Skąd bóbr? To są szczuroskoczki, a nie wiewiórki!


Jerry Coyne 2017-04-11


Ten dziwny tytuł odzwierciedla nowe odkrycie: że wśród Rodentia (tak, bobry są gryzoniami), których filogeneza była jak dotąd trochę niejasna, bobry są bliżej spokrewnione z szczuroskoczkami niż z wiewiórkami. Przez długi czas sądzono, że bobry są blisko spokrewnione z wiewiórkami (“gryzonie wiewiórkowate”) z powodu podobnego układu ich mięśni żwaczy – mięśni, które zamykają szczęki. Ostatnio pojawiły się nikłe i nie całkiem przekonujące dowody, że są bliżej spokrewnione z szczuroskoczkami: tymi ślicznymi, skaczącymi myszami z rodziny Heteromyidae. (Heteromyidae obejmują także chomikomyszki, odskoczki i szczuroskoczniki.) Dowód molekularny opierał się na podobnym odcinku DNA u bobrów i Heteromyidae: jednym “retrotranspozonie”, “skaczącym genie”, który porusza się po DNA, bo transkrybuje go jego RNA, a potem wstawia się w różne miejsca genomu.

Mamy więc mięśniowe podobieństwo przeciwko pojedynczemu podobieństwu molekularnemu. No cóż, nowa praca w “Nature Scientific Reports”Liliyi Doroninej i in. (odnośnik poniżej; wolny dostęp), przy pomocy znacznie większej ilości danych molekularnych pokazuje, że pokrewieństwo ze szczuroskoczkiem zwycięża. Opiera się to na filogenezie zrekonstruowanej z obu sekwencji DNA, jak również na obecności i miejscu retrotranspozonów.


Okazuje się, że bobry w porównaniu do innych grup gryzoni mają siedem nowych, wspólnych retrotranspozonów z szczuroskoczkiem i żadnego z innymi grupami gryzoni. Pokazuje to, że bobry i szczuroskoczki są monofiletyczne: mają wspólnego przodka, który nie jest wspólnym przodkiem z żadnym innym gryzoniem. Poniżej można zobaczyć, jak wygląda nowa filogeneza gryzoni i można także zobaczyć, po prawej, podobieństwo mięśni wiewiórek i bobrów.  


Proszę zauważyć, że badali oni bobra europejskiego (Castor fiber), nie zaś jego odpowiednika w Nowym Świecie, bobra kanadyjskiego (Castor canadensis). Nie ma to jednak znaczenia, ponieważ te dwa gatunki bobrów – istnieją tylko te dwa i rozeszły się około 9 milionów lat temu – są bliżej spokrewnione ze sobą niż z szczuroskoczkami lub jakimkolwiek innym gryzoniem.

Tutaj są:

Bóbr europejski:



Bóbr kanadyjski (dużo ładniejszy!):



Szczuroskoczek (Dipodomys sp.):



Okazuje się, że podobny układ mięśnia żwacza wyewoluował niezależnie trzy razy u gryzoni, więc nie jest to dobra cecha do tworzenia drzew ewolucyjnych: jest to “konwergencja ewolucyjna”, która niewiele mówi nam o przodkach. DNA jest znacznie lepszy i tutaj jest ostateczne drzewo:


(From paper): 3,780 potential phylogenetically informative retroposons were extracted from the beaver reference assembly and projected onto sequence information of other rodent genomes and onto PCR-amplified orthologs from Anomaluromorpha. These newly revealed markers are shown as enlarged red balls. Previously identified phylogenetically diagnostic retroposon markers are indicated by black and two conflicting yellow balls. The two screening strategies and the resulting diagnostic presence/absence patterns are indicated for Castorimorpha and also the mouse-related clade. The myomorphous, sciurimorphous, and hystricomorphous zygomasseteric systems are illustrated to the right (blue and red lines show anterior parts of medial and lateral masseter, respectively; for details of zygomasseteric systems in rodents see Potapova27). The mandible types20 are noted: sciurognathous and hystricognathous. For the squirrel-related clade, only the zygomasseteric system of Sciuridae is presented. The rodent paintings were provided by Jón Baldur Hlíðberg.
(From paper): 3,780 potential phylogenetically informative retroposons were extracted from the beaver reference assembly and projected onto sequence information of other rodent genomes and onto PCR-amplified orthologs from Anomaluromorpha. These newly revealed markers are shown as enlarged red balls. Previously identified phylogenetically diagnostic retroposon markers are indicated by black and two conflicting yellow balls. The two screening strategies and the resulting diagnostic presence/absence patterns are indicated for Castorimorpha and also the mouse-related clade. The myomorphous, sciurimorphous, and hystricomorphous zygomasseteric systems are illustrated to the right (blue and red lines show anterior parts of medial and lateral masseter, respectively; for details of zygomasseteric systems in rodents see Potapova27). The mandible types20 are noted: sciurognathous and hystricognathous. For the squirrel-related clade, only the zygomasseteric system of Sciuridae is presented. The rodent paintings were provided by Jón Baldur Hlíðberg.

Wreszcie możemy się uspokoić, wiedząc, że bóbr nie jest bliskim krewnym wiewiórki. Podobieństwo ich mięśni pochodzi niewątpliwie z podobnego zwyczaju gryzienia twardych materiałów, co doprowadziło do konwergentnego układu silnych mięśni szczęk.


h/t: Matthew Cobb

________

Doronina, L., A. Matzke, G. Churakov, M. Stoll, A. Huge, and J. Schmitz. 2017. The beaver’s phylogenetic lineage illuminated by retroposon reads. Nature Scientific Reports 7, Article number: 43562 (2017) doi:10.1038/srep43562

 

Whence the beaver? They’re kangaroo rats, not squirrels!

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Jerry Coyne

Profesor (emeritus) na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji.  Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków.  Jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.