Дерево тваринного життя десь повинно було початися. Однак знайти його найпершу гілку крізь хитросплетіння мільйонів років еволюції набагато складніше, ніж може здатися. Новий аналіз геномних даних передбачає, що один тип живих істот, який претендує на звання найдавнішої гілки життя, весь цей час обманював нас.
З 19 століття багато вчених представляли губку - одну з найпростіших існуючих істот - як першу тварину в світі. Однак сучасні геномні дослідження протиставили цей безмишковий, позбавлений нервів і органів згусток плоті набагато більш складній суті
Гребневики становлять невеликий тип тварин, відомий як Ctenophora. На відміну від Porifera, до якого належать губки, ці шароподібні істоти мають набагато більш складну будову, включаючи нейрони і м'язові клітини для виявлення і поїдання видобутку, а також кишківник для травлення.
Якщо гребневики дійсно з'явилися першими, це означає, що багато з їх рис були згодом загублені серед Porifera, а пізніше виникли знову в ході еволюції. Хоча це може здатися абсолютно нелогічним, така версія цілком має право на існування, хоч і ризикує назавжди змінити наше розуміння ранньої еволюції тварин і логіку розвитку нервової системи.
«Може здатися дуже малоймовірним, що такі складні риси можуть розвиватися двічі, незалежно, але еволюція не завжди йде простим шляхом», - пояснює генетик Ентоні Редмонд з Трініті-коледжу в Дубліні в Ірландії. «Наприклад, птахи і кажани лише віддалено пов'язані один з одним, але у них незалежно розвинулися крила для польоту».
В останні роки деякі моделі, які ділять гени на більш дрібні групи для порівняння, виявили, що гребенята містять більш сильний філогенетичний сигнал, ніж губки, а тому є висока ймовірність, що ці тварини еволюціонували першими і першими з'явилися на Землі.
Використовуючи ті ж дані, інші моделі, які не поділяють гени, а покладаються на більш велику суперматрицю, виявили прямо протилежну часову шкалу: губки з'явилися раніше, ніж гребенята. Звідки такі суперечності?
У обох цих підходів є свої обмеження, а тому тільки спільне вивчення допоможе усунути деякі з попередніх помилок і упереджень при перегляді даних. Так, повторний аналіз з використанням більш інтегративної моделі показав, що ми з самого початку були на правильному шляху, вибравши губку в якості претендента на звання найдавнішої тварини.
Під час еволюції природний відбір має тенденцію підтримувати функцію і форму певних білків, замінюючи одні амінокислоти іншими, що мають аналогічні біохімічні властивості. Однак ці властивості можуть відрізнятися всередині генів і між різними генами.
«Розділені» моделі, в яких гени поділяються, а зразки замін між ними порівнюються в групах, часто не враховують це розмаїття, а тому в них можуть бути відсутні множинні «приховані» заміни - особливо у видів, для яких нові амінокислоти були обрані відносно швидко. Саме тому більшість подібних моделей вказують на гребеня як на прадідусю майже всіх тварин Землі. Але коли в дослідження підключили моделі, які враховують відмінності локалізації генів, дослідники виявили, що цей титул все-таки зберігають за собою губки.
Це узгоджується з попередніми дослідженнями, в яких було виявлено, що розділені і нерозділені моделі можуть впливати на довжину гілок і вузли змін на древі життя, «іноді дуже сильно», як заявляють самі вчені.
Результати нової роботи також підтверджують попереднє дослідження, проведене в 2020 році, яке показало, що саме висока швидкість еволюції гребеневиків впливає на існуючі наукові моделі, змушуючи нас думати, що ці істоти виникли першими.