Evolutionaire klokken

Evolutionaire klokken zijn genetische sequenties binnen genen die kunnen helpen bepalen wanneer in het verleden soorten zijn afgeweken van een gemeenschappelijke voorouder. Er zijn bepaalde patronen van nucleotidesequenties die veel voorkomen bij verwante soorten en die met een regelmatig tijdsinterval lijken te veranderen. Weten wanneer deze sequenties zijn veranderd ten opzichte van de geologische tijdschaal kan helpen de leeftijd van de oorsprong van de soort te bepalen en wanneer soortvorming heeft plaatsgevonden.

Geschiedenis van evolutionaire klokken

Evolutionaire klokken werden ontdekt in 1962 door Linus Pauling en Emile Zuckerkandl. Tijdens het bestuderen van de aminozuursequentie in hemoglobine van verschillende soorten. Ze merkten op dat er gedurende het hele fossielenbestand op regelmatige tijdstippen een verandering in de hemoglobinesequentie leek te zijn. Dit leidde tot de bewering dat de evolutionaire verandering van eiwitten constant was gedurende de geologische tijd.

Met behulp van deze kennis kunnen wetenschappers voorspellen wanneer twee soorten uiteenliepen op de fylogenetische levensboom. Het aantal verschillen in de nucleotidesequentie van het hemoglobine-eiwit betekent een bepaalde tijd die is verstreken sinds de twee soorten zich van de gemeenschappelijke voorouder hebben gescheiden. Het identificeren van deze verschillen en het berekenen van de tijd kan helpen organismen op de juiste plaats op de fylogenetische boom te plaatsen met betrekking tot nauw verwante soorten en de gemeenschappelijke voorouder.

Er zijn ook grenzen aan hoeveel informatie een evolutionaire klok over elke soort kan geven. Meestal kan het geen exacte leeftijd of tijd geven toen het werd afgesplitst van de fylogenetische boom. Het kan alleen de tijd ten opzichte van andere soorten op dezelfde boom benaderen. Vaak wordt de evolutionaire klok ingesteld volgens concreet bewijs uit het fossielenbestand. Radiometrische datering van fossielen kan vervolgens worden vergeleken met de evolutionaire klok om een ​​goede schatting te krijgen van de leeftijd van de divergentie.

Een studie in 1999 door FJ Ayala kwam met vijf factoren die samen het functioneren van de evolutionaire klok beperken. Die factoren zijn de volgende:

• De hoeveelheid tijd tussen generaties wijzigen
• Aantal inwoners
• Verschillen alleen specifiek voor een bepaalde soort
• Verandering in de functie van het eiwit
• Veranderingen in het mechanisme van natuurlijke selectie

Hoewel deze factoren in de meeste gevallen beperkend zijn, zijn er manieren om ze statistisch te verklaren bij het berekenen van tijden. Als deze factoren wel een rol spelen, is de evolutionaire klok niet constant zoals in andere gevallen, maar is variabel in zijn tijd.

Het bestuderen van de evolutionaire klok kan wetenschappers een beter idee geven van wanneer en waarom speciatie plaatsvond voor sommige delen van de fylogenetische levensboom. Deze verschillen kunnen mogelijk aanwijzingen geven over wanneer belangrijke gebeurtenissen in de geschiedenis plaatsvonden, zoals massale uitstervingen.