Livets træ: Evolutionært træ og fælles afstamning forklaret

Lamarck

Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) fremstillede det første forgrenede træ af dyr i sin Philosophie Zoologique (1809). Det var et omvendt træ, der begyndte med orme og sluttede med pattedyr. Lamarck troede dog ikke på, at alt liv havde en fælles afstamning. I stedet mente han, at livet består af separate parallelle linjer, der går fra enkel til kompleks.

Hitchcock

Den amerikanske geolog Edward Hitchcock (1763-1864) offentliggjorde i 1840 det første livstræ baseret på palæontologi i sin Elementary Geology. På den lodrette akse er de palæontologiske perioder angivet. Hitchcock lavede et separat træ for planter (til venstre) og dyr (til højre). Plante- og dyretræerne er ikke forbundet i bunden af diagrammet. Desuden starter hvert træ med flere oprindelser. Der var dog ikke tale om evolutionære træer, fordi Hitchcock mente, at en guddom var den forandrende faktor.

Vestiges

Den første udgave af Robert Chambers' Vestiges of the Natural History of Creation blev udgivet anonymt i 1844. Den indeholdt et trælignende diagram i kapitlet "Hypothesis of the development of the vegetable and animal kingdoms" (hypotese om udviklingen af plante- og dyreriget). Det viser en model for den embryologiske udvikling, hvor fisk (F), krybdyr (R) og fugle (B) repræsenterer grene fra en sti, der fører til pattedyr (M).

I teksten anvendes denne idé om forgrenede træer forsøgsvis på livets historie på jorden: "der kan være forgreninger".^p191

Charles Darwin (1809-1882) var den første til at udarbejde et evolutionært livstræ. Han var meget forsigtig med hensyn til muligheden for at rekonstruere livets historie. I kapitel IV i On the Origin of Species (1859) præsenterede han et abstrakt diagram af et teoretisk livstræ for arter af en unavngiven stor slægt (se figur).

Med Darwins egne ord: "Således vil de små forskelle, der adskiller sorter af samme art, have en konstant tendens til at vokse, indtil de kommer til at udligne de større forskelle mellem arter af samme slægt eller endda af forskellige slægter."

Dette er et forgrenet mønster uden artsnavne, i modsætning til det mere lineære træ, som Ernst Haeckel lavede år senere.

I sit resumé til afsnittet, som blev revideret i den 6. udgave fra 1872, forklarer Darwin sine synspunkter om livstræet:

Slægtskabet mellem alle væsener af samme klasse er undertiden blevet repræsenteret af et stort træ. Jeg tror, at denne sammenligning i høj grad taler sandheden. De grønne og spirende grene kan repræsentere eksisterende arter, og de grene, der er produceret i tidligere år, kan repræsentere den lange række af uddøde arter...
 De lemmer, der er opdelt i store grene, og disse i mindre og mindre grene, var selv engang, da træet var ungt, knoppende kviste; og denne forbindelse mellem de tidligere og nuværende knopper ved hjælp af forgrenede grene kan meget vel repræsentere klassificeringen af alle uddøde og levende arter i grupper, der er underordnet grupper.
 Af de mange kviste, der blomstrede, da træet kun var en busk, er der kun to eller tre, der nu er vokset til store grene, men som stadig overlever og bærer de andre grene; således er det også med de arter, der levede i lang tilbageværende geologiske perioder, meget få, der har efterladt levende og modificerede efterkommere. Fra Træets første Vækst er mange Lemmer og Grene forfaldet og faldet af, og disse nedfaldne Grene af forskellige Størrelser kan repræsentere hele Ordener, Familier og Slægter, som nu ikke har nogen levende Repræsentanter, og som kun er kendt for os i fossil Tilstand.
Ligesom vi her og der ser en tynd, efterhængende gren, der springer ud fra en gaffel langt nede i et træ, og som ved et eller andet tilfælde er blevet begunstiget og stadig er i live på toppen, således ser vi af og til et dyr som Ornithorhynchus (næbdyret) eller Lepidosiren (den sydamerikanske lungefisk), der i en vis grad forbinder to store livsgrene ved sit slægtskab, og som tilsyneladende er blevet reddet fra den fatale konkurrence ved at have beboet en beskyttet station.
 Ligesom knopper ved vækst giver anledning til nye knopper, og disse, hvis de er kraftige, forgrener sig og overdækker til alle sider mange svagere grene, således har det efter generation, tror jeg, været med det store livstræ, som med sine døde og knækkede grene fylder jordens skorpe og dækker overfladen med sine evigt forgrenede og smukke forgreninger.

- Darwin, 1872.

Modellen med et træ anses stadig for at være gyldig for eukaryote livsformer. Forskning i de tidligste grene af eukaryote træet tyder på et træ med enten fire supergrupper eller to supergrupper. Der synes endnu ikke at være enighed; i en oversigtsartikel konkluderer Roger og Simpson, at "med den nuværende hastighed af ændringer i vores forståelse af eukaryoternes livstræ bør vi gå forsigtigt frem".

Biologer anerkender nu, at prokaryoter, bakterier og arkæer har evnen til at overføre genetisk information mellem ikke-relaterede organismer gennem horisontal genoverførsel (HGT). Rekombination, gentab, gentab, duplikation og genoprettelse er nogle af de processer, hvorved gener kan overføres inden for og mellem bakterie- og arkæearter, hvilket medfører variation, som ikke skyldes vertikal overførsel. Der er nye beviser for, at HGT forekommer inden for prokaryoter på enkelt- og flercelligt niveau, og der er nu ved at opstå den opfattelse, at livstræet giver et ufuldstændigt billede af livets udvikling. Det var et nyttigt redskab til at forstå de grundlæggende evolutionsprocesser, men det kan ikke forklare hele kompleksiteten af situationen.

• Siden om flertydighed i livets træ (Tree of Life)