Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Khi các loài dưới một “chiếc ô” phân loại đều phải đi trên đường của sự sống cũng như phải đối mặt sự tuyệt chủng hoặc tiến hoá. Các nhà khoa học hiện nay cho rằng các phương pháp sử dụng lâu dài để tái tạo lại những con đường này là thiếu sót sâu sắc. Họ cũng cung cấp một mô hình toán học như một cách chuyển tiếp.
Khi các loài dưới một “chiếc ô” phân loại đều phải đi trên đường của sự sống cũng như phải đối mặt sự tuyệt chủng hoặc tiến hoá. Các nhà khoa học hiện nay cho rằng các phương pháp sử dụng lâu dài để tái tạo lại những con đường này là thiếu sót sâu sắc. Họ cũng cung cấp một mô hình toán học như một cách chuyển tiếp.
Nhà sinh vật học Stilianos Louca của Đại học Oregon cho biết in trên tạp chí Nature rằng trong khi bằng chứng cổ sinh vật học cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách thức và lý do tại sao các mô hình đa dạng sinh học đã thay đổi theo thời gian địa chất, hóa thạch tìm thấy nhiều loại sinh vật quá ít để nói bất cứ điều gì.
Ông lưu ý một cách tiếp cận khác dựa vào việc sử dụng các thay đổi có thể nhận dạng trong cấu trúc di truyền của sinh vật nhưng tín hiệu trong loại dữ liệu này có thể gây hiểu nhầm.
Louca, một thành viên của Viện Sinh thái và Tiến hóa của UO chia sẻ: “Phát hiện của chúng tôi đặt ra những nghi ngờ nghiêm trọng đối với hàng ngàn nghiên cứu sử dụng cây phylogenetic của dữ liệu còn tồn tại để tái tạo lại lịch sử đa dạng hóa của các loài taxa, đặc biệt là đối với những loài mà hóa thạch rất hiếm hoặc tìm thấy mối tương quan giữa các yếu tố môi trường như thay đổi nhiệt độ toàn cầu và tỷ lệ sự tuyệt chủng của loài. “
Trong bài báo của họ, Louca và Matthew W. Pennell, một nhà sinh học tiến hóa tại Đại học British Columbia ở Vancouver cũng đưa ra một hướng đi – một mô hình toán học giới thiệu các biến thay thế để mô tả các kịch bản tiến hóa dài hạn có thể được xác định chính xác từ dữ liệu phát sinh gen.
Pennell đã làm việc với các loại mô hình truyền thống này trong một thập kỷ nay. Ông là một trong những nhà phát triển chính của gói phần mềm phổ biến để ước tính tỷ lệ đa dạng hóa từ cây phát sinh gen. Và như vậy, Pennell nghĩ rằng ông ấy đã có ý thức thực sự tốt về cách các mô hình này hoạt động nhưng ông ấy đã sai, tìm kiếm lỗi và sửa nó.
Trong bài báo của mình, các nhà nghiên cứu lưu ý rằng các phương pháp được sử dụng từ lâu đã trích xuất thông tin về sự tiến hóa của các sinh vật vẫn còn sống bằng cách sử dụng các biến thể của quá trình sinh tử toán học. Tuy nhiên, những điều này không thể trích xuất thông tin về cả tỷ lệ đầu cơ cũng như tuyệt chủng, đặc biệt là đối với phần lớn các loài, chẳng hạn như vi khuẩn, không để lại hồ sơ hóa thạch.
Phương pháp cổ sinh vật học ước tính số lượng loài đã xuất hiện và biến mất trong các khoảng thời gian khác nhau dựa trên hóa thạch được phát hiện và tuổi tối thiểu, tối đa ước tính của chúng. Theo cách tiếp cận phát sinh gen, thông tin được trích xuất từ các mối quan hệ tiến hóa giữa các loài hiện có sử dụng chủ yếu dữ liệu di truyền và được cấu trúc trong các cây phát sinh gen được gọi là thời gian biểu.
Điều này thường được thực hiện bằng cách tìm một kịch bản đầu cơ / tuyệt chủng có khả năng tạo ra một cây phát sinh nhất định.
Trong khi một bộ phương pháp tính toán ấn tượng đã được phát triển trong nhiều thập kỷ qua để trích xuất bất kỳ thông tin nào còn lại, thì cho đến bây giờ nhóm nghiên cứu vẫn thiếu hiểu biết chính xác về thông tin còn lại trong những cây này và thông tin nào đã bị mất mãi mãi.
Phương pháp tiếp cận toán học của Louca và Pennell làm rõ chính xác những thông tin nào có thể được trích xuất từ thời gian biểu còn tồn tại theo mô hình sinh tử tổng quát. Các nhà nghiên cứu giới thiệu các biến mới có thể nhận biết và dễ hiểu có chứa tất cả thông tin có sẵn về động lực đa dạng hóa trong quá khứ và cách ước tính chúng.
Các nhà khoa học đề nghị trong bài báo việc đo lường và mô hình hóa các biến nhận dạng này cung cấp một cách mạnh mẽ hơn để nghiên cứu động lực đa dạng hóa lịch sử. Phát hiện của họ cũng cho thấy rõ rằng dữ liệu cổ sinh vật học sẽ tiếp tục rất quan trọng để trả lời một số câu hỏi vĩ mô.
Tương lai phụ thuộc vào việc tổng hợp thông tin từ các bộ dữ liệu của cả phân tử và hóa thạch. Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng kết quả của họ không làm mất hiệu lực lý thuyết tiến hóa, mà họ chỉ đưa ra những ràng buộc về loại thông tin nào có thể được trích xuất từ dữ liệu di truyền để tái tạo lại con đường tiến hóa.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Oregon . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :