Phylogeniedefinition
Eine Phylogenie ist eine hypothetische Beziehung zwischen Gruppen von Organismen, die verglichen werden. Eine Phylogenie wird oft mit einem phylogenetischen Baum dargestellt, wie der einfache unten, der die evolutionären Beziehungen zwischen den Menschenaffen beschreibt.
Die Gattung Pongo umfasst Orang-Utans, Pan umfasst Schimpansen und Bonobos, und Homo umfasst Menschen, während Gorilla ist selbstverständlich., Wissenschaftler verwenden Daten, die über jede der Gruppen gesammelt wurden, einschließlich physiologischer Merkmale und genetischer Daten, um die Gruppen miteinander zu vergleichen. Die Enden der Linien repräsentieren die lebenden Organismen. Manchmal sind die Linien kürzer als andere Linien gezeichnet, was darauf hinweist, dass eine Linie ausgestorben ist. Die Orte, die Linien verbinden, werden Knoten genannt. Diese Knoten stellen wichtige Änderungen in der Abstammung dar, die zu einer neuen Linie geführt haben.
Die Hominine stellen eine Unterfamilie der Menschenaffen., Durch physiologische und genetische Marker haben Wissenschaftler festgestellt, dass Orang-Utans vor langer Zeit von dieser Linie abgewichen sind. Dies macht Gorillas, Schimpansen und Menschen viel enger verwandt als jede der Gruppen mit Orang-Utans. Die Homininae ist als Clade bekannt – eine Gruppe von Linien, die einen gemeinsamen Vorfahren teilen. Typischerweise teilen sich die Organismen in einer Klade eine Synapomorphie. Im Fall der Homininen teilen sie die Eigenschaft, effizient auf dem Boden laufen zu können, ein Schritt in Richtung Zweibeinigkeit., Die Orang-Utans teilen diese Fähigkeit nicht und verbringen die meiste Zeit damit, in den Bäumen zu klettern.
Im obigen Cladogramm wird der Orang-Utan als die Outgroup betrachtet, da er der am wenigsten verwandte Organismus ist und verwendet wird, um die Verwandtschaft zwischen den anderen Gruppen zu unterscheiden. Wenn Wissenschaftler Orang-Utans in die diskutierte Clade aufnehmen wollten, würden sie ein Cladogramm oder einen phylogenetischen Baum wie den folgenden verwenden.
Diese cladogram umfasst die Gattung Hylobates, oder die gibbons., Gibbons sind noch weniger verwandt, da sie in der Vergangenheit weiter von Menschen unterschieden als die Affen. In dieser Version der Phylogenie repräsentieren die Gibbons die Outgroup. Beachten Sie, dass, obwohl die gleiche Phylogenie dargestellt wird, sie auf sehr unterschiedliche Weise gezeichnet werden kann. Wie auch immer es gezeichnet wird, die verschiedenen Knoten und Linien stellen eine Folge von evolutionären Ereignissen dar. Solange diese Sequenz gleich ist, repräsentieren die beiden Cladogramme oder phylogenetischen Bäume dieselbe Phylogenie oder Hypothese.,
Wissenschaftler versuchen, eine Phylogenie zu entwerfen, die die wenigsten Änderungen oder Knoten aufweist. Veränderungen können nur durch Mutationen in einem Organismus oder ein Ereignis erzeugt werden, das eine Population trennt. Beide Ereignisse sind relativ unwahrscheinlich. Der Begründer der phylogenetischen Systematik, Willi Hennig, schlug vor, dass die wahrscheinlichste Phylogenie die sparsamste Phylogenie sei. Sparsame Phylogenien haben im Vergleich zu anderen Phylogenien die wenigsten Veränderungen. Bis zu den jüngsten Fortschritten in der Gentechnik wurde dies als sachlicher angesehen., Nun hat sich gezeigt, dass Umkehrungen und andere sehr unwahrscheinliche Mutationen tatsächlich die Ursache dafür waren, dass verschiedene Organismen in der Phylogenie fehl am Platz erschienen. Mit zusätzlichen Informationen und Gentechniken kann eine klarere Sicht auf die Beziehungen zwischen Organismen erhalten werden.
In der Konservierungsbiologie verwenden Wissenschaftler Phylogenien, um herauszufinden, welcher Organismus geschützt werden soll. Gruppen von Organismen werden als evolutionäre signifikante Einheiten (ESUs) bezeichnet, um die Biodiversität in Organismen zu identifizieren., Zum Beispiel ist ein Teil des Grundes, warum es für Wissenschaftler schwierig war, die Interessen des Eisbären zu schützen, dass der Eisbär immer noch eng mit dem Braunbären verwandt ist. Evolutionär bilden Braunbären drei verschiedene Linien, zu denen der Eisbär gehört. Eisbären können immer noch erfolgreich mit Braunbären brüten.
Im Gegensatz dazu existiert der trübe Leopard tatsächlich als 3 verschiedene ESUs. Populationen von getrübten Leoparden breiten sich von Asien nach Süden auf Inseln wie Borneo aus. Als sie sich ausbreiteten, wurden die Populationen voneinander getrennt und wurden genetisch verschieden., Jede einzelne ESU ist so unterschiedlich verwandt wie Löwen und Tiger. Wenn Wissenschaftler also Entscheidungen darüber treffen, welche Tiere geschützt werden sollen, ist es manchmal klüger, Tiere wie den trüben Leoparden, der tatsächlich viel genetische Vielfalt darstellt, zu schützen, als den Eisbären, der eine relativ neue Entwicklung der Braunbären darstellt.
Eine Phylogenie kann auch von Genetikern verwendet werden, um Populationen zu identifizieren, bei denen ein Risiko für verschiedene genetische Erkrankungen besteht., Da genetische Mutationen für genetische Krankheiten verantwortlich sind, existieren sie in Populationen auf die gleiche Weise wie vererbbare Charaktere. Daher können Genetiker das Auftreten einer Krankheit in einer Population verfolgen und beobachten, um ihre Quelle, Art der Übertragung und andere wichtige Merkmale der Krankheit zu identifizieren. Obwohl dies nur zwei einfache Beispiele für die Verwendung einer Phylogenie sind, werden sie jedes Mal verwendet, wenn die Beziehungen zwischen Tiergruppen vermutet werden.
- Cladogram – Ein Diagramm zur Darstellung einer Phylogenie, auch als phylogenetischer Baum.,
- Phylogenetische Systematik-Der Zweig der Biologie, der Organismen mit phylogenetischen Methoden klassifiziert.
- Sparsam – Die einfachste Phylogenie, die die geringste Anzahl von Veränderungen zwischen Gruppen von Organismen aufweist.
- Synapomorphie-Ein Zeichen, das von zwei Gruppen in einer Phylogenie geteilt wird und von einem gemeinsamen Vorfahren geerbt wird.
>
1. Der Cenancestor ist der theoretisch gemeinsame Vorfahr für alles Leben auf der Erde. Wenn eine Phylogenie mit dem Cenancestor und all seinen Nachkommen gezeichnet wird, welche Gruppe wäre vom Cladogramm ausgeschlossen?,
A. Bakterien
B. Eukaryoten
C. Keine Gruppen ausgeschlossen
2. Ein Wissenschaftler möchte eine Phylogenie erstellen, die die Beziehungen zwischen verschiedenen Arten von Fröschen beschreibt. Welche der folgenden könnte der Wissenschaftler als geeignete Outgroup verwenden?
A. Baum-Frosch
B. Dart Frosch
C. Salamander
3. Ein Wissenschaftler hat 3 verschiedene Phylogenien entwickelt, die die Beziehungen zwischen verschiedenen Elefantenarten beschreiben. In der Phylogenie A gibt es insgesamt 4 Veränderungen, die zu 4 verschiedenen Arten führten. In den Phylogenien B und C sind noch 4 Gesamtarten vertreten,sie benötigen jedoch 6 bzw. Welche Phylogenie ist wahrscheinlich richtig?
A. Phylogenie A
B. Phylogenie B
C., Phylogenie C