Тумачење филогеније, типови стабала, апликације

Један пхилогени, у еволутивној биологији, она представља еволуцијску историју групе организама или врсте, наглашавајући линију потомака и сродничке односе између група.

Тренутно, биолози су користили податке из примарне морфологије и компаративне анатомије, и из секвенци гена да реконструишу хиљаде и хиљаде стабала.

Ова стабла настоје да опишу историју еволуције различитих врста животиња, биљака, микроба и других органских бића која настањују земљу.

Аналогија са дрветом живота датира из времена Чарлса Дарвина. Овај бриљантни британски природњак размишља о ремек-дјелу "Порекло врста"Једна слика:" дрво "које представља гранање линија, почевши од заједничког претка.

Индек

• 1 Шта је филогенија?
• 2 Шта је филогенетско стабло?
• 3 Како се интерпретирају филогенетска стабла?
• 4. Како се реконструишу филогеније?
  • 4.1 Хомологни знакови
• 5 Врсте дрвећа
• 6 Политомиес
• 7 Еволуцијска класификација
  • 7.1 Монофилни линији
  • 7.2. Парапилетиц анд полипхилетиц линесагес
• 8 Апплицатионс
• 9 Референце

Шта је филогенија?

У светлу биолошких наука, један од најневероватнијих догађаја који се десио је еволуција. Наведена промена органских облика са временом може бити представљена у филогенетском стаблу. Према томе, филогенија изражава историју лозе и како су се оне временом промениле.

Једна од директних импликација овог графикона је заједничко порекло. То значи да су сви организми које данас видимо постали потомци са модификацијама прошлих облика. Ова идеја је била једна од најзначајнијих у историји науке.

Сви облици живота које данас можемо да ценимо - од микроскопских бактерија, до биљака и већих кичмењака - повезани су и овај однос је представљен у огромном и замршеном стаблу живота.

У аналогији са стаблом, врсте које данас живе представљале би лишће, а остале гране би биле њихова еволуциона историја.

Шта је филогенетско дрво?

Филогенетско стабло је графички приказ еволуционе историје групе организама. Овај образац историјских односа је филогенија коју истраживачи покушавају процијенити.

Дрвеће се састоји од чворова који се повезују са "гранама". Терминални чворови сваке гране су терминални таксони и представљају секвенце или организме за које су познати подаци - то могу бити живе или изумрле врсте.

Унутрашњи чворови представљају хипотетичке претке, док предак пронађен у корену стабла представља претка свих секвенци представљених у графу.

Како се интерпретирају филогенетска стабла?

Постоји много начина да се представи филогенетско стабло. Због тога је важно знати да ли су ове разлике које се примећују између два стабла резултат различитих топологија - то јест, стварне разлике које одговарају два графика - или једноставно разлике које се односе на стил представљања.

На пример, редослед по којем се ознаке појављују на врху може да варира, без промене значења графичког приказа, обично име врсте, рода, породице, између осталих категорија.

Ово се дешава зато што дрвеће подсећа на мобилни, где се гране могу ротирати без промене односа заступљених врста.

У том смислу, није битно колико пута је ред измијењен или су објекти који се "вјешају" ротирани, јер не мијењају начин на који су повезани - а то је важно.

Како се реконструишу филогеније?

Филогеније су хипотезе које се формулишу на основу индиректних доказа. Разређивање филогеније личи на рад истражитеља у решавању злочина пратећи трагове места злочина.

Биолози често постулирају своје филогеније користећи знање из неколико грана, као што су палеонтологија, компаративна анатомија, компаративна ембриологија и молекуларна биологија.

Фосилни запис, иако непотпун, пружа веома вриједне информације о временима дивергенције група врста.

С временом је молекуларна биологија надмашила сва наведена поља, а већина филогенија је изведена из молекуларних података..

Циљ реконструкције филогенетског стабла укључује низ значајних недостатака. Постоји око 1,8 милиона именованих врста и још много тога без описивања.

И мада значајан број научника свакодневно настоји обновити односе између врста, још увијек немамо комплетно дрво.

Хомологни ликови

Када биолози желе да опишу сличности између две структуре или процеса, они то могу учинити у смислу заједничког порекла (хомологије), аналогија (функција) или хомоплазије (морфолошке сличности)..

За реконструкцију филогеније користе се само хомологни знакови. Хомологија је кључни концепт у еволуцији и рекреацији односа између врста, јер само она адекватно одражава заједничко подријетло организама..

Претпоставимо да желимо да закључимо филогенију три групе: птице, слепе мишеве и људе. Да бисмо испунили наш циљ, одлучили смо да користимо горње екстремитете као карактеристику која нам помаже да уочимо образац односа.

Будући да птице и слепи мишеви имају модификоване структуре за лет, могли бисмо погрешно закључити да су шишмиши и птице више повезани од слепих мишева према људима. Зашто смо дошли до погрешног закључка? Зато што смо користили аналогни и нехомологни карактер.

Да бих пронашао праву везу, треба да тражим хомологни карактер, као што је присуство косе, млечних жлезда и три мале кости у средњем уху - да споменем само неколико. Међутим, хомологије нису лако дијагностиковати.

Врсте дрвећа

Нису сва стабла иста, постоје различити графички прикази и сваки успева да угради неку посебну карактеристику еволуције групе..

Најосновнија стабла су кладограми. Ови графикони приказују односе у смислу заједничког порекла (према најновијим заједничким прецима).

Адитивна стабла садрже додатне информације и приказана су у дужини грана.

Бројеви који су повезани са сваком граном одговарају неком атрибуту у секвенци - као што је количина еволутивних промена које су организми доживели. Поред "адитивних стабала", они су такође познати као метричка стабла или филограми.

Ултраметријска стабла, која се називају и дендограми, су посебан случај адитивних стабала, где су врхови дрвета једнако удаљени од корена до дрвета.

Ове последње две варијанте имају све податке које можемо наћи у кладограму и додатне информације. Према томе, они се међусобно не искључују, ако не и комплементарни.

Политомиес

Много пута, чворови стабала нису потпуно разрешени. Визуално се каже да постоји политика, када нова остави више од три гране (постоји само један предак за више од два непосредна потомка). Када дрво нема политомије, каже се да је потпуно разрешено.

Постоје два типа политома. Прва су "тврде" политичке. Они су својствени студијској групи и указују на то да су потомци еволуирали у исто време. Алтернативно, "меки" политиоми указују на неразјашњене односе узроковане подацима пер се.

Еволуцијска класификација

Монопхилетиц линеагес

Еволуцијски биолози настоје да пронађу класификацију која одговара обрасцу разгранатости филогенетске историје група. У овом процесу развијен је низ термина који се широко користе у еволуцијској биологији: монофилетички, парафилетски и полифилетички.

Таксон или монофилетичка лоза је она која садржи једну централну врсту, која је заступљена у чвору, и све њене потомке, али не и друге врсте. Ова групација се назива кладом.

Монофилетичке линије су дефинисане на сваком нивоу таксономске хијерархије. На пример, породица Фелидае, линија која садржи мачке (укључујући домаће мачке), сматра се монофилетичном..

Слично томе, Анималиа је такође монофилетички таксон. Као што видимо, породица Фелидае је унутар Анималиа, тако да монофилетичке групе могу бити угнијежђене.

Парафилетичке и полифилетичке линије

Међутим, нису сви биолози поделили мисао о класичној класификацији. У случајевима када подаци нису потпуни или једноставно ради лакшег сналажења, поједини таксони су названи тако да укључују врсте различитих класа или виших таксона које не дијеле новији заједнички предак.

Према томе, полифилетички таксон се дефинише као група која укључује организме различитих класа, а они не деле заједничког претка. На пример, ако желимо да одредимо групу хомеотерма, она ће укључивати птице и сисаре.

Насупрот томе, парапилетичка група не садржи све потомке најновијег заједничког претка. Другим ријечима, искључити било кога од чланова групе. Најчешће кориштени примјер су гмазови, ова група не садржи све потомке најновијег заједничког претка: птице.

Апплицатионс

Поред тога што доприносе тешком задатку разјашњавања стабла живота, филогеније имају и неке прилично значајне апликације..

У области медицине, филогеније се користе за праћење порекла и брзине преноса инфективних болести, као што су АИДС, денга и грипа.

Користе се иу грани конзерваторске биологије. Познавање филогеније угрожене врсте је од суштинског значаја за праћење узорака укрштања и нивоа хибридизације и инбридинга међу појединцима.

Референце

1. Баум, Д.А., Смитх, С.Д., & Донован, С.С. (2005). Изазов размишљања о дрвету. Сциенце, 310(5750), 979-980.
2. Цуртис, Х., & Барнес, Н.С. (1994). Позив на биологију. Мацмиллан.
3. Халл, Б.К. (Ед.). (2012). Хомологија: Хијерархијска основа компаративне биологије. Ацадемиц Пресс.
4. Хицкман, Ц.П., Робертс, Л.С., Ларсон, А., Обер, В.Ц., & Гаррисон, Ц. (2001). Интегрисани принципи зоологије. МцГрав-Хилл.
5. Хинцхлифф, ЦЕ, Смитх, СА, Аллман, ЈФ, Бурлеигх, ЈГ, Цхаудхари, Р., Цогхилл, ЛМ, Црандалл, КА, Денг, Ј., Древ, БТ, Газис, Р., Гуде, К., Хиббетт, ДС, Катз, ЛА, Лаугхингхоусе, ХД, МцТависх, ЕЈ, Мидфорд, ПЕ, Овен, ЦЛ, Рее, РХ, Реес, ЈА, Солтис, ДЕ, Виллиамс, Т., ... Цранстон, КА (2015). Синтеза филогеније и таксономије у свеобухватно дрво живота. Зборник радова Националне академије наука Сједињених Америчких Држава, 112(41), 12764-9.
6. Кардонг, К. В. (2006). Вертебрати: компаративна анатомија, функција, еволуција. МцГрав-Хилл.
7. Паге, Р. Д., & Холмес, Е.Ц. (2009). Молекуларна еволуција: филогенетски приступ. Јохн Вилеи & Сонс.