証明はタンパク質にある:Test Supports Universal Common Ancestor for All Life

最終的に木、蜂、人間を生み出した原始海のことわざの泡に浮かんでいる地球の最初の生命体は、単に人気のあるダーウィンのうぬぼれではなく、多くの研究者が自分の仕事の基礎の一部として依存している本質的な生物学的前提でもあります。
19世紀、チャールズ・ダーウィンは、すべての哺乳類や動物に共通の祖先があるかもしれないと提案し、地球上のすべての生命―植物、動物、細菌―に共通の祖先がある可能性があると提案していた他の人々を超えて行った。
新しい統計分析では、この仮定をベンチに取り入れ、水を保持するだけでなく、実際には圧倒的に健全であることがわかりました。
DNAの発見と解読から、全ての生命体が単一の共通生物の子孫であること、あるいは少なくとも基底種であることは、まだ明らかではなかったのか？ いいえ、Brandeis大学の生化学の助教授であり、新しい研究の著者であるDouglas Theobaldは、Natureの5月13日号に詳述しています。 （サイエンティフィック-アメリカンはネイチャー-パブリッシング-グループの一部である。）実際には、彼は言う、”私はそれに入ったとき、私は本当に答えが何であるか分からなかった。”
進化を正式にテストすることは困難であったにもかかわらず、特に生命の出現に至るまでの長い年月にわたって、テオバルドは、生命の三大部門（真核生物、細菌、古細菌）にわたって23の普遍的に保存されたタンパク質のアミノ酸配列について厳密な統計解析を行うことができた。 これらの配列を様々な関係モデルや進化モデルに組み込むことによって、彼は普遍的な共通の祖先が少なくとも10^2,860であり、次の最も可能性の高いシナリオ（複数の別々の祖先を含む）よりも現代のタンパク質配列の差異を生み出した可能性が高いことを発見した。*
“進化はテストできるところでうまくいく”と、ニュージーランドのマッセイ大学分子生物学研究所の理論生物学教授であり、付随する社説の共著者であるDavid Penny しかし、彼は、進化は「過去についての検証可能な予測（特に定量的な予測）」をせいぜい難しいものにすることができると指摘している。 “テオバルドが正式なテストを考案することができたことは、”彼は言う、”優れていた…… それはおそらく仮説の正式な評価に期待されるもののジャンプにつながり、それは皆を助けるでしょう。”
共通の祖先の苦悶
DNAの普遍性についての20世紀半ばの発見は、地球上のすべての既知の生命のための単一の普遍的な共通の祖先があったことを大衆文化や学術文化の中で確立するという点で、”本当に人々のためにそれを釘付けにした”とテオバルドは言う。 そしてそれ以来、「それは広く真実であると仮定されています」と彼は指摘します。
しかし、過去数十年の間に、いくつかのサークルで新たな疑いが浮上している。 微生物学者は、ある世代から次の世代への遺伝子の典型的な垂直移動よりもはるかに非晶質であり得る単純な生命体の遺伝的行動のより良い理 細菌やウイルスなどの微生物が、個体間、さらには種間でも遺伝子を横方向に交換する能力は、進化の地図の基本的な構造的理解の一部を変えます。 横の遺伝子の移動を使うと、遺伝の署名は枝の間ですぐに動くことができま、すぐにもつれた網に従来の木を回します。 このダイナミックさは、「この生命の木モデルに疑問を投げかけます」とTheobald氏は言います。 そして、”あなたがそれに疑問を投げたら、それは一種の共通の祖先にも疑問を投げます。「
細菌や真核生物に加えて、生命の第三の主要な領域としての古細菌の発見により、多くの微生物学者は軒並み単一の共通の祖先についてより疑
進化のためのテスト
他の研究者は、いくつかの脊椎動物種の関係をテストするPennyによる同様の1982年の統計分析を含む、テストに生命の特定のセクシ Theobaldはこの論文を「クールだが、問題は彼らが普遍的な祖先をテストしていないことである。「しかし、遺伝子解析と統計的能力の進歩により、Theobaldはすべての生命のためのより包括的なテストを作成する方法を見ました。
彼の研究の過程で、テオバルドは分子生物学における共通ではあるが「ほとんど手に負えない進化の問題」にぶつかり合っていた。 タンパク質のような多くの高分子は、同様の三次元構造を有するが、非常に異なる遺伝的配列を有する。 彼を悩ませた質問は次のとおりでした: これらの類似した構造は、収束進化の例であったのか、共通の祖先の証拠であったのか？
「共通の祖先に関する古典的な証拠はすべて定性的であり、共通の類似性に基づいている」とTheobald氏は言う。 彼は、それらの類似点に焦点を当てることが科学者を道に迷わせているかどうかを理解したかった。
放棄された仮定
ほとんどの人、さらには科学者は、遺伝的類似性が共通の関係または祖先を意味するという前提の下で動作します。 しかし、物理的な外観や構造の類似点と同様に、これらの仮定は「批判される可能性があります」とTheobaldは指摘しています。 自然選択は、ポッサムとクモの猿のprehensile物語やanteatersとarmadillosの長い粘着性の昆虫を食べる舌のような収束した物理的進化の多くの例を提供してきました。 そして、その上に水平遺伝子導入で、同様の引数は、遺伝的配列のために作ることができます。
「私は本当に一歩後退し、この分析を行う際に可能な限り少ないと仮定しようとしました」とTheobald氏は言います。 彼は、水平遺伝子導入を考慮したものやそうでないものなど、さまざまな統計的進化モデルを実行しました。 そして、水平遺伝子導入を説明したモデルは、普遍的な共通の祖先のための最も統計的なサポートを提供することになりました。
Murky origins
Theobald氏は、彼の最も驚くべき結果は、「彼らが共通の祖先をどれだけ強く支持しているか。”単に長年の仮定をバックアップすることに失望するのではなく、少なくとも”私たちが正しい軌道に乗っていることを知っているのはいつもうれしい”
これらの知見は、普遍的な共通の祖先が初期の進化のダイナミクスのための”生命の木”パターンを確立することを意味するものではありません。 しかし、彼らは”生命の網”構造を推測することもありません。 The tree versus webの議論は、進化生物学において「今は非常に議論の余地がある」とTheobald氏は言いますが、自分自身を選ぶことには消極的です。
残っている他の大きな未知数の一つは、この普遍的な共通の祖先がいつ住んでいたのか、そしてそれがどのように見えたのかということです—テオバルドの統計モデル以上の質問に答えることになります。 テオバルドはまた、普遍的な共通の祖先のためのサポートは、人生が複数回独立して出現したという考えを排除していないと指摘している。 しかし、他の完全に異なる系統が出現した場合、それらは絶滅したか、まだ発見されていないままである。
研究は、初期の進化のこれらの薄暗いコーナーに押し込む可能性が高い、とペニーは指摘している、”科学者は決して満足していない。”彼は、DNAが引き継ぐ前に、研究者がさらに早くソートバックしようとすることを期待し、RNAの日の間に進化の初期段階を評価します。
より基礎的なレベルでは、Penny氏は、この論文は先祖の仮定の評価に終止符を打つべきではないと述べている。 代わりに、「私たちはすべての可能性のある仮説を考えたことがない」と彼は言う。 “だから、我々はまだ考えていないいくつかの新しいアプローチを検討するのをやめるべきではありません。”
*正誤表(5/13/10):この文は公開後に変更されました。 それはもともと普遍的な共通の祖先が10倍以上の可能性が高いと述べました。