Linia amniotów podzieliła się na linie przodków ssaków i gadów ∼320 milionów lat temu. Obecnie żyjącymi członkami tych linii są ssaki, obejmujące ∼ 4 500 gatunków, oraz gady, zawierające ∼ 17 000 gatunków. W obrębie gadów ∼ 280 mln lat temu wyodrębniły się dwa główne klady: lepidozaury, do którego należą jaszczurki (w tym węże) i tuatary, oraz archozaury, do którego należą krokodyle i ptaki (pozycja żółwi pozostaje niejasna)6. Dla uproszczenia, będziemy się tu odnosić do lepidozaurów jako jaszczurek (ryc. 1).
Wykazano główne cechy ewolucji jaszczurek, w tym homogenizację zawartości GC, wysoki obrót chromosomów płciowych i wysoki poziom insercji powtórzeń. Wynalazki chromosomów płciowych zaznaczono na czerwono. Długość gałęzi jest proporcjonalna do dS (wskaźnik substytucji synonimicznej); dS każdej gałęzi jest wskazany powyżej linii.
Slajd PowerPoint
Badanie głównych wydarzeń genomowych, które towarzyszyły przejściu do w pełni lądowego cyklu życia, zostało wsparte przez sekwencjonowanie kilku ssaków (K.L.-.T. et al., manuskrypt złożony) i trzech genomów ptaków2,3,4. Genom jaszczurki A. carolinensis wypełnia zatem ważną lukę w badaniach nad amniotami, rozdzielając długą gałąź między ssakami a ptakami i umożliwiając bardziej solidną analizę ewolucyjną genomów amniotów.
Na przykład prawie wszystkie genomy gadów zawierają mikrochromosomy, ale zostały one zbadane na poziomie sekwencji tylko u ptaków2,7, co rodzi pytanie, czy osobliwe cechy sekwencji ptasich mikrochromosomów są uniwersalne dla mikrochromosomów gadów8. Innym przykładem są badania nad ewolucją chromosomów płciowych. Prawie wszystkie ssaki łożyskowe i marsupialne mają homologiczne chromosomy płci (XY)9 , a wszystkie ptaki mają chromosomy płci ZW. Jednakże jaszczurki wykazują genetyczną lub zależną od temperatury determinację płci10. Scharakteryzowanie chromosomów płciowych jaszczurek pozwoliłoby na zbadanie wcześniej nieznanych chromosomów płciowych i porównanie niezależnych systemów chromosomów płciowych u blisko spokrewnionych gatunków.
Jaszczurki Annis obejmują zróżnicowany klad ∼400 opisanych gatunków rozmieszczonych w całym Neotropiku. Jaszczurki te rozprzestrzeniły się, często zbieżnie, w różnych niszach ekologicznych z towarzyszącymi im adaptacjami morfologicznymi, stanowiąc jeden z najlepszych przykładów radiacji adaptacyjnej. W szczególności, szczegółowo udokumentowano ich różnicowanie się w wielu powielanych niszach na różnych wyspach karaibskich poprzez konkurencję międzygatunkową i dobór naturalny11. A. carolinensis jest jedynym anolem występującym w USA i można go znaleźć od Florydy i Teksasu po Karolinę Północną. Wybraliśmy ten gatunek do sekwencjonowania genomu, ponieważ jest on szeroko stosowany jako model gada do ekologii eksperymentalnej, zachowania, fizjologii, endokrynologii, epizootii i, coraz częściej, genomiki.
Genom anola zielonego został zsekwencjonowany i złożony (AnoCar 2.0) przy użyciu DNA pochodzącego od samicy jaszczurki A. carolinensis (tabele uzupełniające 1-4). Fluorescencyjna hybrydyzacja in situ (FISH) klonów 405 sztucznych chromosomów bakteryjnych (BAC) (pochodzących od samca) pozwoliła na zakotwiczenie rusztowań montażowych do chromosomów (Tabela uzupełniająca 5 i Rys. uzupełniający 1). Genom A. carolinensis ma kariotyp n = 18 chromosomów, składający się z sześciu par dużych makrochromosomów i 12 par małych mikrochromosomów12. Szkic sekwencji genomu ma rozmiar 1,78 Gb (patrz Tabela 3 w Suplemencie dla statystyk zespołu) i reprezentuje pośrednią pozycję między zespołami genomów ptaków (0,9-1,3 Gb) i ssaków (2,0-3,6 Gb).
Odkryliśmy, że niewiele chromosomalnych rearanżacji nastąpiło w ciągu 280 milionów lat od momentu rozejścia się anola i kurczaka, jak sugerowały wcześniejsze porównania z wykorzystaniem Xenopus i kurczaka13. Istnieje 259 bloków syntenicznych (zdefiniowanych jako kolejne kotwice synteniczne, które są zgodne w kolejności, orientacji i odstępach, w rozdzielczości 1 Mb) między jaszczurką a kurczakiem (Tabela uzupełniająca 6 i Rys. uzupełniający 2). Co ciekawe, 19 z 22 zakotwiczonych chromosomów kurczaka jest syntenicznych z pojedynczym chromosomem A. carolinensis na całej długości (ryc. 2a); dla porównania, tylko 6 (z 23) chromosomów człowieka jest syntenicznych z pojedynczym chromosomem oposa na całej długości, mimo że gatunki te rozdzieliły się zaledwie 148 milionów lat temu14. Segmentalne duplikacje podążają za trendami zaobserwowanymi w innych genomach płazów (Supplementary Note, Supplementary Table 7 i Supplementary Fig. 3).
a, Bardzo niewiele rearanżacji nastąpiło w ciągu 280 milionów lat od momentu rozejścia się A. carolinensis i kurczaka. Mikrochromosomy A. carolinensis są wyłącznie synteniczne z mikrochromosomami kurczaka. Poziome kolorowe paski przedstawiają sześć makrochromosomów A. carolinensis (1-6) oraz sześć (z 12) mikrochromosomów A. carolinensis, do których zakotwiczona jest sekwencja synteniczna z genomem kurczaka (7, 8, 9, X, LGg, LGh). Chromosomy, które można było uporządkować według wielkości, otrzymały numer; mniejsze mikrochromosomy, których nie można było rozróżnić według wielkości, otrzymały małą literę. Każdy kolor odpowiada innemu chromosomowi kurczaka, jak wskazano w kluczu. Każda część chromosomu A. carolinensis, która jest synteniczna z mikrochromosomem kurczaka, jest oznaczona literą „m”. b, Mikrochromosomy kurczaka mają zarówno wyższą zawartość GC, jak i niższą zawartość powtórzeń niż makrochromosomy kurczaka, podczas gdy chromosomy A. carolinensis nie różnią się pod względem zawartości GC lub powtórzeń w zależności od wielkości chromosomu. Duże kółka oznaczają procent GC każdego chromosomu w genomach kurczaka i jaszczurki, do którego zakotwiczone jest więcej niż 100 kb sekwencji. Małe kółka wyznaczają procent genomu składającego się z powtarzalnej sekwencji każdego chromosomu w genomach kurczaka (niebieskie kółka) i jaszczurki (czerwone kółka).
Slajd PowerPoint
Approximately 30% of the A. carolinensis genom składa się z elementów ruchomych, które obejmują znacznie szerszą różnorodność aktywnych rodzin powtórzeń niż jest to obserwowane w przypadku genomów ptaków2 lub ssaków15. Najbardziej aktywnymi klasami są długie elementy przeplatane (LINE) (27%) i krótkie elementy przeplatane (SINE) (16%)16 (Tabela 8). Większość powtórzeń LINE należy do pięciu grup (L1, L2, CR1, RTE i R4) i na podstawie ich podobieństwa sekwencji (dywergencja waha się w granicach 0,00-0,76%; ref. 17) wydaje się, że są to niedawne insercje. Kontrastuje to z obserwacjami genomów ssaków, w których przez dziesiątki milionów lat dominowała tylko jedna rodzina LINEs-L1. Transpozony DNA obejmują co najmniej 68 rodzin należących do pięciu superrodzin: hAT, Chapaev, Maverick, Tc/Mariner i Helitron18. Podobnie jak w przypadku retrotranspozonów, większość rodzin transpozonów DNA wydaje się być stosunkowo młoda, w przeciwieństwie do bardzo niewielu ostatnio aktywnych transpozonów DNA występujących w genomach innych płazów (tabela uzupełniająca 9). Ogólnie rzecz biorąc, elementy ruchome A. carolinensis charakteryzują się znacznie wyższą zawartością GC (43,5%, P < 10-20) niż średnia dla całego genomu wynosząca 40,3%. Oprócz elementów ruchomych, A. carolinensis wykazuje wysoką gęstość (3,5%) tandemowych powtórzeń, z rozkładem długości i częstotliwości podobnym do rozkładu ludzkiego mikrosatelitarnego DNA15. Obecnie wiemy, że genomy płazów dzielą się na co najmniej trzy typy: genomy ssaków są wzbogacone o elementy L1 i charakteryzują się wysokim stopniem akumulacji elementów mobilnych, genomy ptaków są ubogie w powtórzenia z bardzo małą aktywnością elementów mobilnych, natomiast genom jaszczurek zawiera niezwykle szeroką różnorodność rodzin aktywnych elementów mobilnych, ale charakteryzuje się niskim stopniem akumulacji, co przypomina profil elementów mobilnych u ryb teleosteanowych19.
Większość genomów gadów zawiera mikrochromosomy, ale ich liczba różni się w zależności od gatunku; genom A. carolinensis zawiera 12 par mikrochromosomów12, podczas gdy genom kurczaka zawiera 28 par. Mikrochromosomy ptaków mają bardzo charakterystyczne właściwości w porównaniu z makrochromosomami ptaków, takie jak wyższa zawartość GC i niższa zawartość powtórzeń2, podczas gdy mikrochromosomy jaszczurek nie wykazują tych cech (Rys. 2b). Co znamienne, wszystkie sekwencje zakotwiczone do mikrochromosomów A. carolinensis pokrywają się również z mikrochromosomami w genomie kurczaka, a wszystkie oprócz jednego mikrochromosomu A. carolinensis są synteniczne tylko z jednym odpowiadającym mu mikrochromosomem kurczaka (Ryc. 2a). Mikrochromosomy konserwowane między A. carolinensis i kurczakiem mogły więc powstać u przodka gadów, podczas gdy pozostałe mikrochromosomy kurczaka mogły pochodzić z linii ptasiej. Alternatywnie, pozostałe mikrochromosomy kurczaka mogły być obecne u przodka gadów, ale połączyły się w makrochromosomy w linii jaszczurek.
Genom A. carolinensis ma zaskakująco małe regionalne zróżnicowanie zawartości GC, znacznie mniejsze niż poprzednio obserwowane u ptaków i ssaków; jest to jedyny znany genom owodniowy, którego skład nukleotydów jest tak jednorodny jak genomu żaby5 (ryc. 4 i 5). Rysunek 3 ilustruje, jak lokalna zawartość GC jest ewolucyjnie konserwowana między ludzkim chromosomem 14 i chromosomem 5 kurczaka, ale w znacznie mniejszym stopniu z chromosomem 1 A. carolinensis. Ponieważ wszystkie sekwencjonowane genomy płazów innych niż A. carolinensis zawierają te homologiczne, zróżnicowane poziomy zawartości GC („izochory”)20, heterogeniczność GC u płazów prawdopodobnie uległa erozji w kierunku homogeniczności w linii tej jaszczurki. Zaproponowano, że izochory o wysokiej zawartości GC są konsekwencją wyższych wskaźników konwersji genów GC-biased w regionach o wyższej rekombinacji2. Większa jednorodność GC w genomie anola może więc odzwierciedlać bardziej równomierne tempo rekombinacji, lub też znacznie zmniejszoną tendencję do GC podczas rozwiązywania problemów konwersji genów w linii A. carolinensis (dyskusja na ten temat, patrz ref. 5).
Genom A. carolinensis wykazuje tylko bardzo lokalne zróżnicowanie w zawartości GC, w przeciwieństwie do genomów człowieka i kurczaka, które również wykazują większe trendy w zróżnicowaniu GC, zwane czasem izochorami. Synteniczne regiony ludzkiego chromosomu 14, chromosomu 5 kurczaka i chromosomu 1 A. carolinensis są pokazane. Regiony ludzki i kurzy zostały odwrócone i uporządkowane tak, aby dopasować je do regionu A. carolinensis. Niebieskie linie przedstawiają procentową zawartość GC w 20-kb oknach. Fioletowa linia oznacza średnią dla genomu. Zielone linie reprezentują przykłady kotwic syntenicznych między trzema genomami.
Slajd PowerPoint
Zarówno zależna od temperatury determinacja płci, jak i genetyczna determinacja płci XY zostały stwierdzone u Iguania10. W obrębie rodzaju Anolis, istnieją gatunki z heteromorficznymi chromosomami XY (w tym te z wieloma chromosomami X i Y), oraz inne z całkowicie homomorficznymi chromosomami12. Wiadomo, że A. carolinensis ma genetyczną determinację płci21, ale forma jego chromosomów płciowych (ZW lub XY) była dotychczas nieznana ze względu na brak ewidentnie heteromorficznych chromosomów.
Dokładne badanie komórek samców i samic przy użyciu FISH pozwoliło nam zidentyfikować mikrochromosom oznaczony wcześniej jako 'b’ jako chromosom X A. carolinensis; jest on obecny w dwóch kopiach u samic i jednej u samców. Chromosom ten jest synteniczny z mikrochromosomem 15 kurczaka. Jedenaście BACs przypisanych do dwóch rusztowań, 154 (3.3 Mb) i chrUn0090 (1.8 Mb), hybrydyzuje poprzez FISH do ramion p dwóch chromosomów X u samic i hybrydyzuje do ramienia p pojedynczego chromosomu X u samców (Fig. 4 i Supplementary Fig. 1). A. carolinensis wykazuje zatem wzór reprezentatywny dla męskiego heterogametycznego systemu genotypowej determinacji płci. Nie zidentyfikowaliśmy chromosomu Y, ale stawiamy hipotezę, że A. carolinensis posiada zarówno chromosom X, jak i Y, ponieważ zarówno męskie, jak i żeńskie komórki zawierają taką samą liczbę chromosomów.
a, b, Chromosom X, mikrochromosom, występuje w jednej kopii u samców A. carolinensis (a) i w dwóch kopiach u samic (b). BAC 206M13 (biblioteka CHORI-318 BAC) jest hybrydyzowany do ramienia p chromosomu X przy użyciu FISH zarówno u samców jak i samic w rozproszeniach metafazowych. 206M13 i dziesięć innych BAC wykazało ten specyficzny dla płci wzór w komórkach pochodzących od pięciu osobników męskich i pięciu żeńskich. Oryginalne powiększenie, ×1,000.
Slajd PowerPoint
Przypisane do chromosomu X 5,1 Mb sekwencji zawiera 62 geny kodujące białka (Tabela uzupełniająca 10); terminy Gene Ontology (GO) związane z tymi genami nie wykazują znaczącego wzbogacenia. Jest bardzo prawdopodobne, że istnieje więcej sekwencji chromosomu X, które są obecnie oznaczone jako niezakotwiczone rusztowania w asemblacji AnoCar 2.0. Identyfikacja genu determinacji płci A. carolinensis będzie wymagała znacznej biologii funkcjonalnej, ale zauważamy, że gen determinacji płci kurczaka DMRT1 znajduje się na chromosomie 2 A. carolinensis i że SOX3 (paralog chromosomu X genu determinacji płci ssaków terytoriańskich SRY) znajduje się na niezakotwiczonym rusztowaniu A. carolinensis; geny te są zatem mało prawdopodobne, aby być genem determinacji płci A. carolinensis.
Wszystkie dziesięć osobników A. carolinensis (pochodzących z Południowej Karoliny i Tennessee) użytych do mapowania FISH wykazało duże inwersje pericentromeryczne w jednym lub więcej chromosomach 1-4, bez korelacji między różnymi inwersjami chromosomalnymi lub z płcią jaszczurki (patrz Supplementary Note, Supplementary Table 11 i Supplementary Fig. 6).
Zestawienie genomu A. carolinensis (Ensembl release 56, wrzesień 2009) przewidywało 17 472 geny kodujące białka i 2924 geny RNA. Zbudowaliśmy filogenezę dla wszystkich genów A. geny carolinensis i ich homologi u ośmiu innych gatunków kręgowców (człowiek, mysz, pies, opos, platypus, kurczak, zeberka i pufferfish), co pozwoliło nam zidentyfikować konserwatywny zestaw 3,994 ortologów jeden do jednego, to znaczy genów, które nie zostały zduplikowane lub usunięte u żadnego z tych kręgowców od czasu ich ostatniego wspólnego przodka. Te filogenezy genów zostały również wykorzystane do identyfikacji genów, które powstały przez duplikację w linii jaszczurek po rozdzieleniu się z linią ptaków oraz, osobno, tych, które zostały utracone w linii ssaków po rozdzieleniu się ssaków od gadów (ryc. 1, Dodatkowa uwaga, Dodatkowa ryc. 7 i Supplementary Table 12).
Znaleźliśmy 11 genów opsyn A. carolinensis, które nie mają ortologów u ssaków (ale mają ortologi u bezkręgowców, ryb i żab), a zatem wydaje się, że zostały utracone podczas ewolucji ssaków (Supplementary Table 13). Duży repertuar opsyn może przyczyniać się do doskonałego widzenia barwnego u żabienic – w tym zdolności widzenia w zakresie ultrafioletu – a także może przyczyniać się do ich nadmiernej różnorodności, umożliwiając ewolucję zróżnicowanego, specyficznego dla danego gatunku ubarwienia odrośli, które odgrywa ważną rolę w selekcji płciowej i rozpoznawaniu gatunków11. Podobnie, geny receptora węchowego i β-keratyny są silnie zduplikowane u A. carolinensis (Supplementary Note i Supplementary Fig. 9).
Wiele gadów, w tym anole zielone, różni się od ssaków łożyskowych tym, że są jajorodne (składające jaja). U ssaków łożyskowych jajorodność jest stanem pochodnym, co przejawia się w utracie przez nie niektórych genów związanych z jajami. Zastosowaliśmy spektrometrię masową do identyfikacji białek obecnych w niedojrzałym jaju A. carolinensis, ponieważ większość białek jajowych jest produkowana w organizmie matki, a następnie transportowana do niedojrzałego jaja. Stwierdziliśmy, że w przeciwieństwie do ssaków, gady mają duplikacje genów specyficzne dla poszczególnych linii rozwojowych, w tym dla witellogenin (VTGs), apowiteliny-1, owomucyny-α i trzech homologów owokaleksyny-36, białka macierzy skorupy jaja kurzego.
Nasze wyniki wskazują na szybką ewolucję genów białek jajowych wśród płazów. W niedojrzałych jajach A. carolinensis znaleźliśmy białka z 276 genów A. carolinensis (tabele uzupełniające 14 i 15), z których tylko 50 zostało potwierdzonych do obecności w jajach kurzych metodą spektrometrii masowej22,23. Geny te obejmują VTGs, lizozym, paralogi białka 1 zewnętrznej warstwy błony szklistej (VMO1), inhibitory proteaz, natterynę i notepsynę. Porównując geny, które są jeden do jednego ortologami u A. carolinensis i kurczaka, stwierdziliśmy, że białka jajowe ewoluują znacząco szybciej niż białka niejajowe (średnie wartości dN/dS (stosunek szybkości substytucji niesynonimicznych do szybkości substytucji synonimicznych) wynoszą odpowiednio 0,186 i 0,135; P = 1.2 × 10-5), co odzwierciedla zmniejszoną selekcję oczyszczającą i/lub częstsze epizody ewolucji adaptacyjnej.
Używając wielu sekwencji genomów kręgowców, zidentyfikowaliśmy trzy paralogi VMO1 (które nazwaliśmy α, β i γ), które, jak wnioskujemy, były obecne w ostatnim wspólnym przodku wszystkich gadów i ssaków. Podczas gdy przynajmniej jeden z paralogów VMO1-α, VMO1-β i VMO1-γ został utracony we wszystkich genomach innych płazów, genom A. carolinensis zawiera przedstawicieli wszystkich trzech paralogów. Co więcej, specyficzna dla A. carolinensis rodzina VMO1-α rozrosła się do 13 członków i doświadczyła pozytywnej selekcji substytucji aminokwasów w obrębie ujemnie naładowanej, prawdopodobnie wiążącej substraty wnęki; zmiany, które przypuszczalnie modyfikują aktywność lizozymopodobnej transferazy (Supplementary Note, Supplementary Fig. 8 i Supplementary Tables 16 i 17).
Rozległy i aktywny repertuar powtórzeń A. carolinensis pozwolił nam odkryć pochodzenie kilku konserwatywnych elementów ssaczych. Poprzez proces egzaptacji (poważna zmiana funkcji sekwencji w trakcie ewolucji), pewne elementy ruchome, które były aktywne u przodka amniotów, stały się zakonserwowane i przypuszczalnie funkcjonalne u ssaków, pozostając aktywnymi elementami ruchomymi u A. carolinensis. Pochodzenie tych konserwowanych sekwencji elementów ruchomych u ssaków nie było rozpoznawalne bez porównania z odległą i bogatą w powtórzenia sekwencją genomu24. W ludzkim genomie zidentyfikowaliśmy 96 takich egzapotycznych elementów (patrz Tabela Uzupełniająca 18), które pochodzą od elementów ruchomych obecnych u przodka amniota, które są nadal obecne w A. carolinensis, zwłaszcza rodziny CR1, L2 i cygańskiej.
Pomimo, że większość eksapotowanych elementów jest niekodująca i prawdopodobnie pełni funkcję regulacyjną, zidentyfikowaliśmy również ekson kodujący białko, który został eksapotowany z L2-podobnej LINE, stanowiąc obecnie ekson 2 w specyficznym dla ssaków N-końcowym regionie białka MIER1 (mesoderm induction early response 1). Egzon ten jest wysoce konserwowany u 29 ssaków i dlatego prawdopodobnie reprezentuje innowację ssaków od przodka amniota.
WyrazyGO związane z miejscem startu transkrypcji najbliższym każdemu eksaponowanemu elementowi w ludzkim genomie wykazują wzbogacenie dla genów neurorozwojowych (patrz Metody), z „wiązaniem receptora efryny”, „rozwojem układu nerwowego” i „transmisją synaptyczną”, które są silnie wzbogacone (wszystkie wartości P < 5 × 10-3). Te wzbogacenia są zgodne z adaptacyjnymi zmianami w neurorozwoju zachodzącymi podczas pojawienia się ssaków.
Jaszczurki z rodzaju Anolis są podręcznikowym przypadkiem radiacji adaptacyjnej, zróżnicowały się niezależnie na każdej wyspie Wielkich Antyli i w całym neotropikalnym obszarze, tworząc szeroką gamę zróżnicowanych ekologicznie i morfologicznie gatunków, z liczbą aż 15 znalezionych w jednym miejscu11. Chociaż anole są szeroko wykorzystywane jako modelowy system do filogenetycznych badań porównawczych, trudno jest określić ewolucyjne relacje między głównymi kladami anoli ze względu na szybkie ewolucyjne radiacje związane z dostępem do nowych wymiarów możliwości ekologicznych. Pomyślne rozstrzygnięcie stosunkowo krótkich rozgałęzień związanych z takim promieniowaniem wymaga dużej ilości danych z loci ewoluujących w odpowiednim tempie.
Użyliśmy sekwencji genomu A. carolinensis do opracowania nowego zestawu danych filogenomicznych, składającego się z 20 kb danych sekwencyjnych pobranych z genomów 93 gatunków anoli (tabele dodatkowe 19 i 20). Analizy tego zestawu danych prowadzą do dobrze popartej filogenezy, która wzmacnia i wyjaśnia adaptacyjną i biogeograficzną historię mrówek (ryc. 5, szczegóły w Supplementary Fig. 10). Po pierwsze, nasze analizy filogenomiczne potwierdzają wcześniejsze badania molekularne i morfologiczne wskazujące, że podobni specjaliści od siedlisk anoli wyewoluowali niezależnie na każdej z czterech dużych wysp Wielkich Antyli. Po drugie, nasze analizy sugerują złożony scenariusz biogeograficzny obejmujący ograniczoną liczbę zdarzeń dyspersyjnych między wyspami i rozległe zróżnicowanie in situ w obrębie wysp. Najbliżsi krewni Anolis występują na stałym lądzie, a filogeneza potwierdza istnienie dwóch kolonizacji, jednej na południowych Małych Antylach i drugiej, która wytworzyła zróżnicowane radiacje adaptacyjne na pozostałej części Karaibów. W ramach tego ostatniego kladu, anole początkowo różnicowały się głównie na dwóch większych wyspach Wielkich Antyli (choć wydaje się, że Puerto Rico również było w to zaangażowane), a następnie przeszły wtórne radiacje na wszystkich wyspach i ostatecznie powróciły na kontynent, gdzie ta ponowna kolonizacja doprowadziła do powstania rozległej radiacji ewolucyjnej. Filogeneza wskazuje również, że w ewolucji Wielkich Antyli wystąpiło bardzo niewiele zdarzeń dyspersji między wyspami. Fauny Wielkich Antyli, znane ze stopnia, w jakim te same ekomorfy występują na każdej wyspie, są raczej wynikiem ewolucji konwergentnej25.
Ekomorfy Anolis wywodzą się z ewolucji konwergentnej, a nie z częstych migracji między wyspami. Używając konserwatywnych par primerów rozmieszczonych w genomie A. carolinensis, uzyskaliśmy sekwencje z 46 genomowo zróżnicowanych loci ewoluujących w różnych tempach ewolucji i reprezentujących zarówno regiony kodujące białka, jak i niekodujące. Analizy maksymalnego prawdopodobieństwa tego nowego zbioru danych, składającego się z 20 kb zrównoleglonych nukleotydów, pozwoliły ustalić prawie wszystkie wcześniej ustalone pokrewieństwa między anolami, a także częściowo rozwiązać problem podstawowych pokrewieństw, który utrudniał wcześniejsze badania. Otwarte okręgi wskazują wartości bootstrap (bs) <70; szare zacienione okręgi, 70< bs <95; wypełnione okręgi, bs >95.
Slajd PowerPoint
Sekwencja genomu A. carolinensis pozwala na głębsze zrozumienie ewolucji amniotów. Wypełnienie tego ważnego reptiliańskiego węzła sekwencjonowanym genomem ujawniło stany pochodne w każdej z głównych gałęzi amniotów i pomogło w naświetleniu przodka amniotów. Jednak drzewo sekwencjonowanych genomów gadów jest wciąż niezwykle skąpe, a sekwencjonowanie dodatkowych gadów nieazjatyckich byłoby konieczne, by w pełni zrozumieć, jak typowe dla całego kladu gadów są genom A. carolinensis i sekwencjonowane genomy ptaków.
Oprócz użyteczności sekwencji genomu A. carolinensis jako przedstawiciela gadów nieazjatyckich, gatunki Anolis są unikalnym źródłem do badania radiacji adaptacyjnej i ewolucji konwergentnej. Dzięki inwazji na wyspy karaibskie i ich późniejszej radiacji, anole stanowią lądowy analog do ryb ciernikowatych i pielęgnicowatych, które przeszły ewolucję adaptacyjną w odrębnych środowiskach wodnych. Tak jak badania genomiczne cierników pogłębiły badania nad ekologiczną specjacją w środowisku wodnym, tak też zakrojone na szeroką skalę genomowe badania filogenetyczne karaibskich anole byłyby okazją do szczegółowych badań ewolucji adaptacyjnej u zwierząt lądowych26; w szczególności dlatego, że genomy anole zawierają dużą liczbę aktywnych elementów mobilnych, które, jak przypuszczamy, mogłyby stanowić substraty dla egzaptacji nowych elementów regulacyjnych.