På den enklaste nivån ger ett fylogenetiskt träd, eller fylogenetik oss en elegant visualisering av livets evolutionära historia baserad på våra bästa slutsatser om de egenskaper vi observerar hos en organism.
Fylogenetiska träd kan vara omfattande, stora och vackra skildringar av vår kunskap om den enorma mångfalden av den levande världen, men de behöver inte vara mer än ett enkelt träddiagram i för att hjälpa oss i vår förståelse av livet och mångfalden. I själva verket var några av de tidigaste fylogenierna bara grova skisser som endast inkluderade en handfull arter, producerade av Charles Darwin när han utvecklade teorin om naturligt urval. Han använde dem som en visuell artikulering av sin grundläggande idé att livets mångfald strålar utåt genom tiden från en gemensam förfader, utan mål eller destination, eftersom en art delar sig i två på grund av samspelet mellan mutation och naturligt urval.
Liksom ett släktträd som visar din personliga härkomst, visar en ett fylogeniskt träd linjerna för evolutionär härkomst, kopplar de arter, organismer eller till och med specifika gener som vi observerar idag till en delad förfader någon gång i det förflutna.
Ju längre in i det förflutna vi tittar, desto fler grenar hittar vi. Men till skillnad från ett släktträd, som blir mer nätlikt och komplext ju djupare du tittar in i det förflutna – var och en av dina två föräldrar hade två föräldrar och så vidare – blir ett fylogenetiskt träd enklare – relationerna mellan arter och grupper av arter, även känd som clades, smälter samman och växer enklare ju djupare vi tittar (med några mycket intressanta undantag bland bakterierna och archaea som kan införliva främmande DNA i sitt eget, vilket bland annat ger upphov till multipla-antibiotikaresistenta bakterier).
När vi tittar på vårt fylogenetiska träd kan vi se att det naturliga urvalet ibland gynnar uppkomsten av liknande egenskaper – som vingar – i vilt olika klader, men oavsett likheten mellan egenskaperna betyder det inte att kladdarna är nära besläktade.
Till exempel har fladdermusvingarna mer likhet med människohänder (fladdermus-och-människan) än de gör med fågelvingar, och ingen av dessa ryggradsdjursvingar (ryggradsdjur) har mycket av något gemensamt med insektsvingar, som själva är vilt olika strukturer. Icke desto mindre, om fladdermöss plötsligt utvecklade en mutation med fjädervingar, kan den spridas snabbt genom befolkningen om den gav en selektiv fördel. Men detta är naturligtvis osannolikt, eftersom – och denna punkt är viktig – evolutionen bara kan operera på mutationer som uppträder slumpmässigt i befolkningen.
Vi ser på evolutionen i omvänd riktning med hjälp av vår fylogenetik träd, kan vi se hur en given härstamning delas från en art till två eller flera fortfarande liknande arter.
När vi spårar tillräckligt långt tillbaka kommer vi så småningom till trädets stam, den första arten från vilken varannan har uppstått, och vi kan se fylogenin för vad det är – ett släktträd för allt liv. Till skillnad från detta uppmuntrar jag dig att fundera över vilka rötterna till detta träd kan vara, och var vi kan spåra dem, om vi skulle vilja fortsätta vårt diagram ännu längre tillbaka i tiden, före livets uppkomst.
Så hur förhåller sig ditt eget släktträd till detta bredare livsträd? Jo, riktiga träd transporterar vatten och näring från jorden ut till grenarna och löven genom ett allt mer intrikat system av förgrening. Om vi tittar på de enskilda bladen (förutsatt att det är ett tvåhjärtbladigt träd) ser vi en nät- eller gitterliknande venstruktur som visar hur i en fin skala venerna vävs samman. På samma sätt, om vi skulle zooma in på en enda gren av ett fylogenetiskt träd, skulle vi se all den gitterliknande komplexiteten hos ett släktträd kopplas samman för att bilda ramen för den grenen. Precis som riktiga träd transporterar vatten och näringsämnen – viktiga byggstenar för tillväxt – transporterar det analoga livets träd gener, med lätt mutation, från generation till generation, och har gjort det under de senaste 3,5 miljarder åren.
Så låt oss återkomma till den gröna däggdjursfrågan nu. När vi tittar på vårt fylogenetiska träd förstår vi intuitivt orsaken till att fladdermöss saknar fjädrar, oavsett hur användbara de kan visa sig för att ge en fladdermus ökade möjligheter att avla.
Varför? Eftersom grenarna på vårt fylogenetiska träd som skiljer fåglar och fladdermöss delar sig miljontals generationer innan fjädrar uppstod hos fåglar.
Som en konsekvens, även om ytterligare en miljon generationer kan se utvecklingen av något som en fjäder hos fladdermöss (osannolikt, med tanke på att vi nu förstår att fjädrar uppstod på grund av deras förmåga att hjälpa dinosaurier att termoregulera), är det säkert att säga att moderna fladdermöss saknar det genetiska material som behövs för att odla fjädrar.
På samma sätt, även om grönhet (förmodligen enklare att producera än en fjäder) utan tvekan skulle vara adaptiv för många typer av däggdjur – särskilt de som lever i skogstak – tyder bristen på gröna däggdjur på att de mutationer som är nödvändiga för att producera ett grönt däggdjur aldrig har uppstått i ätten. Någonsin. Så kort och gott är svaret enkelt: det finns inga gröna däggdjur eftersom det aldrig har funnits gröna däggdjur.
