно. Мне всегда казалось, что организмы Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции, которым для жизни не надо ничего, не считая углекислого газа и водорода, должны быть очень старыми.

Анаэробные метанотрофы. Бескислородное окисление метана производят некие археи, живущие в ассоциациях с бактериями-сульфатредукторами. По-видимому Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции, эти два процесса связаны (метан окисляется - сульфат восстанавливается). Есть, но, археи, которые окисляют метан и без кислорода, и без помощи сульфат-редукторов; как они это делают - не понятно, но у неких архей (Archaeoglobus fulgidus Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции) находятся совместно гены обоих метаболических путей: окисления метана и сульфатредукции. Может быть, конкретно такие организмы появились в числе первых, >3,1 миллиардов годов назад.

Аэробные метанотрофы. Сюда относятся некие альфа- и Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции гамма-протеобактерии. Им нужен кислород, как следует, они, по идее, должны были показаться позднее цианобактерий.

Анаэробные фотосинтетики. Как видно из текста, дата их возникновения (ок. 3,2 миллиардов. лет) базирована на достаточно зыбучих основаниях. Полностью может Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции быть, что это вышло значительно ранее.

Заселение прокариотами суши. Это один из главных моментов в статье. "Эволюция фототрофии была вероятнее всего связана с эволюцией других параметров, нужных для выживания в Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции стрессовых критериях. Важным средством защиты от ультрафиолета являются пигменты - каротиноиды. Способностью к их синтезу владеют все фототрофные бактерии, также группы, тесновато связанные с сухопутными местообитаниями (такие как цианобактерии, актинобактерии и Deinococcus-Thermus. Пигментация, может Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции быть, была базовым шагом в колонизации "поверхностнгых" местообитаний. Кроме схожих светозащитных веществ, эти три группы (ц.-б., актинобактерии и дейнококкус) соединяет воединыжды также завышенная устойчивость к высыханию (переносят обезвоживание). Это позволяет представить Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции, что их общий предок обитал на суше. Предложено общее заглавие для этой группы: Terrabacteria. Заселение суши вышло Позднее расхождения этой группы и  Firmicutes  (3.05 (2.70–3.49) миллиардов. годов назад) и Ранее отделения Actinobacteria Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции от Cyanobacteria + Deinococcus  (2.78 (2.49–3.20) миллиардов. годов назад). Эти "молекулярные" датировки соответствуют геологическим (2.6–2.7 миллиардов. лет) датировкам древних следов колонизации суши прокариотами."

Позже происхождение цианобактерий. Этот вывод создателей противоречит принятым представлениям и в особенности неприятен Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции палеонтологам, которые интерпретируют некие древние микрофоссилии конкретно как цианобактерии (см. выше на схеме из работы Сергеева: "1-ые вероятные цианобактерии", "1-ые возможные цианобактерии", "1-ые бесспорные цианобактерии"...). К тому же имеются архейские строматолиты, а главными Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции строматолитостроители принято считать цианобактерий. Мне тоже "не подходит" такая датировка возникновения ц.-б. (2,6 миллиардов. годов назад), так как становится совсем неясно, что делают эвкариотические биомаркеры - стеролы - в отложениях возрастом 2,7 миллиардов. лет (см. ниже Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции реферат статьи Brocks et al., 1999). Ведь эвкариоты по идее не могли показаться до того времени, пока кто-то не начнет интенсивно выделять кислород. Да что эвкариоты! Сам по для себя синтез стеролов - кто Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции бы их не синтезировал в те давнешние времена - просит свободного кислорода! Стало быть, если утверждается, что цианобактерии появились только 2,6 миллиардов. годов назад, то нужно разъяснить, кто (либо что) производило кислород ранее момента Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции.

Создатели указывают, что не только лишь у их, да и у других исследователей по филогенетическим деревьям и молекулярным часам постоянно "выходит", что цианобактерии появились "позднее, чем нужно". Это какая-то Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции умопомрачительная загадка.

Соответствующая цитата, показывающая, что же полностью доверять предлагаемым создателями датировкам не следует: "On the other хэнд an inconsistency with the fossil record is represented by the divergence of unicellular Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции (Thermosynechococcus elongatus) and heterocyst-forming (Nostoc sp.) cyanobacteria. Our time estimate for this divergence is 0.70–1.41 Ga while microfossils of both groups have been identified in Mesoproterozoic (1.5–1.3 Ga) and Paleoproterozoic (2.12–2.02 Ga) rocks. However the Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции identification of these latter fossils has been debated... The reason for the discrepancy between the molecular and fossil times remains unclear but a possible misinterpretation of the fossil record cannot be dismissed Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции."

Самые достойные внимания картинки из статьи:



A time line of metabolic innovations and events on Earth. The minimum time for oxygenic photosynthesis is constrained by the Great Oxidation Event (2.3 Ga) whereas the Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции maximum time for the origin of life is constrained by the origin of Earth (4.5 Ga). Horizontal lines indicate credibility intervals, white boxes indicate minimum and maximum time constraints on the origin Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции of a metabolism or event, and colored boxes indicate the presence of the metabolism or event.
 



A timescale of prokaryote evolution. Letters indicate nodes discussed in the text. The last common ancestor was Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции arbitrarily placed at 4.25 Ga in the tree, although this placement was not part of the analyses. The grey rectangle shows the time prior to the initial rise in oxygen (presumably anaerobic Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции conditions). Mtb: Methanothermobacter, Tab: Thermoanaerobacter, Tsc: Thermosynechococcus.

Нужно увидеть, что для "калибровки" собственных датировок создатели все-же использовали палеонтологические данные. Правда, я, к огорчению, не сумел из текста до конца осознать, как Эволюция прокариот по молекулярным данным - Доказательства эволюции конкретно они их использовали. Но они "пробовали" различные варианты палеонтологических датировок, и как бы их результаты не очень зависят от избранных палеонтологических маркеров.




evrejskij-vopros-v-rossii-v-konce-xix-nachale-xx-vv-poziciya-obshestva-i-vlasti-kursovaya-rabota.html
evrika-ekspertiza-i-vidacha-rezultatov-issledovaniya-ka-okolo-dvadcati-let-nazad-vishel-v-svet-moj-trehtomnij.html
evristicheskaya-formula-blagopoluchiya-semi-referat.html