Jämförelser av Grodor, Människor och Schimpanser

Lorraine M. Cherry, Susan M. Case, Joseph G, Kunkel och Allan C. Wilson

(1979, Science 204: 434-435.)

Evolutionär biologi är i behov av en måttstock eller metrisk för att mäta morfologisk utveckling hos varelser som är så olika som grodor och däggdjur. Två typer av metriska har föreslagits för att mäta morfologiskt avstånd, en baserad på kvantaldrag och den andra på kvantitativa egenskaper. Quantal-drag är sådana vars tillstånd varierar och värderas som 0 eller 1 (närvaro eller frånvaro av en tunga). Kvantitativa egenskaper är de vars tillstånd varierar kontinuerligt (benets längd) och i detta fall mäts skillnaden mellan tillstånd kvantitativt.

Findley (1) rekommenderar att kvantaldrag används för att jämföra storleken på den morfologiska skillnaden mellan människor och schimpanser med den mellan grodor. Han väljer sex kvantaldrag så att staten i Xenopus skiljer sig från det i Rana, medan tillståndet hos människor är identiskt med det i schimpanser (1). Vi presenterar en räknelista med sex kvantal-drag, för vilka motsatt resultat erhålls. För dessa egenskaper skiljer sig schimpanser och människor, medan Xenopus och Rana är desamma. Tabell I registrerar resultaten för att jämföra ytterligare parpar med avseende på de 12 egenskaperna. Grodor som tillhör olika arter, släkter eller familjer är identiska för alla 12 egenskaper, vilket bekräftar hypotesen att fenotypiskt schimpanser skiljer sig mer från människor än en grodfamilj skiljer sig från en annan.

De flesta numeriska taxonomer menar dock att 12 kvantala drag är för få för ett adekvat test. Eftersom schimpanser och människor rapporteras skilja sig åtminstone med 312 kvantalegenskaper (2), hände det oss att bjuda Findley att försöka hitta ett liknande antal kvantaldrag som Xenopus och Rana kunde särskiljas. En övning som denna kan vara underhållande, men den kanske inte har vetenskapligt värde. Vi är inte övertygade om att det är giltigt att använda kvantaldrag för att uppskatta den totala graden av morfologisk skillnad mellan arter. Vår skepsis beror främst på att överväga problemet med hur man undviker partiskhet vid val av kvantdrag. Detta problem illustreras av de kontrasterande resultaten som erhållits i exemplet ovan. Beroende på vilken av de två uppsättningarna med sex drag som man väljer, verkar schimpansens mänskliga skillnad antingen liten eller evolution (6) stor relativt Xenopus Rana-skillnaden.

Vi anser att kvantitativa drag kan vara mer lämpliga än kvantatrekk för att få tillförlitliga uppskattningar av morfologiskt avstånd. Det är välkänt från studier av kvantitativ genetik att sådana linjära egenskaper vanligtvis uppvisar kontinuerlig variation i genetiska test. I vårt eget morfologiska arbete med hundratals arter (3, 4) varierar dessutom varje kvantitativ egenskap som undersökts i längd både inom och bland arter. Variabilitet inom en viss taxonomisk grupp är därför inte ett kriterium för att välja bland kvantitativa egenskaper.

Cherry et al. (1) har utvecklat en morfologisk avståndsmetrisk baserad på kvantitativa egenskaper från alla viktiga delar av kroppen. Metriken är monotoniskt relaterad till traditionella zoologiska uppskattningar av fenotypiskt avstånd mellan grodor (3). Findley (1) verkar ha förbisett betydelsen av denna empiriska demonstration av användbarheten av metriken baserat på kvantitativa egenskaper.

Oavsett vilken metod som föredras verkar det från den redan tillgängliga informationen att i förhållande till skillnader mellan grodfamiljer är den morfologiska skillnaden mellan människor och schimpanser stor. På proteinsekvensnivå är emellertid schimpansmänsklig skillnad mycket liten enligt grodstandarder. Som påpekats tidigare skiljer sig arter inom ett släkte av grodor vanligtvis mycket mer från varandra i sina proteinsekvenser än människor från schimpanser (3, 5). Således kan morfologisk utveckling och proteinsekvensutveckling fortsätta i kontrasterande hastigheter. Denna kontrast har viktiga konsekvenser för vår förståelse av mekanismen för

LORRAINE M. CHERRY
Institutionen för Biokemi, University of California,
Berkeley 94720 och
Biologiska Avdelningen, San Diego State University,
San Diego. Kalifornien 92182

SUSAN M, FALL
Museum för Jämförande Zoologi, Harvard University, Cambridge, Massachusetts 02138

JOSEPH G. KUNKEL
Institutionen för zoologi, University of Massachusetts, Amherst 01002

ALLAN C. WILSON
Institutionen för Biokemi,
University of California, Berkeley

Referenser och Anteckningar

  1. J. S. Findley, Science 204, 434 (1979).
  2. A. Keith, thesis, University of Aberdeen (1894); Nature (London) 85, 508 (1911).
  3. L. M. Cherry, S. M. Case, A. C. Wilson, Science 200, 209 (1978).
  4. L. M. Cherry, S. M. Case, J. G. Kunkel, J. S. Wyles, A. C. Wilson, in preparation.
  5. M.-C. King and A. C. Wilson, Science 188, 107 (1975).
  6. We thank R. L. Cann and V. M. Sarich for discussion.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *