Organismal Biology, Molecular Systematics, and Phylogenetic Reconstruction

Abstract

DNA sequence data enjoys the singular position of being the arbiter of phylogenetic relationships; yet the justifications for this endeavor—the notions of continual molecular change, and that the degree of overall similarity reflects recency of divergence from a common, constantly changing ancestral sequence—was based on studies of bacteria not multicellular organisms. This is important because ca. 98% of a bacterial genome codes for metabolically active proteins, while a similar proportion in the metazoan genome is dedicated to the regulation of development. Consequently, random mutation in the metazoan genome would likely lead to organismal failure, not survival, which suggests that sequence similarity in this region reflects primitive retention (= nonchange). Further, since metazoan mtDNA and the ca. 2% coding region are involved in metabolic processes, demonstration of taxic similarity in these nucleotide sequences is likely to reflect similar physiological adaptation, not evolutionary history.

Resume

Les données génétiques moléculaires bénéficient d’une singulière place d’arbitre des relations phylogénétiques ; et pourtant la justification de cette ambition—la notion de changement moléculaire continu, et celle selon laquelle le degré de similarité reflète l’ancienneté de la divergence d’une séquence ancestrale qui change continuellement—se fonde sur l’étude des bactéries, et non celle des organismes multicellulaires. Ce fait est important parce que 98% du génome bactérien code pour des protéines métaboliquement actives, alors que dans le génome des Métazoaires, une proportion similaire est dédiée à la régulation du développement. Ainsi, chez les Métazoaires, les mutations sont le plus souvent fatales, se qui suggère que les séquences similaires reflètent des rétentions primitives, et non des changements. De plus, puisque l’ADN mitochondrial et 2% de l’ADN nucléaire sont impliqués dans le métabolisme, les séquences de nucléotides similaires reflètent des adaptations physiologiques, plutôt que l’histoire évolutive.