När det först blev möjligt att börja få fram data från olika arters DNA var förväntningarna stora. Många grupper av organismer var svårstuderade med bara utseende som grund, och med mer data från mer fundamentala genetiska skillnader skulle man kunna få en bättre upplösning på sina historiska släktträd (fylogenier). De första studierna använde oftast bara en gen från organismernas mitokondrier, men allt eftersom tiden gått har mer och mer data ackumulerats.
I en studie publicerad i tidskriften Nature i slutet av 2021 har en grupp forskare tagit ett rejält kliv framåt och analyserat däggdjurens släktträd. Och mängden data är verkligen enorm. För 72 arter kunde man få fram data från 15 268 gener, bara det en bedrift utöver det vanliga. När man sedan lade till arter med partiella data kom man upp till 4705 arter, vilket inte är speciellt långt ifrån det aktuella antalet nu levande arter som är runt 6300. Till detta användes över 90 fossila data för att kalibrera tidsuppskattningen för när de olika grupperna utvecklades. Detta är antagligen det största dataset som hanterats i detta sammanhang, och slutsatserna är därför så robusta de kan bli.
Det man fann var att de första däggdjuren uppstod för ungefär 251-165 miljoner år sedan, vilket är i linje med tidigare, men mindre, studier. De första Placenta-djuren, eller moderkaksdäggdjuren, som vi tillhör, uppstod för ungefär 78-83 miljoner år sedan, vilket är senare än tidigare studier som ligger runt 100 miljoner år. Tittar närmare på de olika grupperna av däggdjur finner man ett intressant mönster, nämligen att de flesta grupper verkar ha utvecklats för cirka 50-65 miljoner år sedan. Detta kan kopplas med den så kallade K-Pg-gränsen som markerar det massutdöende som skedde för 66 miljoner år sedan, där inga fyrfota djur över 25 kg överlevde. De teorier som kopplar dinosauriernas utdöende med däggdjurens kraftiga ökning har därför fått stort stöd av denna studie. Nu dog inte alla dinosaurier ut, vi har fortfarande fåglar bland oss tack och lov. Men den stora mängden arter försvann, och så småningom kunde däggdjuren ta deras ekologiska nischer.
Noterbart är också den stora skillnaden i artantal mellan grupperna, vissa grupper har endast ett fåtal arter, medan andra är synnerligen talrika som till exempel gnagare och fladdermöss som tillsammans utgör ca 2/3 av alla däggdjur. Den enda grupp som verkar ha funnits före den stora meteoriten som dödade dinosaurierna med flera är gruppen med igelkottar och näbbmöss och deras släktingar. Kanske även elefantdjuren, även om de inte var så stora på den tiden. Faktum är de afrikanska klippdassarna som ingår i denna grupp endast väger 1.5 – 4.5 kg, så den gruppen hyser en enorm spännvidd vad gäller storlek.
Grupp Ålder Antal arter
| Igelkottar, näbbmöss | 68-73 | 536 | |
| Elefantdjur | 66-78 | 80 | |
| Primater | 62-64 | 479 | |
| Trögdjur | 61-67 | 29 | |
| Gnagare | 60-62 | 2592 | |
| Fladdermöss | 57-62 | 1414 | |
| Partåiga (älg, flodhäst) | 55-58 | 270 | |
| Hästar | 55-57 | 17 | |
| Rovdjur | 50-54 | 279 | |
| Pungdjur | 49-59 | 334 | |
| Hardjur | 47-50 | 230 | |
| Myrkottar | 27-41 | 8 | |
| Totalt | 6268 | ||
Det stora antalet gnagare och fladdermöss stämmer väl med en så kallad adaptiv radiation, det vill säga en ny nisch öppnas och snabbt fylls med nya arter. Hos fladdermössen var förändringen av de främre armarna och händerna till vingar det stora steget. En studie av 1300 arter från alla 20 familjer av fladdermöss kalibrerat mot fossila data visar att så är fallet. De flesta familjer uppstod strax efter de första fladdermössen, mellan 43 till 56.6 miljoner sedan, med en median-tid på 52 miljoner år. Det finns ett mönster där de äldsta familjerna även har de flesta arterna. Det finns en mycket stor variation mellan de olika familjerna i hur många arter de har; 10 familjer har mindre än 10 arter medan en familj har 505 arter, och de två näst största har 220 och 197 arter vardera.
Om man simulerar en konstant artbildning och utdöende får man en variation mellan familjerna i hur många arter de har av ren slump. Att alla familjer har samma antal arter är faktiskt ganska osannolikt. Hos fladdermössen är dock variationen långt större än om det vore en konstant process. Det betyder att vissa grupper har haft en klart högre artbildningshastighet än andra av någon anledning. Totalt sett har artbildningshastigheten minskat med tiden. Detta är vad vi kan förvänta oss vid en adaptiv radiation, arter evolverar och fyller tomma nischer, och i takt med att nischerna fylls minskar antalet nya arter.
Gnagarna är en ännu större grupp och det finns skäl att tro att samma process har verkat här. Den största gruppen är sorkar, möss och råttor med ungefär 1700 arter. Många grupper har utvecklat tänderna så att fram och kindtänder arbetar var för sig, men hos denna grupp har även muskel-anpassningar vilket gör dom mycket bra på att tugga växtmaterial. Detta är vad man kan kalla nyckelanpassning, det vill säga en anpassning som är så lyckosam att det sker en ökad artbildning på grund av denna. Problemet är dock att även om det finns ett samband mellan anpassningen och artbildningstakten, kan vi inte veta om anpassningen har lett till artbildningen, eller om de råkar sammanfalla i tiden.
I en stor studie av denna mycket artrika grupp (Muroidae), där DNA-data för 904 arter användes, och med 28 fossila arter som tidskalibrering fann man dock att de flesta släkten och familjer är mycket unga, nästan alla yngre än 10 miljoner år, och många runt endast 2 miljoner år gamla. Rena gröngölingarna med andra ord. När man använde samma metoder som hos fladdermössen fann man dock att istället för en tidig snabb expansion har mössen och råttorna tagit tid på sig, och först under sen tid, för cirka 20 miljoner år sedan, kraftigt ökat i artantal. Varför detta skett så sent är höljt i dunkel. Fladdermössens evolutionära historia passar väl in i en adaptiv radiationsmodell. Det skulle kunna passa även på mössen och sorkarna, men då måste man förklara varför denna nisch inte uppstod förrän ganska nyligen i evolutionär tid, och först då skedde en massiv artbildning.
Studiet av dessa grupper visar många saker. För det första, att den enorma mängd DNA-data som nu kommer fram kan användas till att göra robusta fylogenier och för att förstå olika gruppers evolutionära historia. För det andra, det visar att vissa grupper evolutionärt sett mer benägna till artbildning, andra mindre så. Detta kan kopplas till en adaptiv radiation där tomma nischer snabbt fylls av nya arter för att avstanna när alla nischer är fyllda som hos fladdermössen. Men det gäller dock inte alla eftersom mössen och deras släktingar visserligen haft en mycket kraftig artbildning, men det tog bortåt 30-40 miljoner år innan denna artbildning tog fart på allvar.
Evolutionen är full av överraskningar, och drivs inte av några förutbestämda processer eller trender. Det bara händer, ibland på ena sättet, ibland på det andra. Därför tar det aldrig slut på nya saker att upptäcka och förstå. Visst är det kul att vara evolutionsbiolog!
Att läsa
Alvarez-Carratero + 8 författare till. 2021. A species-level timeline of mammal evolution integrating phylogenomic data. Nature 602: 263-267. OPEN ACCESS
Shi, JJ. & Rabosky DL. 2015. Speciation dynamics during the global radiation of extant bats. Evolution 69: 1528-1545.
Steppan SJ. & Schenk JJ. 2017. Muroid rodent phylogenies: 900-species tree reveals increasing diversification rates. PLoS One e0183070. OPEN ACCESS
Swanson MT, Oliveros CH & Esselstyn, JA. 2019. A phylogenomic rodent tree reveals the repeated evolution of masseter architectures. Proceedings of the Royal Society London B286:
Visningar: 186