معلومة

لماذا أسلاف الطيور لا تزال موجودة؟

لماذا أسلاف الطيور لا تزال موجودة؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

إذا لم أكن مخطئًا ، يعتقد العلماء أن الطيور تطورت من الزواحف. لماذا أسلاف الطيور (أي الزواحف) لا تزال موجودة؟


مقدمة في نسالة

مقدمة قصيرة عن الأنواع

دعنا نتحدث عن الانتواع. الانتواع هو العملية التي ينقسم بها سلالة واحدة إلى قسمين. يحدث هذا بعدة طرق (الوباتريك مقابل التماثل مقابل التماثل ، ونموذج BDM وغيرها). سأفكر في حالة بسيطة من الانتواع الوباطي أدناه لأنها أبسط حالة يمكن فهمها (على الرغم من أنها ليست بالضرورة العملية التي تسبب معظم أحداث الانتواع).

متابعة قصة السلالة من خلال أحداث نشوءها

فكر في مجموعة سكانية في وقت ما $ t = 0 دولار. لنسمي هذا النوعأأncestor). تخيل أن التغيير البيئي يجلب حاجزًا في منتصف نطاق هذه المجموعة من السكانأ. يمكن أن يكون هذا الحاجز في الأصل ناتجًا عن حريق أو نهر غير اتجاهه أو سلسلة جبال "ظهرت". المجموعتان المعزولتان الآن أحرار في التباعد بشكل عشوائي عبر الزمن. هذا ما نسميه حدث الانتواع. لاحظ أنه في ظل هذا النموذج ، لا توجد حاجة ضرورية للاختيار لشرح الانتواع. دعنا نسمي تباين السكانبوجالتي كانت موجودة في ذلك الوقت $ t = 1 دولار.

الآن تخيلجيخضع لحدث انتواع آخر وينقسم إلى مجموعات سكانيةدوه. في نفس الوقت ، عدد السكانبربما تغيرت قليلاً لذا قد نرغب في الاتصال بهمF. هنا رسم تخطيطي للوضع

F D ----- E t = 2 | | ب ------------- ج ر = 1 | أ ر = 0

أهو سلفب,ج,د,هوFولا يوجد اليوم.بهو سلفFلكنه غير موجود اليوم.جهو سلف لكليهمادوهولا يوجد اليوم. دع بعض الوقت يمر وقد ينتهي بك الأمر في النهاية مع الشجرة التالية

G ----- H K I ----- J t = 3 | | | F D ----- E t = 2 | | ب ------------- ج ر = 1 | أ ر = 0

في الوقت دولار t = 3 دولارات، فقط الأنواعجي,ح,أنا,كويموجودون اليوم ، والآخرون هم أسلاف الأنواع الحالية. دعونا نوسع هذه الشجرة إلى أبعد من ذلك.

L ----- M N O P ----- Q t = 4 | | | | G ----- H K I ----- J t = 3 | | | F D ----- E t = 2 | | ب ------------- ج ر = 1 | أ ر = 0

ستلاحظ أن النسبأناانقرضت في وقت ما بينهما دولار t = 3 دولارات و دولار t = 4 دولارات.

تسمية مجموعات فرعية من الشجرة

الزواحف

أقترح الآن إعطاء اسم عام لجميع الأنساب الموجودة في الشجرة التي رسمناها (والتي نسميها بالمناسبة شجرة النشوء والتطور). دعنا نسميهم الزواحف. لذلك كل الأنواعأ,ب,ج,د,ه,F,ي,أنا,ي,ك,إل,م,ن,ا,صوسنكون الزواحف.

الطيور والثدييات

الآن دعونا ننظر في مجموعة فرعية من هذه الشجرة. لنفكر في المجموعة الفرعية المكونة من الأنواعي,صوسفقط. دعنا نسميهم الطيور. دعنا نتصل أيضا الثدييات المجموعة الفرعية المكونة من الأنواعجي,إلوم.

السحالي (وغيرها)

أخيرا دعنا نتصل السحالي الكل الزواحف التي ليست الطيور، ولا الثدييات (في الواقع سيكون من الأصح استدعاء هذه المجموعة lizard_crocodile_turtles_snake_amphibians_tuatura). بالطبع ، الشجرة الصحيحة أكبر بكثير! بالمناسبة ، يمكنك استكشاف شجرة الحياة بنفسك على OneZoom.org.

ما هو الاصنوفة

بالمناسبة ، مجموعة من الأنواع تسمى الصنف (plur. التصنيف).

الأصناف أحادية اللون

قد يكون من الواضح لك أن هناك شيئًا مختلفًا جوهريًا بين المجموعات التي أطلقنا عليها الثدييات, الطيور و الزواحف إلى الشخص الذي اتصلنا به السحالي. في الواقع الثدييات, الطيور و الزواحف تسمى monophyletic لأنها تتكون من سلف معين وجميع أحفاده. سحلية من ناحية أخرى ليس أحادي النمط. يُطلق على التصنيف أحادي الخلية أيضًا اسم clade. يوجد أدناه رسم بياني يمثل ماهية الأصناف أحادية اللون. كما أنه يستخدم المصطلحين polyphyletic و paraphyletic لوصف أنواع مختلفة من الأصناف غير أحادية النمط

مفهوم الأنواع

قد ترغب في معرفة المزيد حول القضايا الكامنة وراء مفهوم الأنواع في المنشور كيف يمكن للبشر أن يتزاوج مع إنسان نياندرتال إذا كنا نوعًا مختلفًا؟

مفهوم الرتب التصنيفية

ما نقرر تسميته بفصل أو أمر أو عائلة هو أيضًا تعسفي إلى حد ما أيضًا. على سبيل المثال ، نحن نعتبر عمومًا التصنيف أحادي النمط Mammalia هي فئة. ومع ذلك ، لا يوجد سبب غير اعتباطي للاتصال Mammalia فئة بدلا من يوثريا (يوثريا = حيوان ثديي مشيمي).


الموارد على الانترنت

أفترض أن ما ورد أعلاه أجاب على جزء كبير من سؤالك. ستكون قادرًا على قراءة كل ما كتبته للتو (وأكثر من ذلك بكثير) في أي دورة تمهيدية جيدة لعلم الأحياء التطوري. ضع في اعتبارك إلقاء نظرة سريعة على فهم التطور لجامعة كاليفورنيا في بيركلي على سبيل المثال كما اقترحMattDMo في التعليقات.

قضايا في رسالتك

هناك مشكلات في رسالتك لا يمكن معالجتها في منشور واحد (سبب آخر يجعلك تتبع دورة تمهيدية سريعة للتطور). أدناه أعتبر رسالتك المنشورة قطعة قطعة بشكل أساسي للإشارة إلى بعض المشكلات

يعتقد العلماء

بيان رهيب. بالإيمان ، غالبًا ما نشير إلى اعتقاد غير مبرر ، أي اعتقاد حول العالم غير مبرر (في العلم ، يُطلق على طريقة التبرير "الطريقة العلمية"). لذلك ، يشير البيان إلى أن المعتقدات غير المبررة لها مكان في العلم بينما لا مكان لها. من خلال الخسارة في المعنى ، يمكن للمرء أن يقول إن العلماء "يعرفون" أو لا يعرفون لكنهم لا يؤمنون بدون أسباب وجيهة للاعتقاد.

أن الطيور تطورت من الزواحف

هذا أمر مضلل (ويضللك) لأنه من خلال "الزواحف" تفكر في سلالة موجودة حاليًا. كما أن التعبير "تم تطويره من" يبدو خاطئًا للغاية. التعبير "تطورت من" سيكون أكثر صحة.

يحدث التطور بحيث يمكن للكائن الحي أن يعيش في البيئة من خلال تطوير شخصيات جديدة

هذا خطأ من حيث الدلالي (قضية السببية عند القوللهذا السبب) ومن حيث تعريف التطور. يبدو أنك تخلط بين التطور والانتقاء الطبيعي.

حسب الانتقاء الطبيعي

الانتقاء الطبيعي هو عملية وليس تفسيرا. إنه مثل قول "حسب الجاذبية". الدلالي خاطئ ، يجب أن تقول "وفقًا لنظرية الجاذبية" أو "وفقًا لنظرية التطور" (أو في النهاية "وفقًا لنظرية الانتقاء الطبيعي").

وفقًا للانتقاء الطبيعي ، فإن أولئك الذين لديهم اختلافات مواتية سيبقون على قيد الحياة وأولئك الذين يعانون من الموت غير المواتي

يبدو أنك تطبق هذا البيان على اللياقة البدنية على مستوى السكان (والذي سيكون خاطئًا بشكل أساسي) بدلاً من تباين اللياقة البدنية ضمن مجموعة سكانية.

لماذا أسلاف الطيور (أي الزواحف) لا تزال موجودة؟

أسلاف الطيور لم تعد موجودة. آمل أن يكون ذلك واضحًا من التفسيرات أعلاه.

لماذا لم يتم القضاء عليهم عن طريق الانتقاء الطبيعي؟

تشير هذه الجملة إلى أنك لا تفهم حقًا ماهية الانتقاء الطبيعي ولكن هذه قصة لوقت آخر. يمكنك التعرف على الانتقاء الطبيعي في Understanding Evolution بواسطة جامعة كاليفورنيا في بيركلي.


الزواحف التي تتطور من الطيور هي مثال على التطور المتباين. تحتوي مقالة الويكي هذه على مزيد من المعلومات. في الأساس ، لا تزال كل من الطيور والزواحف موجودة لأن كلاهما يملأ مكانًا مناسبًا. أي أن الطيور والزواحف المنفصلة لها سلف مشترك ، وفي مرحلة ما تباعد تطورها. في تلك المرحلة ، كانت طيور الطيور التي تملأ مكانة "الطيور" بشكل أفضل تتمتع بصلاحية أعلى ، وكانت الزواحف التي تملأ مكانة "الزواحف" أفضل لياقة بدنية أعلى ، لذلك تطورت الطيور لتصبح أشبه بالطيور ، وتطورت الزواحف لتظل زواحف.


التطور جعل طيورًا سخيفة لا تطير مرارًا وتكرارًا

قد تعتقد أنه قد تم ارتكاب خطأ عند مشاهدة النعامة وهي تسرع عبر السهل مثل ممسحة الغبار ذات الأرجل المزدوجة. من المؤكد أن هذه ليست واحدة من لحظات التطور والأكثر فخراً؟ لكن الأدلة الجينية الجديدة تشير إلى أن مجموعة الطيور بما في ذلك النعام والإيمو والطيور الأخرى غير المرغوبة جاءت جميعها من أسلاف طائرين. لقد فقدوا القدرة على الطيران ليس مرة واحدة ، ولكن مرارًا وتكرارًا. يجب أن يكون هناك شيء ما يعمل. الراتيت هي مجموعة من الطيور التي تشمل النعامة والإيمو ، بالإضافة إلى الكيوي والرييا (مثل النعامة الأصغر في أمريكا الجنوبية) والكسواري (ذات الوجه الأزرق اللامع وما يشبه أظافر القدم على رأسها). كان هناك أيضًا طائر moa في نيوزيلندا وطائر الفيل في مدغشقر - أنواع الطيور الكبيرة العملاقة التي انقرضت خلال مئات السنين الماضية ، على الأرجح بسبب البشر. إن الطيور نفسها واضحة جدًا ، لكن قصة تطور الفئران كانت دائمًا قضية خلافية ، كما يقول أوليفر حدراث ، فني أبحاث في علم الطيور وطالب دكتوراه في متحف أونتاريو الملكي. لم يتأكد العلماء أبدًا من كيفية نشأة الجرذان ، أو كيفية ارتباطها ببعضها البعض وبطيور طبيعية أكثر. يقول حدراث إنه في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي ، أظهرت الأدلة الجزيئية أن معدلات عدم الطيران كانت مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالطيور المسماة تيناموس. على عكس الفئران ، يمكن لهؤلاء السكان الأرضيين الصغار في أمريكا الوسطى والجنوبية أن يطيروا (على الرغم من أنهم لا يختارون في كثير من الأحيان). في الوقت نفسه ، أدرك العلماء أن سكان كل مكان يعيشون أو اعتادوا العيش (أستراليا ، أمريكا الجنوبية ، إفريقيا) كانت قطعة من الأرض كانت في السابق تنتمي إلى شبه القارة العملاقة غوندوانالاند. ربما كان الجد المشترك لجميع الراتيتس طائرًا لا يطير في غوندوانالاند ، والذي انفصل بالفعل عن قريبه الطائر تينامو. عندما تفككت القارة العملاقة ، فإن الطيور التي تركت واقفة على كل قطعة من الأرض يمكن أن تطورت إلى أنواع مختلفة. منذ ذلك الحين ، دعمت بعض الأدلة هذه النظرية ، بينما تناقضتها دراسات أخرى. تناول حدراث وزملاؤه السؤال باستخدام الحمض النووي من moa المنقرض ، بالإضافة إلى تقنية تسلسل الحمض النووي المحدثة التي تسمح لهم بجمع كميات كبيرة من البيانات في وقت واحد. & quot؛ استخدمنا أكثر من مليون زوج أساسي & quot من الحمض النووي ، كما يقول حدراث ، & quotto اختبر ما إذا كان tinamou أقرب إلى moa من moa إلى emu والنعام. & quot؛ أخيرًا ، سيكشفون عن إجابات لأسرار عائلة ratites & # x27. وجدوا أن tinamou ليس ابن عم بعيد بعد كل شيء ، لكنه صفعة شقيق في منتصف شجرة عائلة الراتيت. يشير هذا إلى أن السلف المشترك للراتيت والتينامو يمكن أن يطير ، وبينما احتفظ تينامو بهذه المهارة ، أصبحت الفروع المؤدية إلى راتيتس أخرى بلا طيران مرارًا وتكرارًا.

نظرًا لأن الصنور احتفظ بقدرته على الطيران ، فمن المحتمل أن يبدأ كل فرع آخر في هذه الشجرة بطائر طائر. من الناحية الفنية ، من الممكن أن يكون العكس صحيحًا: فكل النسب و tinamou تطورت من سلف واحد غير قادر على الطيران ، وأعاد التينامو تعلم كيفية الطيران. لكن حدراث يقول إنه من غير المحتمل. & quot؛ لا توجد أمثلة معروفة عن أنواع طيور لا تطير تستعيد طيرانها ، & quot؛ كما يقول. لقد فقدت أنواع كثيرة من الطيور غير الفئران القدرة على الطيران - طيور البطريق ، وبعض البط ، وما إلى ذلك - ولكن لم يستردها أحد. بشكل عام ، يعتبر فقدان سمة أسهل بكثير من استعادتها ، & quot ؛ يقول حدراث. كانت العلاقة بين التينامو والرتاليات الأخرى ، والتي يقول حدراث أن هناك & # x27s & quot؛ أدلة دامغة & quot في الحمض النووي ، كانت مخفية بأشكال الطيور & # x27. استنتجت معظم الدراسات التي تستخدم سمات الهيكل العظمي أن الطوائف هي أقرب الأقارب لبعضها البعض ، وأن الصمغ هم ابن عم بعيد ، كما يقول حدراث. ولكن يبدو الآن أن متطلبات الحياة المقيدة بالأرض جعلت الهياكل العظمية تتطور بطرق مماثلة. هذا التطور المتقارب حجب الطيور & # x27 العلاقات الحقيقية. يقول حدراث ، نظرًا لأن العديد من الطيور قد تخلت عن الطيران ، فلا بد أن تكون هذه السمة سهلة الخسارة عندما تكون مفيدة. بالنسبة للطيور التي تتكيف مع الحياة على الأرض ، فإن التمسك بالسمات التي تسمح لها بالتحليق قد (ومن المفارقات) أن تثقل كاهلها. نظرًا لأنهم يفقدون الرحلة ، فإنهم أصبحوا أحرارًا في التطور إلى الأنواع الغريبة والمشي التي نعرفها اليوم. يبدو أنها استراتيجية ناجحة - طالما أن البشر لا يصلون إلى جزيرتهم للقضاء عليهم.

الصور: النعام بواسطة Josh * m (عبر Flickr) شجرة راتيت مقتبسة من Baker et al.

Baker AJ، Haddrath O، McPherson JD، & amp Cloutier A (2014). الدعم الجينومي لتقارب Moa-Tinamou Clade والتقارب المورفولوجي التكيفي في معدلات الطيران. البيولوجيا الجزيئية والتطور PMID: 24825849

حاشية (5/26/14): دراسة أخرى ، نُشرت هذا الشهر في مجلة Science ، قارنت الحمض النووي القديم من طيور الأفيال إلى الحمض النووي من طيور الأفيال الحديثة وتوصلت إلى نفس النتيجة: تطورت الفئران التي لا تطير عدة مرات ، بشكل مستقل ، من سلف طائر. يمكنك قراءة المزيد في موقع Not Exactly Rocket Science أو في New York Times.


كيف فقدت الطيور قضبانها

في مملكة الحيوان ، يشتهر البط والإوز بقضيبهما الطويل للغاية. في الواقع ، عند التمدد ، يكون القضيب الملفوف عادة لبط البحيرة الأرجنتينية أطول من الطائر نفسه. لا تتمتع معظم الطيور بحقوق المفاخرة هذه: الذكور في 97 في المائة من أنواع الطيور لديهم قضبان صغيرة أو يفتقرون إليها تمامًا. بدلاً من ذلك ، يطلقون الحيوانات المنوية على جسد أنثى طائر من خلال مخرج يسمى مجرور.

القضيب الغائب هو خدش للعلماء الذين يدرسون تكاثر الحيوانات. بالنسبة للحيوانات التي يتم فيها تخصيب البويضات داخل جسد الأنثى ، فإن الحيوانات المنوية لديها فرصة أفضل للدخول إذا تم توصيلها عبر الأنابيب في متناول اليد.

"لماذا تفقد عضوًا يبدو مهمًا جدًا لتحقيق هذه المهمة؟" كتبت باتريشيا برينان ، الباحثة في جامعة ماساتشوستس التي تدرس قضيب البط الملفوف ، إلى شبكة إن بي سي نيوز عبر البريد الإلكتروني.

حدد العلماء الآن الجين المسؤول عن القضاء على قضيب الطائر أو تصغيره ، والذي يبدأ في التكوين في الجنين ولكنه يختفي مرة أخرى قبل أن يفقس الطائر. الجين المهم ، المسمى Bmp4 ، يوجه الخلايا الموجودة في طرف القضيب للموت أسرع من نموها مرة أخرى. في الطيور التي تحتوي على معدات متقنة - ليس فقط البط ، ولكن النعام والنعام أيضًا - يتم إيقاف تشغيل Bmp4 ، مما يجعل القضيب يكبر إلى الحجم الكامل ، كما أوضح مارتن كوهن وفريق من جامعة فلوريدا في عدد الخميس من علم الأحياء الحالي.

يوضح برينان ، الذي لم يشارك في بحث كوهن ، أن الدراسة الجديدة "تفتح الآن إمكانية استكشاف حالات أخرى لتقليل حجم القضيب عند الطيور".

البط لديه قضيب ، لكن الدجاج ليس كذلك. لذلك شاهد كوهن وفريقه أجنة الدجاج وأجنة البط تنمو قبل أن تفقس.

أظهرت صور المسح بالمجهر الإلكتروني أن القضيب البدائي في كلا النوعين بدأ في النمو بشكل مشابه ، حتى - في حالة الدجاج - بدأ أمر قتل صامت في طرف القضيب. بعد ذلك ، بدأت تتقلص حتى اختفت تقريبًا إلى لا شيء. تتبع الفريق الاتجاهات عائدًا إلى جين Bmp4. عندما أوقفوا الجين في الكتاكيت الجنينية ، استمر نمو القضيب. كما قاموا بفحص أجنة emu ووجدوا أنها ، مثل البط ، تفتقر إلى الجين النشط في طرف القضيب المتنامي.

قام كوهن أيضًا بفحص جنين التمساح لأنه بينما تطورت الزواحف والطيور من سلف مشترك ، انتهى الأمر بالزواحف إلى الاحتفاظ بقضيبها. من المؤكد أن التمساح يفتقر إلى جين Bmp4 نشط.

لغز القضيب المفقود

يرى كوهن أن فقدان القضيب عند الطيور "موازٍ" للطريقة التي تفقد بها الثعابين أطرافها. تبدأ الثعابين في نمو أرجلها كأجنة ، لكن العوامل الوراثية تبدأ وتمنع نموها قبل أن تفقس. من خلال الانزلاق بنجاح ، وجدت الثعابين بلا أرجل مكانًا مناسبًا. بما يخص لماذا تسبب التطور في اختفاء القضيب في معظم الطيور: "لا يزال هذا السؤال دون حل إلى حد كبير ،" يكتب كوهن.

اقترح علماء الأحياء التطورية بعض الإجابات المبدئية. كتب ويليام إبرهارد ، وهو عالم في معهد سميثسونيان للبحوث الاستوائية ، إلى NBC News في رسالة بريد إلكتروني مفادها أن قضيبًا متقنًا في البط والإوز "قد يساعد في الجماع الذي يحدث في الماء." هناك نظرية أخرى للقضيب ذي الشكل الفريد وهي ضمان تزاوج المخلوقات مع أفراد من نفس النوع - نظرية "القفل والمفتاح" التي تقول إن التزاوج لن يكون ممكنًا إلا إذا كان الذكر والأنثى متوافقين معًا.

اقترح آخرون أن القضيب المفقود كان نتيجة لتكيف آخر. على سبيل المثال ، تم اقتراح أن الطيور الطائرة تتخلص من قضيبها كوزن إضافي لجعل الطيران أكثر كفاءة. لكن برينان يعتقد أن هذا غير مرجح لأن "البط لديه قضيب كبير وهم من أطول المهاجرين لمسافات." أيضًا ، يبدو أن الطيور الذكور التي تطير قليلاً جدًا - مثل فرك الملوكان والديك الرومي الأسترالي - لديها قضيب صغير أو غير موجود.

التفسير المفضل لدى برينان هو أن الأمر يتعلق باختيار الإناث. يتم إجبار سلوك التزاوج في العديد من الطيور. ولكن عندما تتزاوج طيور مثل الدجاج عبر ما يوصف بأنه "قبلة مذرق" ، لا يمكن للحيوانات المنوية أن تدخل الأنثى إلا إذا تعاونت وقلبت عباءتها من الداخل إلى الخارج. إذا لم تتزحزح ، فلن يحدث الإخصاب.

وأوضح كوهن أن زراعة القضيب هي عملية عرضة للخطأ في النمو ، وهي "عملية تحدث بشكل خاطئ في كثير من الأحيان لدى البشر" ، مشيرًا إلى عيوب الأنبوب لدى 1 من 125 فتى. لكن القضيب هو أيضًا من بين الأعضاء الأكثر تنوعًا الموجودة في الفقاريات: فالطيور التي لديها قضيبان لا تنفخها بالدم ، كما يفعل البشر ، ولكن باللمف - المادة اللبنية التي تنقع خلايانا. تمتلك الثدييات مثل الدببة والقطط وأسود البحر بنية تشبه العظم للمساعدة في تقوية ثديها. والثعابين؟ حسنًا ، الثعابين لها اثنان.

المزيد عن الجنس الحيواني الغريب:

أخطأت نسخة سابقة من هذه القصة في تحديد موقع باتريشيا برينان كباحثة في جامعة ماريلاند. تعمل باحثة في جامعة ماساتشوستس.

بالإضافة إلى مارتن كوهن ، ساهمت آنا هيريرا وسيمون شوستر وكلير بيريتون أيضًا في "الأساس التطوري للحد من القضيب أثناء تطور الطيور" في مجلة Current Biology.

Nidhi Subbaraman تكتب عن العلم والتكنولوجيا. تابعوها على Facebook و Twitter و Google+.


الأركيوبتركس : الطيور في وقت مبكر

لقد تم قبول ذلك منذ فترة طويلة الأركيوبتركس كان شكلاً انتقاليًا بين الطيور والزواحف ، وهو أقدم طائر معروف. في الآونة الأخيرة ، أدرك العلماء أنها تشبه أسلافها ، Maniraptora ، أكثر من تشابهها مع الطيور الحديثة التي توفر رابطًا نسبيًا قويًا بين المجموعتين. إنها واحدة من أهم الأحافير المكتشفة على الإطلاق.

على عكس جميع الطيور الحية ، الأركيوبتركس لديه مجموعة كاملة من الأسنان ، مسطحة نوعا ما عظم القفص الصدري ("عظمة الصدر") ، ذيل طويل وعظمي ، المعدة ("ضلوع البطن") ، وثلاثة مخالب على الجناح يمكن أن تستخدم للإمساك بالفريسة (أو ربما الأشجار). ومع ذلك ، فإن ريشها وأجنحتها فروكولا ("عظم الترقوة") والأصابع المنخفضة كلها خصائص الطيور الحديثة.


يلقي من عينة برلين من الأركيوبتركس الليثوجرافيكا، من مجموعات UCMP.
الأصل في جامعة هومبولت ، برلين.

كما ترون، الأركيوبتركس من المؤكد أن الريش يحتوي على ريش ، على الرغم من أن ما إذا كان هذا الريش قد استخدم لتنظيم درجة حرارة جسمه أو للطيران هو أمر لا يزال مفتوحًا للنقاش. قد يكون الريش قد تطور في الأصل للعزل ثم تم اختياره في الطيران. أصل الرحلة وقدرات الطيران الفعلية لـ الأركيوبتركس، تمت مناقشتها. تم اقتراح نموذجين لتطور الطيران: في نموذج "نزول الأشجار" ، تطورت الطيور من أسلاف عاشوا في الأشجار ويمكن أن ينزلقوا للأسفل ، على غرار السناجب الطائرة اليوم. في نموذج "الأرض" ، عاش أسلاف الطيور على الأرض وقاموا بقفزات طويلة. لمزيد من المعلومات ، راجع المعروضات الجديدة الخاصة بنا عن رحلة الفقاريات ورحلات الطيور.

قد تكون ضربة الطيران قد نشأت كامتداد لحركات الساعد التي تشد الذعرات الأصغر حجماً والرشاقة مثل داينونيكس ربما اعتادوا على الاستيلاء على الفريسة والتشبث بها. كما تعلم ، إذا سبق لك أن قطعت دجاجة ، فإن الطيور الحية (باستثناء الطيور التي لا تطير مثل النعام والكيوي) لها عظمة عظمة تعلق بها عضلات الطيران الكبيرة والقوية. الأركيوبتركس، مع ذلك ، كان لديه عظمة مسطحة نسبيا. على الرغم من أنه يعتقد أن الأركيوبتركس يمكن أن تحافظ على رحلة تعمل بالطاقة ، ربما لم تكن طائرة طيران قوية ، فقد تكون ركضت ، وقفزت ، انزلق ، ورفرفت كلها في نفس اليوم.

قبل بضع سنوات ، اقترح عالم الفلك البريطاني السير فريدريك هويل وزملاؤه ذلك الأركيوبتركس كان تزويرًا ذكيًا. الدفع الأركيوبتركس - هل هذا الطائر احتيال؟ مقال ممتاز لا يراجع فقط الأدلة المؤيدة للاحتيال وضد الاحتيال ، بل يقيم نظريات مختلفة حول كيفية عيش هذا المخلوق.


لماذا لدى النساء هزات الجماع؟

لطالما استعصى العلماء على سبب هزة الجماع الأنثوية. الرجال يحتاجون إليها من أجل الإنجاب ، لا تحتاجها النساء. فلماذا توجد هزات الجماع الأنثوية؟

قال ديفيد بوتس ، عالم الأنثروبولوجيا البيولوجية في جامعة ولاية بنسلفانيا ، إن العلماء الذين يدرسون هذه المسألة منقسمون. يعتقد بعض العلماء أن هزات الجماع الأنثوية بلا هدف تمامًا. لكن الأدلة تشير إلى أنهم ربما ساعدونا ذات مرة (وربما لا يزالون يساعدوننا) على البقاء على قيد الحياة و إعادة إنتاج.

تقول كيمبرلي راسل ، عالمة البيئة في جامعة روتجرز في نيوجيرسي ، إن إحدى النظريات تقول إن النساء لديهن هزات الجماع لأن الرجال يمتلكونها. يجادل بعض الباحثين بأن هزات الجماع الأنثوية موجودة لأننا كأجنة ، نبدأ جميعًا بنفس الأجزاء الأساسية ، بغض النظر عن الجنس. هزات الجماع عند النساء ، مثل حلمات على الرجال، فقط تصادف البقاء.

قالت لـ Live Science: "قد تكون مكافأة تشريحية". في هذا السيناريو ، لم تتطور النشوة الجنسية للإناث على وجه التحديد ، وقد لا تخدم شيئًا محددًا وظيفة تطورية بالنسبة لهم.

قالت باتريشيا برينان ، عالمة الأحياء التطورية في كلية ماونت هوليوك في ماساتشوستس ، إن هناك مشكلة في الحجة القائلة بأن هزات الجماع ليس لها وظيفة. ليس من التكيف أن تخصص أجسامنا الكثير من الطاقة لصفات غير مفيدة ، مثل الحلمات. تميل هذه السمات إلى الاختفاء أو تصبح أقل وضوحًا بمرور الوقت. وقالت إن هذا أبعد ما يكون عن حالة هزات الجماع عند الإناث. وفق معهد كينزي، تميل هزات الجماع للإناث إلى الاستمرار لفترة أطول من هزات الذكور ويمكن أن تحدث عدة مرات متتالية و [مدش] وهو أمر نادر الحدوث عند الرجال. بعبارة أخرى ، تستهلك هزات الجماع الأنثوية الكثير من الطاقة لسمات يفترض أنها ليس لها وظيفة ، على حد قولها.

بالإضافة إلى ذلك ، لا يوجد شيء يتضاءل بشأن الهياكل التشريحية المشاركة في هزة الجماع الأنثوية ، كما أشار برينان.

البظر هو جزء حساس للغاية من الأعضاء التناسلية الأنثوية وله دور رئيسي في هزات الجماع ، وهو متماثل مع القضيب. مثل حلمات الذكور والإناث ، فإنها تنمو من نفس البنية التشريحية. لكن خلافًا للاعتقاد السائد ، قال برينان لـ Live Science ، "البظر ليس مجرد قضيب صغير."

قال برينان إن البظر البشري لديه & ldquostructures متطورة بشكل لا يصدق. "بالنسبة لي ، هذا الاختيار يصرخ."

هناك العديد من النظريات حول كيف ، بالضبط ، ساعدت هزة الجماع الأنثوية أسلافنا على نقل جيناتهم. على الرغم من أن النساء لا يحتجن إلى النشوة الجنسية للحمل ، إلا أن بعض الأبحاث تشير إلى أن هذا لم يكن الحال دائمًا. العديد من إناث الثدييات ، بما في ذلك الأرانب والقطط ، لا تبيض إلا عندما تتزاوج. استنادًا إلى تحليل كيفية انتقال السمات إلى أسفل من خلال شجرة الحياة ، نشرت إحدى الدراسات في مجلة علم الحيوان التجريبي وجدت أن أسلافنا ربما احتاجن إلى هزات الجماع من أجل التكاثر.

قال برينان ، لكن مرة أخرى ، لا تفسر هذه النظرية سبب وجود هزات الجماع عند النساء.

قال برينان: "إذا تطورت هزات الجماع لسبب ما ، لكنها لم تعد قابلة للتكيف ، كان من المفترض أن تختفي. ومن الواضح أنها لم تختف".

تشير بعض الأبحاث إلى أن هزات الجماع لا تزال تخلق الظروف المثالية للحمل و [مدش] حتى لو لم تكن ضرورية للإباضة. وجدت إحدى الدراسات أن النساء اللواتي لديهن هزات الجماع قريبة من وقت فعل شريكهن الذكر فعلاً "مقلوب"دخل المزيد من الحيوانات المنوية إلى أجسادهن مقارنة بالنساء اللائي حصلن على هزات الجماع في وقت مبكر أو متأخر عن شريكهن. لقد حاول العلماء حتى رسم العلاقات بين عدد هزات الجماع لدى المرأة و عدد الاطفال انها لديها. لكن الدليل على هذه الفرضيات مهتز ولا يرسم رابطًا سببيًا مباشرًا بين هزات الجماع والحمل ، كما قال بوتس لـ Live Science.

بالإضافة إلى أن هذه النظريات تترك سؤالًا كبيرًا دون إجابة ، كما قال راسل. ماذا لو لم يكن للنشوة علاقة بالتكاثر؟ ماذا لو ، بدلاً من ذلك ، تطورت فقط من أجل المتعة؟

قال راسل إن الجنس لا يجب أن يكون جيدًا حتى يحدث التكاثر. "نحن نعلم هذا من خلال النظر إلى الحيوانات! يمكن أن يكون الجنس غير مريح للغاية وقالت راسل ، لكن ثقافيًا ، فكرة أن الجنس قد يكون لأكثر من مجرد أطفال هي إلى حد ما موضوع محظور.

قال راسل إن الجنس الذي يشعر بالارتياح لكل من الذكور والإناث له دور اجتماعي مهم. يخفف التوتر ويساعد الشركاء على الترابط. ربما انخرط أجداد البشر في الجنس لإنشاء مجموعات أكثر تماسكًا ، وتهدئة الصراع وتعزيز شبكتهم الاجتماعية. نرى هذه السلوكيات في الرئيسيات الأخرى ، مثل قرود البونوبو ، الذين قد يستخدمون الجنس للمساعدة في تبديد القتال على قطعة لذيذة من الفاكهة أو حتى التنافس بين العشائر ، تقارير بي بي سي. ويترتب على هذه الحجة أنه من الناحية التطورية ، ربما تكون هزات الجماع الأنثوية بمثابة نوع من الغراء الاجتماعي.

هذه المتعة وحدها كافية لجعل سمة تكيفية تتعارض مع المفاهيم الشائعة لسبب وجود الجنس والنشوة الجنسية. لكن بالنسبة لبرينان ، هذا منطقي تمامًا. وقالت "لتجربة المتعة و [مدش] يبدو تطوريًا كفكرة جيدة".


لماذا لم يعد لدى الخلقيين زمن التاريخ والعلم

هناك جانب إيجابي للغاية في العالم الرقمي بالنسبة للعلماء هو أن هناك العديد من المواقع الإلكترونية التي تتعقب الاقتباسات والإشارة إلى الأوراق البحثية وتربطها معًا. يمكن أن تكون هذه طريقة ممتازة لمعرفة من يستخدم بحثك ، وبالطبع لتحديد الأوراق التي ربما لم تكن على علم بها وربما لم تكن قد شاهدتها بطريقة أخرى.

ومع ذلك ، هناك مشكلة واحدة تتمثل في أن بعض المواقع والمقالات التي تم تصميمها مثل الأوراق البحثية المكتوبة والمراجعة رسميًا يتم التقاطها غالبًا بواسطة خوارزميات البحث. في حالتي ، هذا يعني أنني أتلقى أحيانًا إخطارات تفيد بأن مصدرًا غير علمي قد استشهد بعملي: في مواقع الويب الخلقية على وجه الخصوص.

إنها مشكلة تثير اهتمام هذه المجموعة بالعمل على الديناصورات وأقاربها القريبين. لطالما كان افتراضي أنه نظرًا لأن الديناصورات والزواحف الأحفورية تحظى بشعبية لدى عامة الناس - على الرغم من أن معظم الناس لا يعرفون الكثير عنها - فهي وسيلة واضحة لاستخدامها لمحاولة إقناع الناس بوجهة نظرك. أي حجة تبدو معقولة قد تكون مقنعة لغير الخبراء. من الجدير بالملاحظة أن علماء الخلق لا يستهدفون أبدًا البحث على ، على سبيل المثال ، الأسماك أو الحشرات القديمة جدًا ، أو الخيول المنقرضة مؤخرًا ، ويركزون فقط على الديناصورات الجذابة ، والتيروصورات ، والزواحف البحرية ، أو بعض الثدييات الكبيرة مثل الماموث. بالطبع ، الكتابة عن شيء مقنع وتصحيحه أمران مختلفان تمامًا.

لقد اكتشفت مؤخرًا مقالًا قصيرًا عن الخلق استشهد بورقة خاصة بي عن اكتشافات مختلفة من التيروصورات الحديثة والتي كان من المفترض أن تكون نوعًا من الرد على مقال كتب لصحيفة الأوبزرفر. حاول مقال الخلق أن يجادل بأن هذه الاكتشافات الجديدة ساعدت في دعم فكرة أن هذه التيروصورات من صنع الخالق. ومن الغريب أني قد تركت غير مقتنع إلى حد ما ، لأسباب ليس أقلها التشويش الواضح لبعض التاريخ البسيط والمعروف جدًا الذي يتناقض مع الحجج المقدمة في بعض الطرق السخيفة المبهجة.

لفترة طويلة ، كان يُنظر إلى التيروصورات على أنها طيارات غير كفؤة إلى حد ما وأكثر بقليل من زواحف مزلقة غير عادية ، ولكن هذا الرأي انقلب مع المزيد من الدراسات الحديثة. في مقالته حول كيفية تغير فهمنا مع البحث الجديد ، كتب عالم الحفريات الدكتور مارك ويتون في الأوبزرفر أنه في الماضي ، كان يُنظر إلى التيروصورات على أنها مجرد "جرغول بأطراف نحيفة". ثم يسأل مراسلنا الشجاع عن دعم الخلق "هل كان هذا الوصف ... نتيجة مجرد تكهنات تطورية؟ بناءً على رؤية أحافير التيروصورات تحدث في طبقات أدناه الفقاريات الطائرة الأخرى ، ربما استنتج أنصار التطور أن التيروصورات تطورت أولاً ، وبالتالي مثلت محاولات التطور الخرقاء الأولية لإنتاج طيارين كبيرة الحجم ".

آه. الآن ، كما ترى ، هناك عدد قليل من القضايا العادلة هنا. على الرغم من أن فكرة تغيير الأنواع كانت موجودة منذ سنوات عديدة ، إلا أن هناك سببًا وجيهًا لعلماء الأحياء يعطون الكثير من الفضل لداروين وفي أصل الأنواع لوضع أسس الانتقاء الطبيعي والأفكار حول التغييرات بمرور الوقت. نُشر عمل داروين في عام 1859 ، ولكن تم اكتشاف التيروصورات حوالي عام 1780 (انظر Wellnhofer ، 2008 ، وهي نقطة تم توضيحها في مقال Witton ولكن تم التغاضي عنها بشكل غامض). لذلك لم يكن من الممكن أن تتأثر الأفكار المبكرة حولهم من قبل "التطوريين" حيث لا يمكن أن يكون هناك الكثير من حولهم. في الواقع ، اعتبر الباحثون الأوائل أن التيروصورات قد تكون جرابيات وبرمائيات ، أو ربما حيوانات تسبح (Wellnhofer ، 1991) قبل أن يستقر معظمها على الزواحف الطائرة.

نقش على النحاس من أحافير من النوع الهولوتي الزاحف المجنح من عام 1784 تصوير: Cosimo A. Collini

نحن نعلم الآن أن التيروصورات تسبق أقدم الطيور في السجل الأحفوري بشيء ما في منطقة 80 مليون سنة ، ولكن ، مرة أخرى ، في زمن داروين لم يكن هذا معروفًا. في الواقع ، بعد وقت قصير من نشر "حول أصل الأنواع" ، ظهر "الطائر الأول" الأسطوري الأركيوبتركس تم اكتشافه في الحجر الجيري Solnhofen في بافاريا. سيعرف عشاق التيروصورات هذا المكان جيدًا ، حيث إن جميع التيروصورات المحفوظة جيدًا والمعروفة في ذلك الوقت تقريبًا جاءت من نفس صخور العصر الجوراسي ، لذلك كانت أقدم الطيور المعروفة وأقدم التيروصورات المعروفة معاصرة إلى حد كبير بقدر اهتمام الفيكتوريين (لم يتم تحديد التيروصورات الترياسية الأولى حتى السبعينيات).

كانت هذه النظرية معروفة جيدًا لأولئك الذين يعملون على هذه الحيوانات في ذلك الوقت. عمل السير ريتشارد أوين ، جد متحف التاريخ الطبيعي في لندن وعالم التشريح اللامع ، على أول عينة من الأركيوبتركس (أوين ، 1863) ووصف عددًا من عينات التيروصورات ، لذلك كان من الممكن أن يدرك جيدًا أن العديد من التيروصورات جاءت من نفس الأسرة مثل هذا الطائر المبكر. علاوة على ذلك ، عمل كل من أوين وكانون ويليام باكلاند على أول تيروصور بريطاني محفوظ جيدًا ديمورفودون (بكلاند ، 1835 أوين ، 1857/9) ، كلاهما كانا خلقيين! كان أوين معارضًا قويًا لداروين وأفكاره (كادبوري ، 2000) ، ومع ذلك كان أوين هو الأكثر تأثيرًا على الأفكار المبكرة حول الديناصورات ، وبالتيروصورات ، باعتبارها تشبه الزواحف وليست قاطرات سريعة الحركة أو قادرة.

على الرغم من أن أوين وبكلاند والعديد من علماء الطبيعة الأوائل كانوا مسيحيين وأيضًا من علماء الخلق (على الرغم من أن هذا المصطلح يغطي عددًا كبيرًا من المواقف في ذلك الوقت) ، إلا أن اعتبارهم أن التيروصورات قد تم إنشاؤها بدلاً من تطويرها لم يكن لها تأثير يذكر على تفسيراتهم لبيولوجيا التيروصورات. كان الأمر يتعلق أكثر بالملاحظة البسيطة أن هذه الحيوانات كانت زواحف. منذ ذلك الوقت ، كان فهم حيوانات الزواحف هو أنها تحتاج إلى الحرارة لتحركها وتعاني من البرد ، كان الافتراض أن التيروصورات كانت ستصبح طائرات شراعية في أحسن الأحوال وغير قادرة على ممارسة نشاط شبيه بالطيور لفترات طويلة (Wellnhofer ، 1991).

ومن الغريب أن المنشق الصوتي الأوائل لهذا الرأي في ذلك الوقت اعتبر التيروصورات أسلاف الطيور (الوضع الذي نعرفه الآن غير صحيح) وبالتالي دفع باتجاه نظرية الطيران النشط (سيلي ، 1901). تُظهر الاكتشافات الحديثة أن التيروصورات كانت تحتوي على طبقة عازلة من الألياف الشبيهة بالفراء على الجسم تدعم فكرة أنها كانت نسبيًا "ذوات الدم الحار" (كيلنر وآخرون ، 2009) - كما كان الحال بالنسبة للعديد من الديناصورات - ولدينا الكثير من الأدلة على ذلك. كانت أكبر التيروصورات عبارة عن منشورات نشطة تعمل بالطاقة (أونوين ، 2005).

بشكل جماعي ، إذن ، فإن الأسطر القليلة البسيطة من النص المقتبسة أعلاه من مقال الخلقي تحرف بشكل فعال توقيت اكتشافات التيروصورات ، ومن كان يعمل عليها ، وعمرها المعروف حينها بالنسبة للطيور ، والأفكار العلمية في ذلك الوقت وكيف تتماشى. The writer then tries to pass these errors off on “evolutionists”, who either didn’t actually exist at the time, or who weren’t involved, as it was the creationists who were making the running on pterosaur research. It’s quite an achievement, really, to be so wrong is so many ways on so simple a subject in so few words. All of this information is freely available, much of it is in multiple books on pterosaurs (Wellnhofer, 1991), early dinosaur discoveries (Cadbury, 2000), and online sources (like Pterosaur.net ) and even in places that the author cited (Witton’s own book - Witton, 2013).

Now, of course, creationism as a concept fails utterly in the face of the most basic of sciences, and of course our understanding of things changes over time as new evidence appears and new techniques are brought to bear on finds and theories. But it is especially galling that our modern understanding of pterosaurs, brought about entirely by formal scientific research, has been taken as correct position by a twenty-first-century creationist, and then used to attack outdated ideas as being obviously incorrect. The implication that we would have arrived at this modern take had it not been for those wrong-thinking “evolutionists” is magnificently incorrect. It is scientific researchers who got us here, not you those outmoded ideas you are sneering at as having come from incorrect preconceptions came from your philosophical ancestors, not ours.

Buckland, W. 1835. On the discovery of a new species of Pterodactyle in the Lias at Lyme Regis. معاملات الجمعية الجيولوجية في لندن, series 23: 217-222.

Cadbury, D. 2000. The dinosaur hunters. Fourth Estate, London.

Kellner, A.W.A., Wang, X., Tischlinger, H., Campos, D.A., Hone, D.W.E. & Meng, X. 2009. The soft tissue of Jeholopterus (Pterosauria, Anurognathidae, Batrachognathidae) and the structure of the pterosaur wing membrane. Proceedings of the Royal Society, Series B, 277: 321-329.

Owen, R. 1863. On the Archaeopteryx of Von Meyer, with a description of the fossil remains of a long-tailed species from the lithographic stone of Solnhofen. Proceedings of the Royal Society of London, 153: 33–47

Owen, R. 1857/1859. On the vertebral characters of the order Pterosauria (Ow.), as exemplified in the genera Pterodactylus (Cuv.) and ديمورفودون (Ow.). Proceedings of the Royal Society of London, 9: 703-704

Seeley H G 1901, Dragons of the Air: an account of extinct flying reptiles, London, New York.

Unwin, D.M. 2005. Pterosaurs from Deep Time. Pi Press, New York.

Wellnhofer, P. 1991. The Illustrated Encyclopedia of Pterosaurs. Salamander Books, Ltd., London, 192 p.

Wellnhofer, P. 2008. A short history of pterosaur research. Pterosaur papers in honour of Peter Wellnhofer. Zitteliana B, 28. p7-19.


Looking for LUCA, the Last Universal Common Ancestor

Around 4 billion years ago there lived a microbe called LUCA — the Last Universal Common Ancestor. There is evidence that it could have lived a somewhat ‘alien’ lifestyle, hidden away deep underground in iron-sulfur rich hydrothermal vents. Anaerobic and autotrophic, it didn’t breath air and made its own food from the dark, metal-rich environment around it. Its metabolism depended upon hydrogen, carbon dioxide and nitrogen, turning them into organic compounds such as ammonia. Most remarkable of all, this little microbe was the beginning of a long lineage that encapsulates all life on Earth.

If we trace the tree of life far enough back in time, we come to find that we’re all related to LUCA . If the war cry for our exploration of Mars is ‘follow the water’, then in the search for LUCA it’s ‘follow the genes’. The study of the genetic tree of life, which reveals the genetic relationships and evolutionary history of organisms, is called phylogenetics. Over the last 20 years our technological ability to fully sequence genomes and build up vast genetic libraries has enabled phylogenetics to truly come of age and has taught us some profound lessons about life’s early history.

For a long time it was thought that the tree of life formed three main branches, or domains, with LUCA at the base —eukarya, bacteria and archaea. The latter two— the prokaryotes— share similarities in being unicellular and lack a nucleus, and are differentiated from one another by subtle chemical and metabolic differences. Eukarya, on the other hand, are the complex, multicellular life forms comprised of membrane-encased cells, each incorporating a nucleus containing the genetic code as well as the mitochondria ‘organelles’ powering the cell’s metabolism. The eukarya are considered so radically different from the other two branches as to necessarily occupy its own domain.

However, a new picture has emerged that places eukarya as an offshoot of bacteria and archaea. This “two-domain tree” was first hypothesized by evolutionary biologist Jim Lake at UCLA in 1984, but only got a foothold in the last decade, in particular due to the work of evolutionary molecular biologist Martin Embley and his lab at the University of Newcastle, UK, as well as evolutionary biologist William Martin at the Heinrich Heine University in Düsseldorf, Germany.

Bill Martin and six of his Düsseldorf colleagues (Madeline Weiss, Filipa Sousa, Natalia Mrnjavac, Sinje Neukirchen, Mayo Roettger and Shijulal Nelson-Sathi) published a 2016 paper in the journal Nature Microbiology describing this new perspective on LUCA and the two-domain tree with phylogenetics.

Ancient genes

Previous studies of LUCA looked for common, universal genes that are found in all genomes, based on the assumption that if all life has these genes, then these genes must have come from LUCA . This approach has identified about 30 genes that belonged to LUCA , but they’re not enough to tell us how or where it lived. Another tactic involves searching for genes that are present in at least one member of each of the two prokaryote domains, archaea and bacteria. This method has identified 11,000 common genes that could potentially have belonged to LUCA , but it seems far-fetched that they all did: with so many genes LUCA would have been able to do more than any modern cell can.

Bill Martin and his team realized that a phenomenon known as lateral gene transfer ( LGT ) was muddying the waters by being responsible for the presence of most of these 11,000 genes. LGT involves the transfer of genes between species and even across domains via a variety of processes such as the spreading of viruses or homologous recombination that can take place when a cell is placed under some kind of stress.

A growing bacteria or archaea can take in genes from the environment around them by ‘recombining’ new genes into their DNA strand. Often this newly-adopted DNA is closely related to the DNA already there, but sometimes the new DNA can originate from a more distant relation. Over the course of 4 billion years, genes can move around quite a bit, overwriting much of LUCA’s original genetic signal. Genes found in both archaea and bacteria could have been shared through LGT and hence would not necessarily have originated in LUCA .

Knowing this, Martin’s team searched for ‘ancient’ genes that have exceptionally long lineages but do not seem to have been shared around by LGT , on the assumption that these ancient genes should therefore come from LUCA . They laid out conditions for a gene to be considered as originating in LUCA . To make the cut, the ancient gene could not have been moved around by LGT and it had to be present in at least two groups of archaea and two groups of bacteria.

“While we were going through the data, we had goosebumps because it was all pointing in one very specific direction,” says Martin.

Once they had finished their analysis, Bill Martin’s team was left with just 355 genes from the original 11,000, and they argue that these 355 definitely belonged to LUCA and can tell us something about how LUCA lived.

Such a small number of genes, of course, would not support life as we know it, and critics immediately latched onto this apparent gene shortage, pointing out that essential components capable of nucleotide and amino acid biosynthesis, for example, were missing. “We didn’t even have a complete ribosome,” admits Martin.

However, their methodology required that they omit all genes that have undergone LTG , so had a ribosomal protein undergone LGT , it wouldn’t be included in the list of LUCA’s genes. They also speculated that LUCA could have gotten by using molecules in the environment to fill the functions of lacking genes, for example molecules that can synthesize amino acids. After all, says Martin, biochemistry at this early stage in life’s evolution was still primitive and all the theories about the origin of life and the first cells incorporate chemical synthesis from their environment.

What those 355 genes do tell us is that LUCA lived in hydrothermal vents. The Düsseldorf team’s analysis indicates that LUCA used molecular hydrogen as an energy source. Serpentinization within hydrothermal vents can produce copious amounts of molecular hydrogen. Plus, LUCA contained a gene for making an enzyme called ‘reverse gyrase’, which is found today in extremophiles existing in high-temperature environments including hydrothermal vents.

Two-domain tree

Martin Embley, who specializes in the study eukaryotic evolution, says the realization of the two-domain tree over the past decade, including William Martin’s work to advance the theory, has been a “breakthrough” and has far-reaching implications on how we view the evolution of early life. “The two-domain tree of life, where the basal split is between the archaea and the bacteria, is now the best supported hypothesis,” he says.

It is widely accepted that the first archaea and bacteria were likely clostridia (anaerobes intolerant of oxygen) and methanogens, because today’s modern versions share many of the same properties as LUCA . These properties include a similar core physiology and a dependence on hydrogen, carbon dioxide, nitrogen and transition metals (the metals provide catalysis by hybridizing their unfilled electron shells with carbon and nitrogen). Yet, a major question remains: What were the first eukaryotes like and where do they fit into the tree of life?

Phylogenetics suggests that eukaryotes evolved through the process of endosymbiosis, wherein an archaeal host merged with a symbiont, in this case a bacteria belonging to the alphaproteobacteria group. In the particular symbiosis that spawned the development of eukarya, the bacteria somehow came to thrive within their archaeal host rather than be destroyed. Hence, bacteria came to not only exist within archaea but empowered their hosts to grow bigger and contain increasingly large amounts of DNA . After aeons of evolution, the symbiont bacteria evolved into what we know today as mitochondria, which are little battery-like organelles that provide energy for the vastly more complex eukaryotic cells. Consequently, eukaryotes are not one of the main branches of the tree-of-life, but merely a large offshoot.

A paper that appeared recently in Nature, written by a team led by Thijs Ettema at Uppsala University in Sweden, has shed more light on the evolution of eukaryotes. In hydrothermal vents located in the North Atlantic Ocean — centered between Greenland, Iceland and Norway, known collectively as Loki’s Castle— they found a new phylum of archaea that they fittingly named the ‘Asgard’ super-phylum after the realm of the Norse gods. The individual microbial species within the super-phylum were then named after Norse gods: Lokiarchaeota, Thorarchaeota, Odinarchaeota and Heimdallarchaeota. This super-phylum represents the closest living relatives to eukaryotes, and Ettema’s hypothesis is that eukaryotes evolved from one of these archaea, or a currently undiscovered sibling to them, around 2 billion years ago.

Closing in on LUCA

If it’s possible to date the advent of eukaryotes, and even pinpoint the species of archaea and bacteria they evolved from, can phylogenetics also date LUCA’s beginning and its split into the two domains?

It must be noted that LUCA is not the origin of life. The earliest evidence of life dates to 3.7 billion years ago in the form of stromatolites, which are layers of sediment laid down by microbes. Presumably, life may have existed even before that. Yet, LUCA ’s arrival and its evolution into archaea and bacteria could have occurred at any point between 2 to 4 billion years ago.

Phylogenetics help narrow this down, but Martin Embley isn’t sure our analytical tools are yet capable of such a feat. “The problem with phylogenetics is that the tools commonly used to do phylogenetic analysis are not really sophisticated enough to deal with the complexities of molecular evolution over such vast spans of evolutionary time,” he says. Embley believes this is why the three-domain tree hypothesis lasted so long – we just didn’t have the tools required to disprove it. However, the realization of the two-domain tree suggests that better techniques are now being developed to handle these challenges.

These techniques include examining the ways biochemistry, as performed in origin-of-life experiments in the lab, can coincide with the realities of what actually happens in biology. This is a concern for Nick Lane, an evolutionary biochemist at University College of London, UK. “What I think has been missing from the equation is a biological point of view,” he says. “It seems trivially easy to make organic [compounds] but much more difficult to get them to spontaneously self-organize, so there are questions of structure that have largely been missing from the chemist’s perspective.”

For example, Lane highlights how lab experiments routinely construct the building blocks of life from chemicals like cyanide, or how ultraviolet light is utilized as an ad hoc energy source, yet no known life uses these things. Although Lane sees this as a disconnect between lab biochemistry and the realities of biology, he points out that William (Bill) Martin’s work is helping to fill the void by corresponding to real-world biology and conditions found in real-life hydrothermal vents. “That’s why Bill’s reconstruction of LUCA is so exciting, because it produces this beautiful, independent link-up with real world biology,” Lane says.

The biochemistry results in part from the geology and the materials that are available within it to build life, says Martin Embley. He sees phylogenetics as the correct tool to find the answer, citing the Wood–Ljungdahl carbon-fixing pathway as evidence for this.

Carbon-fixing involves taking non-organic carbon and turning it into organic carbon compounds that can be used by life. There are six known carbon-fixing pathways and work conducted over many decades by microbiologist Georg Fuchs at the University of Freiburg has shown that the Wood–Ljungdahl pathway is the most ancient of all the pathways and, therefore, the one most likely to have been used by LUCA . Indeed, this is corroborated by the findings of Bill Martin’s team.

In simple terms the Wood–Ljundahl pathway, which is adopted by bacteria and archaea, starts with hydrogen and carbon dioxide and sees the latter reduced to carbon monoxide and formic acid that can be used by life. “The Wood–Ljungdahl pathway points to an alkaline hydrothermal environment, which provides all the things necessary for it — structure, natural proton gradients, hydrogen and carbon dioxide,” says Martin. “It’s marrying up a geological context with a biological scenario, and it has only been recently that phylogenetics has been able to support this.”

Astrobiological implications

Understanding the origin of life and the identity of LUCA is vital not only to explaining the presence of life on Earth, but possibly that on other worlds, too. Hydrothermal vents that were home to LUCA turn out to be remarkably common within our solar system. All that’s needed is rock, water and geochemical heat. “I think that if we find life elsewhere it’s going to look, at least chemically, very much like modern life,” says Martin.

Moons with cores of rock surrounded by vast global oceans of water, topped by a thick crust of water-ice, populate the Outer Solar System. Jupiter’s moon Europa and Saturn’s moon Enceladus are perhaps the most famous, but there is evidence that hints at subterranean oceans on Saturn’s moons Titan and Rhea, as well as the dwarf planet Pluto and many other Solar System bodies. It’s not difficult to imagine hydrothermal vents on the floors of some of these underground seas, with energy coming from gravitational tidal interactions with their parent planets. The fact that the Sun does not penetrate through the ice ceiling does not matter — the kind of LUCA that Martin describes had no need for sunlight either.

“Among the astrobiological implications of our LUCA paper is the fact that you do not need light,” says Martin. “It’s chemical energy that ran the origin of life, chemical energy that ran the first cells and chemical energy that is present today on bodies like Enceladus.”

As such, the discoveries that are developing our picture of the origin of life and the existence of LUCA raise hopes that life could just as easily exist in a virtually identical environment on a distant locale such as Europa or Enceladus. Now that we know how LUCA lived, we know the signs of life to look out for during future missions to these icy moons.

اشترك للحصول على آخر الأخبار والأحداث والفرص من برنامج NASA Astrobiology Program.


Quantum speciation

In some modes of speciation the first stage is achieved in a short period of time. These modes are known by a variety of names, such as الكم, rapid، و saltational speciation, all suggesting the shortening of time involved. They are also known as متواطن speciation, alluding to the fact that quantum speciation often leads to speciation between populations that exist in the same territory or habitat. An important form of quantum speciation, polyploidy, is discussed separately below.

Quantum speciation without polyploidy has been seen in the annual plant genus Clarkia. Two closely related species, Clarkia biloba و C. lingulata, are both native to California. C. lingulata is known only from two sites in the central Sierra Nevada at the southern periphery of the distribution of C. biloba, from which it evolved starting with translocations and other chromosomal mutations (see above Chromosomal mutations). Such chromosomal rearrangements arise suddenly but reduce the fertility of heterozygous individuals. Clarkia species are capable of self-fertilization, which facilitates the propagation of the chromosomal mutants in different sets of individuals even within a single locality. This makes hybridization possible with nonmutant individuals and allows the second stage of speciation to go ahead.

Chromosomal mutations are often the starting point of quantum speciation in animals, particularly in groups such as moles and other rodents that live underground or have little mobility. Mole rats of the species group Spalax ehrenbergi in Israel and gophers of the species group Thomomys talpoides in the northern Rocky Mountains are well-studied examples.

The speciation process may also be initiated by changes in just one or a few gene loci when these alterations result in a change of ecological niche or, in the case of parasites, a change of host. Many parasites use their host as a place for courtship and mating, so organisms with two different host preferences may become reproductively isolated. If the hybrids show poor fitness because they are not effective parasites in either of the two hosts, natural selection will favour the development of additional RIMs. This type of speciation seems to be common among parasitic insects, a large group comprising tens of thousands of species.


Here's What It Would Be Like If Dinosaurs Were Around Today

BERLIN, GERMANY - DECEMBER 17: Visitors look at the original skull, which, due to its weight, had to . [+] be exhibited separately from the skeleton, of Tristan the Tyrannosaurus Rex on the first day Tristan was exhibited to the public at the Museum fuer Naturkunde (Natural History Museum) on December 17, 2015 in Berlin, Germany. (Sean Gallup/Getty Images)

What would happen if dinosaurs roamed the earth today? originally appeared on Quora - شبكة مشاركة المعرفة حيث يجيب الأشخاص ذوو الرؤى الفريدة على الأسئلة المقنعة.

Answer by Ben Waggoner, Ph.D in Integrative Biology, paleontologist, and evolutionary biologist, on Quora:

Massive devastation of trendy Manhattan wine bars.

Okay, first of all, one subgroup of dinosaurs is still roaming the Earth today: the birds. So dinosaurs poop on your car, visit your feeders, and feed you well on Thanksgiving. But I assume you meant what would happen if the extinct, non-bird dinosaurs could somehow roam the Earth today.

That raises the point that different dinosaur species lived at different times and places. الديناصور never feasted on ستيجوسورس, for example, because Steggy lived something like 100 million years before Rexy ever existed. الديناصور never got to taste الزرافة because they not only lived 80 million years apart, they lived on separate continents. (This is one of my beefs with حديقة جراسيك Dilophosaurus, the critter that spit poison in Wayne Knight's face, lived about 120 million years and 6000 miles away from فيلوسيرابتور, the critters that ate Bob Peck.) So if الكل the extinct dinosaurs suddenly started roaming the Earth together at the same time . well, you'd have utter ecological chaos, as the Velociraptors discovered that their tactics for hunting بروتوسيراتوبس were ineffective against unfamiliar أنكيلوسورس، و ترايسيراتوبس found out that it had no idea how to dodge الووصورس. You might as well turn some polar bears, bison, tree sloths, and kangaroos loose on the Serengeti plain.

But let's keep it simple. Suppose we could magically transport a decent sample of the dinosaurs from one place and time into the present day. Let's pick up a herd of duckbills—say, ادمونتوصور أو Maiasura—and a herd of ترايسيراتوبس, a few smallish predators like Dakotaraptor, and a couple of الديناصور. All of these lived in the same general area (western North America) in the same general time frame (late Cretaceous). So we plop all of these down in North America today, and .

There were flowering plants in the Late Cretaceous, but they didn't yet dominate the landscape. The typical landscape in Cretaceous North America seems to have been "fern savannas"—somewhat like prairies, but dominated by small ferns, not grasses—broken up by tracts of forests dominated by conifers, ginkgos, ferns, and cycads. There were flowering plants, including decent-sized trees, but again, nothing like the diversity we have now.

And here's the problem: Modern flowering plants have had

100 million years to evolve anti-herbivore defenses, and just to evolve complex chemistry in general. We don't know enough about dinosaur biochemistry to know exactly what they would find poisonous. Suffice it to say that as soon as the herbivores started eating the local plants, they would be exposed to a whole range of chemicals that they had no adaptations to handle. They might not even have the sensory receptors to taste them.

The actual effects are anyone's guess. The simplest case would be that the herbivores would get sick and die, like modern sheep or cows in the West that eat death camas or lupine. Some might end up tripping out, like humans eating ergot-infected rye or jimsonweed, or livestock eating Oxytropis أو Astragalus "locoweeds". Survivors might fail to lay viable eggs, or lay eggs that would hatch into deformed offspring—like sheep and goats eating false hellebore and giving birth to lambs and kids with cyclopia.

The carnivorous dinosaurs might have easy pickings for a while, as they feasted on dead or incapacitated herbivorous dinosaurs. This wouldn't last long, though. Sooner or later, الديناصور ريكس has to find living prey, or possibly fresh carrion, depending on whether it was a predator or scavenger (that's another story). There were mammals alive at the same time and place as تي ريكس, but none very big—and for all we know, modern mammal flesh might be unpalatable. But recall that birds belong within the dinosaurian clade. تي ريكس may run out of ترايسيراتوبس to eat, but if it can find large, relatively slow birds to munch, it might survive for a while, assuming that it can run fast enough to catch them (a controversial question). أ تي ريكس that was lucky enough to find a turkey farm would probably eat the birds like so much popcorn. The few ostrich ranches in the America West could find their business nipped in the bud, if by "nipped" you mean "messily dismembered."

The herbivores would be equally hard to manage. Imagine: a herd of ترايسيراتوبس eats a patch of Datura stramonium and promptly levels downtown Bismarck, North Dakota, hallucinating like a Grateful Dead show gone horribly wrong. Twitching, retching, slobbering duckbills collapse across I-94, blocking traffic into Fargo for hours, after getting into a patch of ابوسينوم كانابينوم (hemp dogbane). A photo of a poor baby ادمونتوصور whose mamma tried hellebore, with a single eye and adorably deformed face, threatens to displace the "I Can Has Cheezburger?" cat as the most viral meme on the Internet .

And a herd of ماياساورا, starving and desperate, wanders into Manhattan and discovers a wine bar decorated with lush ferns and rare tropical cycads. Minutes later, the wine bar is flattened, its greenery devoured. Newly invigorated by their first decent meal in weeks, the ماياساورا rampage from one fern bar to the next. Hundreds of Wall Street middle-management flunkies who were hoping to score that night are severely inconvenienced.

This question originally appeared on Quora - the knowledge sharing network where compelling questions are answered by people with unique insights. You can follow Quora on Twitter , Facebook , and Google+ . More questions:


So you think you saw a seagull? Think again because they don't exist

CLOSE

Hikers to Indian Head in the Adirondacks come with packs, water, good boots and a new must-have item: advance reservations. (May 28) AP Domestic

I received an email recently that really caught my attention.

It came from a young lady who lives in a small town in Kansas. And she wanted to know how a wild turkey could lay a clutch of 15 or 20 eggs over the course of as many days and yet hatch them all in one day?

And that simple question brought back fond memories of my time spent learning about wildlife biology, a subject that has always fascinated me.

With the majority of birds, the time between ovulation (when the soft parts of the egg form inside the female bird) and actually laying the egg takes around one day, give or take a few hours. That means most birds, from chickens and turkeys (both wild and domestic) to sparrows and goldfinches, follow this rule.

But how many eggs any bird will lay “in total” depends solely on the species in question.

Geese and seagulls have a hard time finding food along the Oak Creek Parkway near Grant Park in South Milwaukee, Tuesday, April 17, 2018. Birds are having a tough time finding food, especially migrating birds like robins, purple martins and other birds who can't find food with so much snow on the ground. (Photo: Rick Wood/Milwaukee Journal Sentinel)

And, there are wide variations in the overall number of eggs any species will lay. Emperor penguins will lay only one egg, and keep it warm between their feet. Robins almost always lay four eggs, while Eastern phoebes may lay from three to six eggs (which can really crowd their tiny nests).

Bald eagles may lay two or three eggs, but often only one “eyass” will survive (more on that later). And great horned owls almost always lay two eggs, with both babies surviving most of the time.

Most wild ducks and geese, on the other hand, might lay 6 to 18 eggs during each breeding season.

But the young lady’s question really deals with “incubation.” And that time period varies with virtually every individual species, and sometimes within a species.

With wild turkeys, the female (hen) somehow knows when to begin laying eggs, as well as when no more eggs will be laid by her. At one egg per day, that usually means from 8 to 18 eggs. And once she is done with the laying, she still does not have to begin incubation immediately.

As long as the air temperature does not drop below 34 degrees (with most birds), the hen can delay beginning to incubate the eggs for several days or even a week or more. When she does begin, she instinctively knows to stay with the nest during the night and longer if the days are cool. She will leave the nest for short periods to feed, and she may do this several times each day.

And here is the good news. Once the eggs begin to hatch, most if not all of the chicks will be free of their shells within two or three hours.

And generally, they will remain under the hen for that night. But they are precocious little tykes, and they are able to follow the hen wherever she leads.

Baby animals in the wild: If you care, leave them there

What every hiker needs to know: It's no walk in the park

Bald eagles were mentioned earlier. And while most broods consist of two or three young eaglets, it is a sad fact that the largest eaglet will often force its sibling(s) out of the nest. Most biologists believe this is to get more of the food the parents bring.

In nests where the parents bring lots of food, the two or three youngsters often survive together to fledge (take wing), generally within one or two days of each other.

And while I am on the topic of baby birds, often one will leave the nest too early. It is helpless, and if a human happens along and sees it, quite often their initial instinct is to pick it up and render aid if they can.

The best course of action if this happens is to leave it alone. The parents probably know where it is and will keep on feeding it until it can fledge. If the nest is nearby you can carefully pick it up and put it back there.

Do not worry about leaving human scent on any baby bird that appears to have fallen from its nest. It may not be a commonly known fact, but virtually all birds have either a reduced olfactory sense (sense of smell) or none at all. They use their other senses, but really have no need for a sense of smell.

With respect to mammals, this is not the case.

It is actually very dangerous to even touch any mammal babies. Even if the mother was laying dead in the road, did she have some disease before she was killed that was transmitted to her young? You can never answer that question, so why take a chance that your entire family might suffer from? Instead, contact the DEC, tell them what you have seen, and let the experts handle that problem.

While on the subject of birds and their strange behaviors or habits, here are some more things you may not have known.

For instance, did you know that flamingos are not really pink? They are actually born gray, their natural color. It is their diet that causes them to “change” their color to pink. Their primary food sources are brine shrimp and blue-green algae, and it is those two foods that contains a natural pink dye and it turns their feathers pink.

Zoo keepers learned this fact the hard way. Back in the late 1800s and all the way to around 1920 or so, they had no clue as to why those birds could not maintain the “pink” (wild flamingos) color.

Then some scientist discovered that canthaxanthin, the natural pink dye in their diets in the wild, was missing in captive birds. By adding that substance to their food, they gradually brought the pink color back to captive flocks.

Just about everyone knows that a hummingbird is the only bird species that can fly backward. It is essentially a living helicopter in that respect.

But did you know that a hummingbird’s eggs are around the size of a garden pea? And they can lay three to five eggs, but the overwhelming number of eggs laid is four, with only one nesting per year for most species.

Swifts are another incredible bird species. They are among the most adroit fliers in the entire bird world, being surpassed (possibly) only by several albatross species. They spend almost all of their lives on the wing, only taking 40 to 50 days off (partly) to build their nest and raise their young until they fledge.

They don’t even take the time to teach their young how to catch insects on the wing. The young observe the adults and emulate their hunting techniques.

These are truly amazing critters. They eat, drink and even mate while flying, stopping only to feed the youngsters once they hatch. Many experts agree that swifts probably fly in excess of 400 miles every day!

Over the eons of their existence they have learned to use their saliva and bits of mud to build their nest on almost any flat, sheltered surface, but their preference is inside buildings such as open barns.

There are four species of swifts that nest in North America. They are the black, Vaux’s, white-throated and chimney swifts. The first three nest across the western states, and the chimney swifts nest all across the east.

By the way, the black swift migrates to Brazil where it spends the winters, an estimated distance of over 4,000 miles! Each way! رائع!

Did you know that penguins can fly? They may not be able to go airborne, but they can fly under water where they also hunt for small fish such as sardines and some crustaceans. And their most dangerous enemies are leopard seals and Orcas (killer whales).

And here is one more fact that is interesting (and it has won me more than a few “ginger ales.”) There is no such thing as a “seagull.” There are ring-billed gulls, greater black-back gulls, kemp gulls, and many other species of gulls, but no seagulls.

In fact, there are around 48 different (recognized) species of gulls around the world, but not even one species is called a seagull. Just thought you would like to know.