Fylogeny Definition
en fylogeny är ett hypotetiskt förhållande mellan grupper av organismer som jämförs. En fylogeni avbildas ofta med hjälp av ett fylogenetiskt träd, som den enkla nedan beskriver de evolutionära relationerna mellan de stora aporna.
släktet Pongo innehåller orangutanger, Pan innehåller schimpanser och bonobos, och Homo inkluderar människor, medan Gorilla är självklart., Forskare använder data som samlats in om var och en av grupperna, inklusive fysiologiska egenskaper och genetiska data, för att jämföra grupperna mot varandra. Linjens ändar representerar de levande organismerna. Ibland dras linjerna kortare än andra linjer, vilket indikerar att en härstamning gick utdöd. De platser som linjer ansluter kallas noder. Dessa noder representerar viktiga förändringar i linjen som gav upphov till en ny linje.
Homininae representerar en underfamilj av de stora aporna., Genom fysiologiska och genetiska markörer har forskare bestämt att orangutanger avviker från denna linje för länge sedan. Detta gör gorillor, schimpanser och människor mycket närmare besläktade än någon av grupperna är att orangutanger. Homininae är känd som en clade – en grupp av lineages som delar en gemensam förfader. Typiskt delar organismerna i en clade en synapomorfy. När det gäller Homininae delar de egenskapen att kunna springa effektivt på marken, ett steg mot bipedalism., Orangutanerna delar inte denna förmåga och spenderar större delen av sin tid att klättra i träden.
i ovanstående kladogram anses orangutangen vara gruppen, eftersom den är den minst relaterade organismen och används för att hjälpa till att skilja relatedness mellan de andra grupperna. Om forskare ville inkludera orangutanger i kladen som diskuteras, skulle de använda ett kladogram eller fylogenetiskt träd, som det nedan.
detta kladogram innehåller släktet Hylobates eller gibbons., Gibbons är ännu mindre relaterade, eftersom de avviker från människor längre i det förflutna än aporna. I denna version av fylogenin representerar gibbons outgroup. Observera att även om samma fylogeni är representerad kan den dras på mycket olika sätt. Det är dock ritat, de olika noderna och linjerna representerar en sekvens av evolutionära händelser. Så länge den sekvensen är densamma representerar de två cladogrammen eller fylogenetiska träden samma fylogeni eller hypotes.,
forskare försöker utforma en fylogeni som har minst antal ändringar eller noder. Förändringar kan endast åstadkommas genom mutationer i en organism eller en händelse som skiljer en population. Båda dessa händelser är relativt osannolika. Grundaren av fylogenetisk systematik, Willi Hennig, föreslog att den mest sannolika fylogenin skulle vara den mest parsimonious fylogeny. Parsimonious fylogenies har minst förändringar, jämfört med andra fylogenier. Fram till de senaste framstegen inom genetiska tekniker ansågs detta vara mer sakligt., Nu har det visat sig att omvändningar och andra mycket osannolika mutationer verkligen har varit orsaken till att olika organismer uppträder på sin plats i fylogenin. Med ytterligare information och genetiska tekniker kan en tydligare bild av relationerna mellan organismer erhållas.
i bevarandebiologi använder forskare fylogenier för att identifiera vilken organism som ska skydda. Grupper av organismer betecknas som evolutionära signifikanta enheter (esu) för att hjälpa till att identifiera biologisk mångfald i organismer., Till exempel, en del av anledningen till att det har varit svårt för forskare att skydda isbjörnens intressen är att isbjörnen fortfarande är nära relaterad till den bruna björnen. Evolutionärt bildar bruna björnar tre distinkta linjer, varav isbjörnen är en del. Isbjörnar kan fortfarande framgångsrikt odla med bruna björnar.
däremot finns den grumlade leoparden faktiskt som 3 distinkta esu. Populationer av grumlade leoparder sprids från Asien söder, till öar som Borneo. När de spred sig separerades populationerna från varandra och blev genetiskt distinkta., Varje separat ESU är lika annorlunda relaterad som lejon och tigrar. Således, när man fattar beslut om vilka djur som ska skyddas, tycker forskare ibland att det är klokare att skydda djur som den molniga leoparden, som faktiskt representerar en hel del genetisk mångfald, snarare än isbjörnen, vilket är en relativt ny utveckling av bruna björnar.
en fylogeni kan också användas av genetiker för att identifiera populationer som är i riskzonen för olika genetiska sjukdomar., Eftersom genetiska mutationer är ansvariga för genetisk sjukdom, finns de i populationer på samma sätt som ärftliga tecken gör. Därför kan genetiker spåra och observera förekomsten av en sjukdom i en population för att identifiera dess källa, överföringsmetod och andra viktiga egenskaper hos sjukdomen. Även om dessa är bara två enkla exempel på användningen av en fylogeni, används de när som helst relationerna mellan grupper av djur hypotes.
- Cladogram – ett diagram som används för att representera en fylogeni, även kallad ett fylogenetiskt träd.,
- fylogenetisk systematik – grenen av biologi som klassificerar organismer med hjälp av fylogenetiska metoder.
- Parsimonious – den enklaste fylogeni, som har minst antal förändringar mellan grupper av organismer.
- Synapomorphy – ett tecken, delat av två grupper i en fylogeni, ärvt från en gemensam förfader.
Quiz
1. Cenancestor är den teoretiska gemensamma förfader till allt liv på jorden. Om en fylogeni dras med cenancestor och alla dess efterkommande, vilken grupp skulle uteslutas från kladogrammet?,
A. bakterier
B. eukaryoter
C. inga grupper uteslutna
2. En forskare vill skapa en fylogeni som beskriver relationerna mellan olika typer av grodor. Vilken av följande kan forskaren använda som en lämplig utgrupp?
A. Tree-frog
B. Dart Frog
C. Salamander
3. En forskare har utvecklat 3 olika fylogenier som beskriver relationerna mellan olika arter av elefanter. I fylogeni A, Det finns 4 totala förändringar som resulterade i 4 olika arter. I fylogenier B och C finns det fortfarande 4 totala arter representerade, men de tar 6 respektive 8 förändringar för att skapa dem. Vilken fylogeni är förmodligen korrekt?
A. Fylogeny a
B. Fylogeny b
C., Phylogeny C