Nagyjából 500 millió évvel ezelőtt következett be az úgynevezett „kambriumi robbanás”, melyet követően elképesztő sokféleségben és mennyiségben jelentek meg a mai soksejtű állatcsoportok többségének ősei. Néhány 10 millió évvel később ezt az evolúciós „robbanást” a szárazföldi növények csoportjai is követték.
Az utóbbi évtizedekben a genetika fejlődése új módszert adott a tudósoknak a távoli múlt vizsgálatához. A gének elemzése napjainkban az élőlények evolúciós történetének megértésében is segíthet. A technika különösen akkor hatékony, ha sok élőlény DNS-ét tanulmányozzák egyszerre.
Az evolúció molekuláris órái
A „genetikai régészet” legismertebb módszere a molekuláris óra. A technika alapja az a tény, hogy az evolúció alatt viszonylag állandó ütemben jelennek meg kisebb változások az élőlények DNS-kódjában. Az ugyanakkor problémát jelent, hogy az egyes élőlények molekuláris órái más és más ütemben járhatnak, és a módszer rendkívül hosszú időtávon nem alkalmazható.
Ahhoz, hogy megfelelő becsléseket kapjanak a szakértők, sok élőlény DNS-ét kell összevetniük, az órákat pedig valahogy kalibrálniuk kell. Ebben segíthetnek a kövületek, amelyek olyan dolgokat bizonyíthatnak, hogy két ma ismert élőlény ősei egy időben, egymás mellett éltek.
A kalibrációs eljárás azonban nem működik, ha nincsenek rendelkezésre álló fosszíliák. Éppen ezért az élet korai szakaszában, a „kambriumi robbanás” előtti időkben meglehetősen bizonytalanok a molekuláris órák időskálái.
Géntranszferek, a fejlődés mérföldkövei
Szöllősi Gergely János, az MTA-ELTE Lendület Evolúciós Genomika Kutatócsoport vezetője és kutatótársai most megjelent publikációjukban egy teljesen új genetikai módszert mutatnak be – számol be az MTA oldala. A technika segítségével fosszíliák nélkül is lehet kalibrálni.
Eljárásuk alapja a horizontális géntranszfer, melynek során az élőlények egymástól vesznek át DNS-szakaszokat, és építik be saját örökítőanyagukba. Ez a jelenség egyáltalán nem ritka – egyes baktériumok antibiotikum-rezisztenciájának kialakulásában például komoly szerepe lehet.
A kutatók 40 cianobaktérium-, 60 archaea- és 60 gombafaj teljes genomjában található sok tízezer gén szekvenciája alapján több ezer horizontális géntranszfer-eseményt rekonstruálták. A hibák kiszűrésére saját eljárást dolgoztak ki. A csapat végül egy olyan fajképződési sorrendet határozott meg, amely legnagyobb számú géntranszferrel összeegyeztethető.
A szakértők azt is kimutatták, hogy eljárásuk eredményei összhangban vannak az eddig ismert genetikai régészeti módszerekkel. Az új technikával azonban az evolúció távolabbi múltja is elemezhető.
(Kiemelt kép: Thinkstock)
