Vrste in značilnosti filogenetskih dreves, primeri

A Filogenetsko drevo Gre za matematično grafično predstavitev odnosov zgodovine in prednikov - potomci skupin, populacij, vrst ali katere koli druge taksonomske kategorije. Teoretično lahko vsa filogenetska drevesa združimo v drevo življenja, ki predstavljajo univerzalno drevo.

Te grafične reprezentacije so spremenile preučevanje evolucijske biologije, saj omogočajo vzpostavitev in definiranje vrste, preizkušajo različne evolucijske hipoteze (kot je endosimbiotska teorija), kar ocenjuje izvor bolezni (kot je HIV), ETC.

Vir: John Gould (14.Sep.1804 - 3.Feb.1881) [javna domena]

Drevesa je mogoče obnoviti z morfološkimi ali molekularnimi znaki ali obema. Na enak način obstajajo različne metode za njihovo gradnjo, najpogostejša je kladistična metodologija. To želi prepoznati skupne izpeljane like, znane kot Synapomorphia.

[TOC]

Značilnosti

Eno od načel, ki jih je razvil Charles Darwin, predstavlja skupni prednik vseh živih organizmov - to je, da vsi delimo oddaljenega prednika.

V "Izvor vrst" Darwin dvigne metaforo "Drevesa življenja". Pravzaprav uporabite hipotetično grafično drevo, da razvijete svojo idejo (radovedno je edina ilustracija Izvor).

Predstavitev te metafore je tisto, kar poznamo kot filogenetska drevesa, ki nam omogočajo, da grafično razstavljamo zgodovino in odnose nekaterih konkretnih skupin organizmov.

Anatomija filogenetskega drevesa

Pri filogenetskih drevesih lahko ločimo naslednje dele - nadaljujemo z botanično analogijo:

Veje: Drevesne črte se imenujejo "veje" in te predstavljajo študijsko populacijo pravočasno. Dolžina veje lahko odvisno od vrste drevesa (glej kasneje) ali ne sme imeti pomena.

Na vrhu vej najdemo organizme, ki jih želimo oceniti. To so lahko subjekti, ki so trenutno živi, ​​ali izumrla bitja. Vrsta bi bila listi našega drevesa.

Koren: Koren je najbolj prednična veja drevesa. Nekateri ga imajo in se imenujejo zakoreninjena drevesa, medtem ko ga drugi nimajo.

Vozlišča: Podružnične točke vej v dveh ali več rodovih se imenujejo vozlišča. Točka predstavlja najnovejšega skupnega prednika potomcev (upoštevajte, da so ti predniki hipotetični).

Obstoj vozlišča pomeni specifikacijski dogodek - ustvarjanje novih vrst. Po tem vsaka vrsta sledi evolucijskemu tečaju.

Dodatna terminologija

Poleg teh treh osnovnih konceptov obstajajo tudi drugi potrebni izrazi glede filogenetskih dreves:

Politija: Ko na filogenetskem drevesu predstavlja več kot dve veji v vozlišču. V teh primerih filogenetsko drevo ni popolnoma rešeno, ker razmerja med vpletenimi organizmi niso jasna. To se običajno zgodi zaradi pomanjkanja podatkov in ga je mogoče rešiti le, ko se raziskovalec nabere več.

Vam lahko služi: tetrosas: značilnosti, eritroza, sinteza, derivati

Zunanja skupina: V filogenetskih temah je običajno poslušati koncept zunanje skupine - imenovano tudi Zunanja skupina. Ta skupina je izbrana tako, da lahko drevo ukorenini. Izbrati ga je treba kot takson, ki se je prej razšla v študijsko skupino. Na primer, če študiram ehinodermos, lahko uporabite Zunanja skupina do ascidij.

Fantje

Obstajajo tri osnovne vrste dreves: kladogrami, dodatki in drevesa na osnovi ultra.

Clayogrami so najpreprostejša drevesa in kažejo odnos organizmov v smislu skupnega prednika. Informacije o tej vrsti drevesa so v vzorcih razvejanja, saj velikost vej nima dodatnega pomena.

Druga vrsta drevesa je dodatek, imenovan tudi metrična drevesa ali filogrami. Dolžina vej je povezana s količino evolucijske spremembe.

Končno imamo ultrametrična drevesa ali dendograme, kjer so vsi konicami dreves na isti razdalji (kar se ne zgodi v filogramu, kjer se lahko nasvet prikaže spodaj ali višji od vašega partnerja). Dolžina veje je povezana z evolucijskim časom.

Izbira drevesa je neposredno povezana z evolucijskim vprašanjem, na katerega želimo odgovoriti. Na primer, če nas skrbi samo za odnose med posamezniki, bo za študijo dovolj kladogram.

Najpogostejše napake pri branju filogenetskih dreves

Čeprav so filogenetska drevesa običajno grafika široke uporabe v evolucijski biologiji (in na splošno biologiji), obstaja veliko študentov in strokovnjakov, ki napačno razumejo sporočilo, ki ga ta grafika - očitno preprosta - nameravajo dostaviti bralcu.

Trutka ni

Prva napaka je, da jih preberete bočno, ob predpostavki, da evolucija pomeni napredek. Če pravilno razumemo evolucijski proces, ni razloga, da bi pomislili, da so na levi strani prednikov in desnih vrst najnaprednejša vrsta.

Čeprav je drevesna botanična analogija zelo koristna, obstaja točka, kjer ni več tako natančna. Obstaja ključna struktura drevesa, ki ni v drevesu: prtljažnik. V filogenetskih drevesih ne najdemo nobene glavne veje.

Natančneje, nekateri bi lahko človeka ocenili kot "končni cilj" evolucije in s tem tudi vrste Homo sapiens Vedno mora biti nahaja se kot končna entiteta.

Vam lahko služi: faktor nekroze tumorja (TNF): struktura, mehanizem delovanja, funkcija

Vendar ta vizija ni skladna z evolucijskimi načeli. Če razumemo, da so filogenetska drevesa mobilni elementi, lahko postavimo Homo V katerem koli končnemu položaju drevesa, saj ta značilnost ni pomembna pri reprezentaciji.

Vozlišča se lahko vrtijo

Ključna značilnost, da moramo razumeti filogenetska drevesa, je, da predstavljajo nestatično grafiko.

V njih se lahko vse te veje vrtijo - na enak način kot mobilni telefon. Ne mislimo, da se veje lahko premaknejo k našim domorodcem, ker bi nekateri gibi pomenili spremembo vzorca oz Topologija Z drevesa. Kar se lahko vrtimo, so vozlišča.

Za razlago sporočila drevesa se ne smemo osredotočiti na vrh vej, to moramo storiti na točkah podružnic, ki so najpomembnejši vidik grafike.

Poleg tega moramo upoštevati, da obstajajo različni načini za risanje drevesa. Velikokrat je odvisno od sloga knjige ali revije in sprememb v obliki in položaju vej ne vplivajo na informacije, ki jih želijo posredovati.

Ne moremo sklepati na obstoju prednikov ali "starih" vrst

Ko se bomo sklicevali na vrste tok Ne smemo uporabljati konotacij prednikov. Na primer, ko pomislimo na odnose med šimpanzi in ljudmi, bi lahko napačno razumeli, da so šimpanzi predni glede naše rodovnice.

Vendar skupni prednik šimpanze in ljudi ni bil nobeden od njih. Če pomislimo, da je šimpanza prednikov, bi bilo domnevati, da se je njen razvoj ustavil, ko sta se oba roda ločila.

Po isti logiki teh idej filogenetsko drevo ne kaže, ali obstajajo mlade vrste. Ker so alelne frekvence nenehno in se sčasoma spreminjajo novi liki, je težko določiti starost vrste in zagotovo nam drevo ne daje takšnih podatkov.

"Sprememba alelnih frekvenc skozi čas" je način, kako populacija genetika definira evolucijo.

So nespremenljivi

Pri opazovanju filogenetskega drevesa moramo razumeti, da je ta graf preprosto hipoteza, ustvarjena iz konkretnih dokazov. Če drevesu dodamo več znakov, spremeni njegovo topologijo.

Strokovno znanje znanstvenikov pri izbiri najboljših likov, ki omogočajo razjasnitev zadevnih odnosov. Poleg tega obstajajo zelo močna statistična orodja, ki raziskovalcem omogočajo ocenjevanje dreves in izberejo najbolj verodostojno.

Vam lahko služi: prolin: značilnosti, struktura, funkcije, hrana

Primeri

Tri domene življenja: Archaea, bakterije in evkarija

Leta 1977 je raziskovalec Carl Woese predlagal skupino živih organizmov na treh področjih: Archaea, Bakterije in Eukarya. Ta nov klasifikacijski sistem (prej sta bili le dve kategoriji, Eukaryota in Prokaryota) je temeljila na molekularnem markerju ribosomalnega rebra.

Bakterije in evkarioti so splošno znani organizmi. Arhaje so običajno zmedene z bakterijami. Vendar se globoko razlikujejo po strukturi svojih celičnih komponent.

Čeprav so mikroskopski organizmi, kot so bakterije.

Vir: Pripravila Mariana Gelambi.

Filogeneza primatov

Znotraj evolucijske biologije je eno najbolj kontroverznih vprašanj razvoj človeka. Za nasprotnike te teorije ni logike za evolucijo, ki temelji na predniku Simiesca, ki je povzročil sedanjega človeka.

Ključni koncept je razumeti, da se ne razvijamo od trenutnih opic, ampak da z njimi delimo skupnega prednika. V drevesu opic in ljudi poudarja, da tisto, kar poznamo kot "opice", ni veljavna monofiletična skupina, saj izključuje človeka.

Vir: Pripravila Mariana Gelambi.

Filogeneza cetartiodactilos (cetartiodactyla)

Evolucijsko gledano, kitovci so predstavljali skupino vretenčarjev, katerih odnosi s preostalimi spremljevalci sesalci niso bili zelo jasni. Morfološko imajo kiti, delfini in drugi člani malo podobnosti z ostalimi sesalci.

Trenutno zahvaljujoč preučevanju različnih morfoloških in molekularnih znakov.

Vir: Pripravila Mariana Gelambi.

Reference

1. Baum, d. Do., Smith, s. D., & Donovan, s. S. (2005). Izziv, ki razmišlja o drevesu. Znanost, 310(5750), 979-980.
2. Curtis, h., & Barnes, n. S. (1994). Povabilo k biologiji. Macmillan.
3. Hall, b. K. (Ed.). (2012). Homologija: Hierarhična osnova primerjalne biologije. Akademski tisk.
4. Hickman, c. Str., Roberts, l. S., Larson, a., Ober, w. C., & Garrison, c. (2001). Integrirani priformi zoologije. McGraw-Hill.
5. Kardong, k. V. (2006). Vretenčarji: primerjalna anatomija, funkcija, evolucija. McGraw-Hill.
6. Kliman, r. M. (2016). Enciklopedija evolucijske biologije. Akademski tisk.
7. LosOS, J. B. (2013). Princeton Vodnik po evoluciji. Princeton University Press.
8. Stran, r. D., & Holmes in. C. (2009). Molekularna evolucija: filogenetski pristop. John Wiley & Sons.
9. Riž, s. Do. (2009). Enciklopedija evolucije. Obvestiti založništvo.
10. Starr, c., Evers, c., & Starr, L. (2010). Biologija: pojmi in aplikacije brez fiziologije. Cengage učenje.