Filogenetik yorumlama, ağaç türleri, uygulamalar



bir filogenisi, evrimsel biyolojide, bir grup organizmanın ya da türün evrimsel tarihinin, soyundan gelenleri ve gruplar arasındaki akrabalık ilişkilerini vurgulayan bir temsilidir..

Günümüzde biyologlar, öncelikle morfoloji ve karşılaştırmalı anatomiden ve gen dizilerinden binlerce ve binlerce ağacı yeniden yapılandırmak için veri kullandılar..

Bu ağaçlar yeryüzünde yaşayan farklı hayvan türlerinin, bitkilerin, mikropların ve diğer organik varlıkların evrimsel tarihini tanımlamaya çalışır..

Hayat ağacına benzetme, Charles Darwin'in zamanına dayanır. Bu mükemmel İngiliz doğa bilimcisi, şahesere yansıyor "Türlerin Kökeni"Tek bir görüntü: Ortak bir atadan başlayarak soyların dallanmasını temsil eden" ağaç ".

indeks

  • 1 Bir filoloji nedir?
  • 2 Filogenetik ağaç nedir?
  • 3 Filogenetik ağaçlar nasıl yorumlanır??
  • 4 Filogeniler nasıl yeniden yapılandırılır??
    • 4.1 Homolog karakterler
  • 5 Ağaç türleri
  • 6 Politomiler
  • 7 Evrimsel sınıflandırma
    • 7.1 Monofilik soylar
    • 7.2 Parafitik ve polifirik soylar
  • 8 Uygulamalar
  • 9 Kaynaklar

Bir filogenisi nedir?

Biyolojik bilimler ışığında, gerçekleşen en şaşırtıcı olaylardan biri evrimdir. Organik formlarda zamanla geçişin söz konusu değişimi filogenetik bir ağaçta gösterilebilir. Bu nedenle, filogeni soy tarihini ve zaman içinde nasıl değiştiğini ifade eder..

Bu grafiğin doğrudan çıkarımlarından biri ortak dayanaktır. Başka bir deyişle, bugün gördüğümüz tüm organizmaların, eski formların modifikasyonları ile torun olarak ortaya çıktığını söylemek gerekir. Bu fikir bilim tarihinde en önemli konulardan biri olmuştur..

Bugün takdir edebileceğimiz tüm yaşam biçimleri - mikroskopik bakterilerden, bitkilere ve daha büyük omurgalılara - bağlanır ve bu ilişki engin ve karmaşık yaşam ağacında temsil edilir..

Ağacın benzetmesi içinde, bugün yaşayan türler yaprakları temsil eder ve dalların geri kalanı evrimsel tarih olur..

Filogenetik ağaç nedir?

Filogenetik bir ağaç, bir grup organizmanın evrimsel tarihinin grafiksel bir gösterimidir. Bu tarihsel ilişkilerin örneği, araştırmacıların tahmin etmeye çalıştıkları filolojidir.

Ağaçlar "dallara" bağlanan düğümlerden oluşur. Her dalın uç düğümleri uç taksonlarıdır ve verilerin bilindiği dizileri veya organizmaları temsil eder - bunlar canlı veya nesli tükenmiş türler olabilir.

İçsel düğümler varsayımsal ataları temsil ederken, ağacın kökünde bulunan ata grafikte gösterilen tüm dizilerin atalarını temsil eder..

Filogenetik ağaçlar nasıl yorumlanır??

Filogenetik bir ağacı temsil etmenin birçok yolu vardır. Bu nedenle, iki ağaç arasında gözlenen bu farklılıkların farklı topolojilerden mi kaynaklandığını, yani iki grafiğe karşılık gelen gerçek farklılıkları mı, yoksa sadece temsil tarzıyla ilgili farklılıkları mı olduğunu bilmek önemlidir..

Örneğin, etiketlerin en üstte göründüğü sıra, grafik gösteriminin anlamını değiştirmeden, genellikle türlerin, cinsin, ailenin ve diğer kategorilerin isimlerinin değişmesine neden olabilir..

Bu, ağaçların, bir mobiline benzer olması nedeniyle, dalların, temsil edilen türlerin ilişkilerini değiştirmeden dönebildiği bir mobili andırması nedeniyle oluşur..

Bu anlamda, siparişin kaç kez değiştirildiği veya “asılı” nesnelerin döndürüldüğü önemli değildir, çünkü bağlanma şeklini değiştirmez - ve bu önemli bir şeydir..

Filogeniler nasıl yeniden yapılandırılır??

Filogeniler, dolaylı kanıtlara dayanarak formüle edilen hipotezlerdir. Bir filogeniyi incelemek, olay yerinin izlerini takip ederek bir araştırmacının bir suçu çözme çalışmalarına benzer.

Biyologlar, paleontoloji, karşılaştırmalı anatomi, karşılaştırmalı embriyoloji ve moleküler biyoloji gibi birçok daldan gelen bilgileri kullanarak filloglarını ortaya koyarlar..

Fosil kayıtları, eksik olmasına rağmen, tür gruplarının ayrışma zamanları hakkında çok değerli bilgiler sağlar..

Zaman geçtikçe, moleküler biyoloji belirtilen tüm alanları aştı ve çoğu filogenisi moleküler verilerden çıkarıldı..

Filogenetik bir ağacın yeniden inşasının amacı, bir dizi ana dezavantajı içerir. Tarif edilmeden yaklaşık 1.8 milyon tür ve daha birçoğu var.

Her ne kadar önemli sayıda bilim insanı türler arasındaki ilişkileri yeniden inşa etmek için her gün çaba gösterse de, hala tam bir ağacımız yok.

Homolog karakterler

Biyologlar iki yapı veya süreç arasındaki benzerlikleri tanımlamak istediklerinde bunu ortak soy (homolojiler), analojiler (fonksiyon) veya homoplaziler (morfolojik benzerlik) açısından yapabilirler..

Bir filogeniyi yeniden oluşturmak için sadece homolog karakterler kullanılır. Homoloji, evrimde ve türler arasındaki ilişkilerin yeniden yaratılmasında kilit bir kavramdır, çünkü yalnızca organizmaların ortak kökenini yeterince yansıtmaktadır..

Kuşlar, yarasalar ve insanlar: Üç grubun felsefesini anlamak istediğimizi varsayalım. Hedefimizi gerçekleştirmek için üst ekstremiteleri ilişki modelini ayırt etmemize yardımcı olan bir özellik olarak kullanmaya karar verdik..

Kuşlar ve yarasalar uçuş için değiştirilmiş yapılara sahip olduklarından, yanlışlıkla, yarasaların ve kuşların insanlarla yarasalardan daha fazla ilgili olduğu sonucuna varabiliriz. Neden yanlış bir sonuca vardık? Çünkü biz benzer ve homolog olmayan bir karakter kullandık.

Doğru ilişkiyi bulmak için, saçtan, meme bezlerinden ve orta kulaktaki üç küçük kemikten oluşan bir homolog karakter aramalıyım - sadece birkaçı. Ancak, homolojileri teşhis etmek kolay değildir.

Ağaç türleri

Bütün ağaçlar aynı değildir, farklı grafik gösterimleri vardır ve her biri grubun evriminin kendine özgü bir özelliğini dahil etmeyi başarır..

En temel ağaçlar kladogramlardır. Bu grafikler ortak atalar açısından ilişkileri göstermektedir (en son ortak atalara göre).

Katkı ağaçları ek bilgi içerir ve dalların uzunluğu ile gösterilir..

Her dalla ilişkilendirilen sayılar, dizilimdeki bazı özelliklere tekabül eder - örneğin organizmaların yaşadığı evrimsel değişim miktarı. "Katkılı ağaçlar" ın yanı sıra, metrik ağaçlar veya filogramlar olarak da bilinir..

Dendogram olarak da adlandırılan ultrametrik ağaçlar, ağacın uçlarının kökten ağaca eşit derecede eşit olduğu özel bir ilave ağaç durumudur..

Bu son iki değişken, bir cladogramda bulabileceğimiz tüm verilere ve ek bilgilere sahiptir. Bu nedenle, tamamlayıcı değilse, birbirini dışlayan değillerdir..

saçaklanmasıyla

Çoğu zaman, ağaçların düğümleri tamamen çözülmez. Görsel olarak, yeni bir tane üç daldan fazlasını terk ettiğinde bir politika olduğu söylenir (ikiden fazla acil soy için yalnızca bir ata vardır). Bir ağacın çok gövdeli olmadığı zaman, tamamen çözüldüğü söylenir..

İki tür politomi vardır. Birincisi "zor" politomilerdir. Bunlar çalışma grubuna özgüdür ve torunların aynı anda geliştiğini gösterir. Alternatif olarak, "yumuşak" polytomiler verilerden kaynaklanan çözülmemiş ilişkileri belirtir kendi başına.

Evrimsel sınıflandırma

Monofiziksel soylar

Evrimsel biyologlar, grupların filogenetik tarihinin dallanma düzenine uyan bir sınıflandırma bulmaya çalışırlar. Bu süreçte, evrimsel biyolojide yaygın olarak kullanılan bir dizi terim geliştirilmiştir: monofilik, parafitrik ve polifetik.

Takson veya monofyotik bir soy, düğümde temsil edilen bir ancentral türü ve onun soyundan gelenleri, diğer türleri içermeyen bir türdür. Bu gruplamaya bir clade denir.

Monofiziksel soylar, taksonomik hiyerarşinin her seviyesinde tanımlanmaktadır. Örneğin, kedigiller (evcil kediler dahil) içeren bir soy olan Felidae Ailesi, monofirik olarak kabul edilir..

Benzer şekilde, Animalia da monofilik bir taksondur. Felidae ailesinin Animalia'da olduğunu gördüğümüz gibi, monofizik gruplar yuvalanabilir.

Parafitik ve polifirik soylar

Bununla birlikte, tüm biyologlar kladistik sınıflandırma düşüncesini paylaşmazlar. Verilerin tam olmadığı veya basit olması için kolaylık olması durumunda, daha önce ortak bir atayı paylaşmayan farklı klavuz türlerini veya daha yüksek taksonları içeren belirli taksonlar.

Bu nedenle, polifirik takson, farklı kordlardaki organizmaları içeren bir grup olarak tanımlanır ve bunlar ortak bir atayı paylaşmaz. Örneğin, bir grup homeotermi belirlemek istiyorsak, kuşları ve memelileri içerir..

Buna karşılık, paratifik bir grup en son ortak ataların soyundan gelenleri içermez. Başka bir deyişle, grubun herhangi bir üyesini hariç tutun. En çok kullanılan örnek sürüngenlerdir, bu grup en son ortak ataların soyundan gelenleri içermez: kuşlar.

uygulamaları

Fillogeni hayat ağacını aydınlatmanın zor görevine katkıda bulunmasının yanı sıra, bazı önemli uygulamalara da sahiptir..

Tıp alanında filogeniler, AIDS, dang ve grip gibi bulaşıcı hastalıkların kökenini ve bulaşma oranlarını izlemek için kullanılır..

Ayrıca koruma biyolojisi dalında da kullanılırlar. Nesli tükenmekte olan bir türün filojeni bilgisi, geçiş paternlerini ve melezleme ve bireyler arasındaki melezleme seviyesini izlemek için önemlidir..

referanslar

  1. Baum, D.A., Smith, S.D., ve Donovan, S. S. (2005). Ağaç düşünme mücadelesi. bilim, 310(5750), 979-980.
  2. Curtis, H. ve Barnes, N. S. (1994). Biyolojiye davet. Macmillan.
  3. Hall, B.K. (Ed.). (2012). Homoloji: Karşılaştırmalı biyolojinin hiyerarşik temeli. Akademik Basın.
  4. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., ve Garrison, C. (2001). Entegre zooloji prensipleri. McGraw-Hill.
  5. Hinchliff, CE, Smith, SA, Allman, JF, Burleigh, JG, Chaudhary, R., Coghill, LM, Crandall, KA, Deng, J., Drew, BT, Gazis, R., Gude, K., Hibbett, DS, Katz, LA, Laughinghouse, HD, McTavish, EJ, Midford, PE, Owen, CL, Ree, RH, Rees, Ja, Soltis, DE, Williams, T., ... Cranston, KA (2015). Filogen ve taksonominin kapsamlı bir yaşam ağacına sentezi. Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri, 112(41), 12764-9.
  6. Kardong, K. V. (2006). Omurgalılar: karşılaştırmalı anatomi, fonksiyon, evrim. McGraw-Hill.
  7. Page, R.D., ve Holmes, E. C. (2009). Moleküler evrim: filogenetik bir yaklaşım. John Wiley & Sons.