Asal usul evolusi kura-kura adalah salah satu pertanyaan yang masih belum terjawab dalam evolusi vertebrata. Studi paleontologi dan morfologi meletakkan kura-kura sebagai yang berevolusi dari leluhur semua reptil atau yang berevolusi dari leluhur ular, kadal, dan tuatara. Tetapi, studi genetik justru meletakkan kura-kura sebagai evolusi dari leluhur buaya dan burung.

Baru saja melihat lebih dari seribu daerah yang paling sedikit berubah dalam genom kura-kura dan kerabat terdekatnya, sebuah tim peneliti Universitas Boston mengkonfirmasi kalau kura-kura paling dekat kekerabatannya dengan buaya dan burung daripada kadal, ular, dan tuatara.

 Para peneliti menerbitkan temuannya dalam jurnal Royal Society, Biology Letters. Dengan menunjukkan kalau kura-kura adalah kerabat dekat buaya dan burung (archosaurus) daripada kadal, ular, dan tuatara (lepidosaurus), studi ini menantang pengujian anatomis dan paleontologis sebelumnya. Nick Crawford, seorang peneliti pasca sarjana biologi di Sekolah Pasca Sarjana Seni dan Sains Universitas Boston dan pengarang utama studi ini, mencapai temuan ini dengan menggunakan analisis komputasional untuk memeriksa wilayah berbagai genom hewan.

 “Kura-kura pernah menjadi kelompok vertebrata enigmatis dalam waktu lama dan studi-studi morfologi menempatkannya paling dekat dengan leluhur reptil, yang berpendar awal dalam pohon evolusi reptil, atau dekat dengan kadal, ular, dan tuatara,” kata Crawford.

 Studi ini adalah analisis genomik pertama yang mengalamatkan posisi filogenetik kura-kura, memakai lebih dari 1000 loci dari perwakilan semua silsilah reptil utama termasuk tuatara (reptil mirip kadal dari Selandia Baru). Studi sebelumnya memakai sifat morfologi meletakkan kura-kura di dasar pohon reptil bersama kadal, ular, dan tuatara (lepidosaurus), sementara analisis molekuler menempatkan kura-kura dengan buaya dan burung (archosaurus).

 Para peneliti universitas Boston menantang analisis terbaru mengenai keluarga RNAmikro bersama yang menunjukkan kalau kura-kura lebih dekat dengan lepidosaurus. Mereka melakukan ini dengan data dari banyak loci inti satu salinan yang tersebar di sekujur genom, memakai tangkapan barisan, pembarisan dalam, dan genom yang telah diterbitkan untuk mendapatkan barisan 1145 elemen ultra terlestarikan ( ultraconserved elements – UCEs) dan variabelnya. Filogeni yang dihasilkan memberikan dukungan besar pada hipotesis kalau kura-kura berevolusi dari leluhur bersama burung dan buaya, menolak hipotesis adanya hubungan antara kura-kura dan lepidosaurus.

 Para peneliti memakai UCE karena ia merupakan bagian yang mudah dibariskan dari genom yang sangat divergen, memungkinkan banyak loci diselidiki sepanjang jalur waktu evolusi, dan karena variabilitas barisan dalam UCE meningkat berdasarkan jarak dari inti UCE target, menunjukkan kalau muatan informasi filogenetik dalam daerah ini dapat memberi tahu hipotesis dalam rentang waktu evolusi berbeda. Kombinasi sampling taksonomis, sampling genom, dan hasilnya diperoleh, tidak melihat metode analitis, menunjukkan kalau hubungan kura-kura-archosaurus tidak mungkin disebabkan oleh tarikan cabang panjang atau artefak analitis lainnya.

 Studi Universitas Boston adalah yang pertama menghasilkan pohon reptil yang baik yang mencakup tuatara dan loci jamak, dan juga pertama menyelidiki posisi kura-kura dalam pohon reptil memakai analisis genomik dari barisan DNA salinan tunggal dan sebuah sampling lengkap silsilah evolusi yang relevan. Karena UCE dilestarikan sepanjang sebagian besar kelompok vertebrata dan ditemukan dalam kelompok seperti ragi dan serangga, kerangka ini dapat diperumum melebihi studi ini dan relevan untuk memecahkan teka-teki filogenetik purba sepanjang pohon kehidupan. Pendekatan pada filogenetik resolusi tinggi ini – berdasarkan ribuan loci- secara fundamental dapat mengubah cara mengumpulkan dan menganalisis data genetik.