Ny modell ger säkrare uppskattning av arters uppkomst och fall

Flera miljoner arter finns på jorden idag. Dessutom har många arter dött ut under historiens gång. Det finns två metoder för att analysera arter ur ett historiskt perspektiv, genom fossiler eller DNA-analys av nu levande arter. Men metoderna ger skilda resultat. Nu har en modell skapats för att övervinna glappet.

Att förstå ursprunget till all biologisk mångfald är en stor utmaning inom den evolutionära biologin. Biologer och paleontologer, som undersöker fossila djur och växter, försöker förstå hur och med vilken hastighet nya arter uppträder och försvinner.

– I allmänhet tenderar paleontologer att uppskatta mycket högre utrotningsnivåer än biologer för samma grupp av arter, säger forskaren Daniele Silvestro, författare till den artikel som nyligen publicerats i Nature Communications.

Metoderna ger motsägande resultat
Paleontologerna studerar evolution med hjälp av fossiler. Fördelningen av fossila arter över tid ger information om de förändringar i biologisk mångfald som skett. Biologerna undersöker evolutionslinjer med hjälp av DNA från levande arter. Genom att studera arvsanlagen kan biologerna dra slutsatser om när olika arter uppstått, vilka som är släkt och när arter har utrotats.

– Men resultaten från de båda analyserna ger ofta motstridiga resultat. Om vi till exempel tittar på den evolutionära historien för Bovidae, en grupp däggdjur som innehåller bison, bufflar, getter och tamboskap, så finner vi att artbildning och utrotningshastighet från fossil-analys och DNA-analys skiljer sig åt.

Forskare har pekat på risken att dra förhastade slutsatser  av de respektive analysmetoderna.

– Därför tog jag och mina forskarkollegor ett steg tillbaka och frågade: gör vi samma antaganden när vi analyserar fossiler som när vi använder DNA-analys? Svaret är nej.

Ny modell övervinner glappet
När paleontologerna analyserar fossiler får de information om när arterna levde medan DNA-analyser ger bevis för att en ny art har uppträtt och försvunnit, men analyserna säger ingenting om hur arten utvecklats eller utrotats.

– Det finns olika sätt genom vilka nya arter kan uppstå. Genom det vi kallar budding speciation ger en art upphov till en ny och blir samtidigt kvar. Genom bifurcating speciation ger en art upphov till två nya och utrotas sedan. Vid anagenetic speciation ger en art upphov till en ny art och försvinner. Fossil-analys kan bara upptäcka budding speciation.

Baserat på våra observationer blir det tydligt att resultaten från fossil-analys skiljer sig från DNA-analys när det gäller arters uppkomst och utrotning.

I den nya studien presenterar forskarna därför en ny modell som kan länka ihop de båda analysmetoderna för mer korrekta slutsatser.

– Vi har analyserat både fossila och DNA- data för en rad djur- och växtgrupper och visar att med hjälp av vår nya modell kan vi övervinna konflikten mellan analysmetoderna och dessutom ge ytterligare information, som tidigare varit dold.

Kontakt: Daniele Silvestro, institutionen för biologi och miljövetenskap, Göteborgs universitet, mobil: 076-890 14 36, e-post: daniele.silvestro@bioenv.gu.se (talar enbart engelska)

Titel: Closing the gap between palaeontological and neontological speciation and extinction rate estimates.
Digital publicering: https://www.nature.com/articles/s41467-018-07622-y

Foto:
Den moderna europeiska bisonen.
Porträtt av Daniele Silvestro.

Fig. 1. Uppskattningar av artbildning (blå) och utrotning (röda) genom DNA-analys för bovider jämfört med fossila uppskattningar
Fig. 2 Artbildning enligt de tre modeller som beskrivs i studien.

Carina Eliasson
Pressinformatör
Göteborgs universitet
telefon: 031-786 98 73
e-post: carina.eliasson@science.gu.se

Följ oss på Twitter. Gilla oss på Facebook. Adda oss på Snapchat (Göteborgs universitet). Följ oss på Instagram.
Göteborgs universitet är ett av de stora i Europa med 37 800 studenter och 6 200 anställda. Verksamheten bedrivs av åtta fakulteter, till allra största del i centrala Göteborg. Utbildning och forskning har stor bredd och hög kvalitet – det vittnar sökandetryck och nobelpris om. www.gu.se.

Taggar: