Denna bild är baserad på närvaron och frånvaron av anatomiska egenskaper, som fogade ben och sammansatta ögon, neuroner och beniga skalle. Med tanke på alla dessa funktioner, djur som liknar grupper tillsammans, långt ifrån djur som är olika. Det mesta av detta "designutrymme" är tomt, delvis på grund av utrotning av gamla forfäder som inte är representerade, delvis för att djur bara har funnits i en halv miljard år och det inte är tillräckligt med tid för att utforska alla möjliga mönster, men det mesta av designutrymmet är ledigt eftersom dessa mönster är omöjliga. Kredit:University of Bristol
En ny studie av ett internationellt team av forskare, ledd av forskare från University of Bristol, har avslöjat ursprung och utveckling av djurkroppsplaner.
Djur utvecklades från encelliga förfäder, diversifiera sig till trettio eller fyrtio distinkta anatomiska mönster. När och hur dessa mönster framkom har varit i fokus för debatt, både om hastigheten på evolutionär förändring, och de mekanismer genom vilka fundamental evolutionär förändring sker.
Gick djurkroppsplaner fram under epoker av gradvis evolutionär förändring, som Darwin föreslog, eller kom dessa mönster fram i ett explosivt diversifieringsavsnitt under den kambriska perioden, för ungefär en halv miljard år sedan?
Forskargruppen tacklade denna fråga genom att uttömmande sammanställa närvaro och frånvaro av tusentals funktioner från alla levande djurgrupper.
Professor Philip Donoghue, från University of Bristol's School of Earth Sciences, sade:"Detta gjorde att vi kunde skapa ett" formutrymme "för djurkroppsplaner, kvantifiera deras likheter och skillnader.
"Våra resultat visar att grundläggande evolutionära förändringar inte begränsades till ett tidigt utbrott av evolutionära experiment. Djurdesigner har fortsatt att utvecklas fram till idag - inte gradvis som Darwin förutspådde - utan i passningar och starter, episodiskt genom deras evolutionära historia. "
En fossil trilobit från Cambrian Sirius Passet fossil Lagerstätte i Nordgrönland. Trilobiter är en av de tidigaste grupperna av djur som förekommer i fossilregistret. Upphovsman:Jakob Vinther, University of Bristol.
Medförfattare Bradley Deline, från University of West Georgia, tillade:"Våra resultat är viktiga genom att de belyser de mönster och vägar i vilka djurkroppsplaner utvecklats.
"Dessutom, stora expansioner i djurform efter Kambrium i linje med andra stora ekologiska övergångar, som utforskning av mark.
"Många av de djur vi känner till idag är objektivt bisarra jämfört med de kambriumska konstiga underverken. Uppriktigt sagt, fjärilar och fåglar är främmande än något som simmar i det gamla havet. "
Medförfattare James Clark från Bristol School of Earth Sciences och Dr Mark Puttick från University of Baths biologiska institution, arbetat med att försöka passa in fossila arter i studien.
Dr Puttick sa:"Ett av problemen vi hade är att vår studie mestadels bygger på levande arter och vi behövde inkludera fossiler. Vi löste problemet genom en kombination av att analysera fossilerna och använda datormodeller för evolution."
Fossil Halkieria evangelista från fossilen Lagerstätte från Cambrian Sirius Passet i Nordgrönland. Halkieriids affinitet har diskuterats mycket, visar likheter med blötdjur, brachiopoder och annelider. Det har tolkats för att representera en distinkt kambriumsk djurkroppsplan men det tolkas mer konventionellt som ett primitivt blötdjur. Upphovsman:Jakob Vinther, University of Bristol.
James Clark tillade:"Fossilerna plottar mellan deras levande släktingar i formutrymme. Detta innebär att levande gruppers särart är en följd av utrotningen av deras evolutionära mellanprodukter. Därför, djur verkar annorlunda på grund av sin historia snarare än oförbehållna hopp i anatomi. "
Medförfattare Jenny Greenwood, även från University of Bristols School of Earth Sciences, ville gräva djupare. Hon ville ta reda på vilka av de många föreslagna genetiska mekanismerna som driver utvecklingen av djurkroppsplaner.
Jenny Greenwood sa:"Vi gjorde detta genom att samla in data om de olika genomerna, proteiner, och reglerande gener, som levande djurgrupper besitter. Skillnaderna i anatomiska konstruktioner korrelerar med reglerande genuppsättningar, men inte typen eller mångfalden av proteiner. Detta indikerar att det är utvecklingen av genetisk reglering av embryologi som utlöste utvecklingen av djurens biologiska mångfald. "
Medförfattare Kevin Peterson från Dartmouth College, tillade:"Vår studie bekräftar uppfattningen att fortsatt genreglerande konstruktion var en nyckel till djurens utveckling."
