Evolusjonære klokker

Klokker. Herbert kunstmuseum og galleri, Coventry

Evolusjonære klokker er genetiske sekvenser i gener som kan hjelpe til med å bestemme når arter i fortiden divergerte fra en felles stamfar. Det er visse mønstre av nukleotidsekvenser som er vanlige blant beslektede arter som ser ut til å endre seg med et regelmessig tidsintervall. Å vite når disse sekvensene endret seg i forhold til Geologisk tidsskala kan bidra til å bestemme alderen på artens opprinnelse og når arten fant sted.

Historien om evolusjonære klokker

Evolusjonsklokker ble oppdaget i 1962 av Linus Pauling og Emile Zuckerkandl. Mens du studerer aminosyresekvensen i hemoglobin av forskjellige arter. De la merke til at det så ut til å være en endring i hemoglobinsekvensen med jevne tidsintervaller gjennom fossilregistreringen. Dette førte til påstanden om at den evolusjonære endringen av proteiner var konstant gjennom geologisk tid.

Ved å bruke denne kunnskapen kan forskere forutsi når to arter divergerte på livets fylogenetiske tre. Antall forskjeller i nukleotidsekvensen til hemoglobinproteinet betyr en viss tid som har gått siden de to artene delte seg fra den felles stamfaren. Å identifisere disse forskjellene og beregne tiden kan bidra til å plassere organismer på riktig sted på det fylogenetiske treet med hensyn til nært beslektede arter og den felles stamfaren.

Det er også grenser for hvor mye informasjon en evolusjonsklokke kan gi om en hvilken som helst art. Mesteparten av tiden kan den ikke gi en eksakt alder eller tidspunkt da den ble delt av det fylogenetiske treet. Den kan bare tilnærme tiden i forhold til andre arter på samme tre. Ofte er den evolusjonære klokken stilt i henhold til konkrete bevis fra fossilregistrene. Radiometrisk datering av fossiler kan deretter sammenlignes med den evolusjonære klokken for å få et godt estimat av alderen på divergensen.

En studie i 1999 av FJ Ayala kom opp med fem faktorer som kombineres for å begrense funksjonen til den evolusjonære klokken. Disse faktorene er som følger:

• Endring av tiden mellom generasjoner
• Befolkningsstørrelse
• Forskjeller kun for en bestemt art
• Endring i funksjonen til proteinet
• Endringer i mekanismen til naturlig utvalg

Selv om disse faktorene er begrensende i de fleste tilfeller, er det måter å ta hensyn til dem statistisk når man beregner tider. Hvis disse faktorene spiller inn, er den evolusjonære klokken imidlertid ikke konstant som i andre tilfeller, men den varierer i sine tider.

Å studere den evolusjonære klokken kan gi forskere en bedre ide om når og hvorfor artsdannelse skjedde for enkelte deler av livets fylogenetiske tre. Disse avvikene kan være i stand til å gi ledetråder om når store hendelser i historien skjedde, for eksempel masseutryddelser.