Filogenetiske tretyper og egenskaper, eksempler

EN Filogenetisk tre Det er en matematisk grafisk representasjon av historie- og stamforhold - etterkommere av grupper, bestander, arter eller noen annen taksonomisk kategori. Teoretisk sett kan alle fylogenetiske trær grupperes inn i livets tre, og utgjøre det universelle treet.

Disse grafiske representasjonene har revolusjonert studien av evolusjonsbiologi, siden de tillater å etablere og definere en art, teste forskjellige evolusjonshypoteser (for eksempel endosimbiotisk teori), evaluere opprinnelsen til sykdommer (for eksempel HIV), etc.

Kilde: John Gould (14.September.1804 - 3.Februar.1881) [Public Domain]

Trær kan gjenoppbygges ved hjelp av morfologiske eller molekylære tegn, eller begge deler. På samme måte er det forskjellige metoder for å bygge dem, den vanligste er den kladistiske metodikken. Dette søker å identifisere delte avledede tegn, kjent som synapomorfi.

[TOC]

Kjennetegn

Et av prinsippene utviklet av Charles Darwin utgjør den felles aner til alle levende organismer - det vil si at vi alle deler en ekstern forfedre.

I "Artenes opprinnelse" Darwin hever metaforen til "Livets tre". Bruk faktisk et hypotetisk grafisk tre for å utvikle ideen din (nysgjerrig, det er den eneste illustrasjonen av Opprinnelse).

Representasjonen av denne metaforen er det vi kjenner som fylogenetiske trær, som lar oss grafisk utvise historien og forholdene til en konkret gruppe organismer.

Anatomi av et fylogenetisk tre

I fylogenetiske trær kan vi skille følgende deler - fortsette med botanisk analogi:

Grener: Trelinjene kalles "grener", og disse representerer studiepopulasjonene i tid. Avhengig av type tre (se senere), kan lengden på grenen eller ikke ha en betydning.

På spissen av grenene finner vi organismer som vi ønsker å evaluere. Dette kan være enheter som for tiden er i live, eller utdødde vesener. Arten ville være bladene på treet vårt.

Rot: Roten er den mest forfedres gren av treet. Noen har det og kalles forankrede trær, mens andre ikke har det.

Noder: Grenpunktene til grenene i to eller flere avstamninger kalles noder. Poenget representerer den siste vanlige stamfaren til etterkommergruppene (merk at disse forfedrene er hypotetiske).

Eksistensen av en node innebærer en spesifikasjonshendelse - oppretting av nye arter. Etter dette følger hver art sin evolusjonære kurs.

Ytterligere terminologi

I tillegg til disse tre grunnleggende konseptene, er det andre nødvendige vilkår med hensyn til fylogenetiske trær:

Politomy: Når det i et fylogenetisk tre presenterer mer enn to grener i en node, sies det at det er en politisk. I disse tilfellene er det fylogenetiske treet ikke fullstendig løst, fordi forholdet mellom de involverte organismer ikke er klare. Dette skjer vanligvis på grunn av mangelen på data, og kan bare løses når en forsker samler seg mer.

Kan tjene deg: Tetrosas: Kjennetegn, Erytrosa, syntese, derivater

Ekstern gruppe: I fylogenetiske temaer er det vanlig å lytte til begrepet ekstern gruppe - også kalt Outgroup. Denne gruppen er valgt for å kunne rote treet. Det må velges som et taxon som tidligere divergerte studiegruppen. For eksempel, hvis jeg studerer echinodermos, kan du bruke Outgroup til ascidias.

Folkens

Det er tre grunnleggende typer trær: kladogram, additive trær og ultrabaserte trær.

Clayograms er de enkleste trærne og viser forholdet mellom organismer når det gjelder vanlige aner. Informasjon om denne typen tre ligger i forgreningsmønstre, siden størrelsen på grenene ikke har noen ekstra betydning.

Den andre typen tre er additivet, også kalt metriske trær eller filogrammer. Lengden på grenene er relatert til mengden evolusjonsendring.

Til slutt har vi ultrametriske trær eller dendogrammer, der alle spissene på trærne er i samme avstand (som ikke skjer i filogrammet, der et spiss kan vises under eller høyere enn partneren din). Lengden på grenen er relatert til evolusjonær tid.

Valget av treet er direkte relatert til det evolusjonære spørsmålet vi vil svare på. For eksempel, hvis vi bare bryr oss om forhold mellom individer, vil en kladogram være tilstrekkelig for studien.

Vanligste feil når du leser fylogenetiske trær

Selv om fylogenetiske trær vanligvis er grafikk for bred bruk i evolusjonsbiologi (og generelt biologi), er det mange studenter og fagpersoner som misforstår budskapet om at denne grafikken - tilsynelatende enkel - har tenkt å levere til leseren.

Det er ingen bagasjerom

Den første feilen er å lese dem sideveis, forutsatt at evolusjonen innebærer fremgang. Hvis vi forstår evolusjonsprosessen riktig, er det ingen grunn til å tro at til venstre er forfedrene og høyre arter den mest avanserte arten.

Selv om trebotanisk analogi er veldig nyttig, er det et punkt der den ikke lenger er så nøyaktig. Det er en avgjørende struktur av treet som ikke er til stede i treet: bagasjerommet. I fylogenetiske trær finner vi ingen hovedgren.

Spesielt kan noen mennesker betrakte mennesket som evolusjonens "endelige mål", og derfor arten Homo sapiens Det skal alltid være lokalisert som en siste enhet.

Kan tjene deg: tumor nekrose faktor (TNF): struktur, handlingsmekanisme, funksjon

Imidlertid er denne visjonen ikke i samsvar med evolusjonsprinsipper. Hvis vi forstår at fylogenetiske trær er mobile elementer, kan vi plassere Homo I en hvilken som helst terminalposisjon av treet, siden denne egenskapen ikke er relevant i representasjonen.

Nodene kan rotere

Et viktig kjennetegn på at vi må forstå fylogenetiske trær er at de representerer ikke -statisk grafikk.

I dem kan alle disse grenene rotere - på samme måte som en mobil kan gjøre det. Vi mener ikke at grenene kan flyttes til våre innfødte, fordi noen bevegelser vil innebære endringen av mønsteret eller Topologi Fra treet. Det vi kan rotere er nodene.

For å tolke budskapet om et tre, må vi ikke fokusere på spissen av grenene, vi må gjøre det på grenpunktene, som er det viktigste aspektet av grafikken.

I tillegg må vi ta hensyn til at det er forskjellige måter å tegne et tre. Mange ganger avhenger det av stilen til boken eller magasinet og endringene i form og plassering av grenene påvirker ikke informasjonen de vil formidle oss.

Vi kan ikke utlede eksistensen av forfedres eller "gamle" arter

Når vi skal referere til arter nåværende Vi må ikke bruke forfedres konnotasjoner. Når vi for eksempel tenker på forholdene mellom sjimpanser og mennesker, kan vi feilaktig forstå at sjimpanser er forfedre med hensyn til vår avstamning.

Imidlertid var den vanlige stamfaren til sjimpanser og mennesker ingen av dem. Å tro at sjimpanse er forfedre, det ville være å anta at evolusjonen stoppet når begge avstamningene ble skilt.

Etter den samme logikken i disse ideene, indikerer ikke et fylogenetisk tre om det er unge arter. Ettersom allelfrekvenser konstant er og det er nye tegn som endres over tid, er det vanskelig å bestemme alderen til en art, og absolutt gir et tre ikke oss slike data.

"Endringen av allelfrekvenser over tid" er måten populasjonen genetikk definerer evolusjonen.

De er uforanderlige

Når vi observerer et fylogenetisk tre, må vi forstå at denne grafen ganske enkelt er en hypotese generert fra konkrete bevis. Hvis vi legger til flere tegn til treet, endrer det topologien.

Forskernes ekspertise når du velger de beste karakterene som tillater å belyse forholdet til organismer det gjelder er nøkkelen. I tillegg er det veldig kraftige statistiske verktøy som lar forskere evaluere trær og velge de mest sannsynlige.

Kan tjene deg: proline: egenskaper, struktur, funksjoner, mat

Eksempler

De tre livets domener: Archaea, bakterier og eukarya

I 1977 foreslo forsker Carl Woese å gruppere levende organismer i tre domener: Archaea, bakterier og Eukarya. Dette nye klassifiseringssystemet (tidligere var det bare to kategorier, Eukaryota og Prokaryota) var basert på den ribosomale ribbemolekylære markøren.

Bakterier og eukaryoter er kjent organismer. Archaeas er vanligvis forvekslet med bakterier. De skiller seg imidlertid dypt i strukturen til cellekomponentene sine.

Derfor, selv om de er mikroskopiske organismer som bakterier, er medlemmene av Archaea -domenet mer relatert til eukaryoter - fordi de deler en stamfar i en tettere felles.

Kilde: Utarbeidet av Mariana Gelambi.

Filogenese av primater

Innenfor evolusjonsbiologi er et av de mest kontroversielle spørsmålene utviklingen av mennesket. For motstanderne av denne teorien er det ingen logikk for en evolusjon basert på en Simiesco -stamfar som ga opphav til den nåværende mannen.

Et sentralt konsept er å forstå at vi ikke utvikler oss fra nåværende aper, men at vi deler en felles stamfar med dem. I treet til aper og mennesker fremhever det at det vi kjenner som "ape" ikke er en gyldig monofiletisk gruppe, siden det ekskluderer mennesket.

Kilde: Utarbeidet av Mariana Gelambi.

Filogenese av Cetartiodactilos (Cetartiodactyla)

Evolusjonært sett representerte cetaceansene en gruppe virveldyr hvis forhold til resten av kameratens pattedyr ikke var veldig klare. Morfologisk har hvaler, delfiner og andre medlemmer få likheter med resten av pattedyrene.

Foreløpig takket være studiet av ulik morfologisk og molekylær karakter.

Kilde: Utarbeidet av Mariana Gelambi.

Referanser

1. Baum, d. TIL., Smith, s. D., & Donovan, S. S. (2005). Den tretynnende utfordringen. Vitenskap, 310(5750), 979-980.
2. Curtis, h., & Barnes, n. S. (1994). Invitasjon til biologi. Macmillan.
3. Hall, b. K. (Red.). (2012). Homologi: Det hierarkiske grunnlaget for komparativ biologi. Akademisk presse.
4. Hickman, ca. P., Roberts, l. S., Larson, a., Ober, w. C., & Garrison, C. (2001). Integrerte priorms av zoologi. McGraw-Hill.
5. Kardong, k. V. (2006). Virveldyr: Sammenlignende anatomi, funksjon, evolusjon. McGraw-Hill.
6. Kliman, r. M. (2016). Encyclopedia of Evolutionary Biology. Akademisk presse.
7. Losos, J. B. (2013). Princeton Guide to Evolution. Princeton University Press.
8. Side, r. D., & Holmes, og. C. (2009). Molekylær evolusjon: En fylogenetisk tilnærming. John Wiley & Sons.
9. Ris, s. TIL. (2009). Encyclopedia of Evolution. Informere publisering.
10. Starr, c., Evers, c., & Starr, L. (2010). Biologi: konsepter og applikasjoner uten fysiologi. Cengage Learning.