definicja filogenezy
filogeneza jest hipotetyczną relacją między porównywanymi grupami organizmów. Filogeneza jest często przedstawiana za pomocą drzewa filogenetycznego, na przykład prostego poniżej opisującego ewolucyjne relacje między wielkimi małpami.
rodzaj Pongo obejmuje orangutany, Pan obejmuje szympansy i bonobos, a Homo obejmuje ludzi, podczas gdy goryl jest oczywisty., Naukowcy wykorzystują dane zebrane na temat każdej z grup, w tym cechy fizjologiczne i dane genetyczne, aby porównać grupy ze sobą. Końce linii reprezentują żywe organizmy. Czasami linie są rysowane krócej niż inne linie, co wskazuje, że linia wygasła. Miejsca, które łączą linie, nazywane są węzłami. Węzły te reprezentują istotne zmiany w linii, która dała początek nowej linii.
Homininae reprezentują podrodzinę wielkich małp człekokształtnych., Dzięki fizjologicznym i genetycznym markerom naukowcy ustalili, że orangutany oddzieliły się od tej linii dawno temu. To sprawia, że goryle, szympansy i ludzie są znacznie bliżej spokrewnione niż jakakolwiek z grup orangutanów. Homininae znane są jako klad – Grupa linii, które mają wspólnego przodka. Zwykle organizmy w kladzie dzielą synapomorfię. W przypadku Homininae mają wspólną cechę, polegającą na tym, że potrafią sprawnie biegać po ziemi, co jest krokiem w kierunku dwunożności., Orangutany nie podzielają tej zdolności i większość czasu spędzają wspinając się na drzewach.
w powyższym kladogramie orangutan jest uważany za grupę outgroup, ponieważ jest organizmem najmniej spokrewnionym i służy do odróżniania pokrewieństwa między innymi grupami. Gdyby naukowcy chcieli włączyć orangutany do omawianego kladu, użyliby kladogramu lub drzewa filogenetycznego, takiego jak ten poniżej.
Ten kladogram obejmuje rodzaj Hylobates, czyli gibbons., Gibbony są jeszcze mniej spokrewnione, ponieważ w przeszłości różniły się od ludzi bardziej niż małpy. W tej wersji filogenezy gibbony reprezentują outgroup. Zauważ, że chociaż ta sama filogeneza jest reprezentowana, można ją narysować na bardzo różne sposoby. Jakkolwiek jest to narysowane, różne węzły i linie reprezentują sekwencję zdarzeń ewolucyjnych. Tak długo, jak ta sekwencja jest taka sama, dwa kladogramy lub drzewa filogenetyczne reprezentują tę samą filogenezę lub hipotezę.,
naukowcy próbują zaprojektować filogenezę, która ma najmniej zmian lub węzłów. Zmiany mogą być wytwarzane tylko przez mutacje w organizmie lub zdarzenie, które oddziela populację. Oba te zdarzenia są stosunkowo mało prawdopodobne. Twórca systematyki filogenetycznej Willi Hennig zasugerował, że najbardziej prawdopodobna filogeneza byłaby najbardziej parsymoniczna. Parsimonious filogenies mieć najmniejszy zmiany, porównywać inne filogenie. Do niedawna postęp w technikach genetycznych był uważany za bardziej rzeczowy., Obecnie wykazano, że odwrócenia i inne bardzo mało prawdopodobne mutacje rzeczywiście były przyczyną różnych organizmów pojawiających się nie na miejscu w filogenezie. Dzięki dodatkowym informacjom i technikom genetycznym można uzyskać jaśniejszy obraz zależności między organizmami.
w biologii ochrony naukowcy używają filogenezy, aby pomóc określić, który organizm chronić. Grupy organizmów są określane jako Evolutionary Significant Units (EUS), aby pomóc zidentyfikować bioróżnorodność w organizmach., Na przykład, jednym z powodów, dla których trudno było naukowcom chronić interesy niedźwiedzia polarnego, jest to, że niedźwiedź polarny jest nadal blisko spokrewniony z niedźwiedziem brunatnym. Ewolucyjnie niedźwiedzie brunatne tworzą trzy odrębne linie, których częścią jest niedźwiedź polarny. Niedźwiedzie polarne są nadal w stanie z powodzeniem rozmnażać się z niedźwiedziami brunatnymi.
natomiast Leopard zachmurzony faktycznie istnieje jako 3 odrębne ESUs. Populacje lampartów zachmurzonych rozprzestrzeniły się z Azji południowej, Na Wyspy takie jak Borneo. W miarę ich rozprzestrzeniania się populacje były oddzielane od siebie i stawały się odrębnymi genetycznie., Każdy osobny ESU jest tak różnie spokrewniony, jak lwy i tygrysy. Podejmując więc decyzje o tym jakie zwierzęta należy chronić, naukowcy czasami uważają za mądrzejsze chronić zwierzęta takie jak mętny leopard, który faktycznie reprezentuje dużą różnorodność genetyczną, a nie niedźwiedź polarny, który jest relatywnie niedawną ewolucją niedźwiedzi brunatnych.
filogeneza może być również wykorzystywana przez genetyków w celu identyfikacji populacji zagrożonych różnymi chorobami genetycznymi., Ponieważ mutacje genetyczne są odpowiedzialne za choroby genetyczne, istnieją w populacjach w taki sam sposób, jak dziedziczone postacie. Dlatego genetycy mogą śledzić i obserwować wystąpienia choroby w populacji, aby zidentyfikować jej źródło, sposób przenoszenia i inne ważne cechy choroby. Chociaż są to tylko dwa proste przykłady zastosowań filogenezy, są one używane za każdym razem relacje między grupami zwierząt są hipotezą.
- kladogram – diagram służący do reprezentowania filogenezy, zwany także drzewem filogenetycznym.,
- Systematyka filogenetyczna – gałąź biologii, która klasyfikuje organizmy metodami filogenetycznymi.
- Parsimonious – najprostsza filogeneza, która ma najmniejszą liczbę zmian między grupami organizmów.
- Synapomorfia-postać, dzielona przez dwie grupy w filogenezie, dziedziczona po wspólnym przodku.
Quiz
1. Cenancestor jest teoretycznym wspólnym przodkiem całego życia na ziemi. Jeśli filogeneza zostanie narysowana z cenancestorem i wszystkimi jego potomkami, która grupa zostanie wykluczona z kladogramu?,
A. bakterie
B. Eukaryoty
C. Brak wykluczonych grup
2. Naukowiec chce stworzyć filogenezę, która opisuje relacje między różnymi rodzajami żab. Która z poniższych grup może być użyta przez naukowca jako odpowiednia Grupa zewnętrzna?
A. Tree-frog
B. Dart Frog
C. Salamander
3. Naukowiec opracował 3 różne filogenezy, które opisują relacje między różnymi gatunkami słoni. W filogenezie A występują 4 zmiany całkowite, które doprowadziły do powstania 4 różnych gatunków. W filogenezie B I C reprezentowane są jeszcze 4 gatunki, jednak ich utworzenie wymaga odpowiednio 6 i 8 zmian. Która filogeneza jest prawdopodobnie poprawna?
A. Phylogeny a
B. Phylogeny B
C., Phylogeny C