A fylogeni, I evolutionärbiologi är det en representation av evolutionshistorien hos en grupp organismer eller en art, med betoning på härstamningslinjen och släktförhållandet mellan grupperna..
Idag har biologer använt data främst från jämförande morfologi och anatomi och från gensekvenser för att rekonstruera tusentals tusentals träd..
Dessa träd försöker beskriva den evolutionära historien för olika djurarter, växter, mikrober och andra organiska varelser som bor på jorden..
Analogin med livets träd är från Charles Darwins tid. Denna lysande brittiska naturforskare fångar in mästerverket "Arternas ursprung"En enstaka bild: ett" träd "som representerar förgreningarna i släktlinjerna, med utgångspunkt från en gemensam förfader.
Artikelindex
Mot bakgrund av de biologiska vetenskaperna är evolutionen en av de mest fantastiska händelserna som har ägt rum. Denna förändring i organiska former över tid kan representeras i ett fylogenetiskt träd. Därför uttrycker fylogeni släktens historia och hur de har förändrats över tiden..
En av de direkta konsekvenserna av denna graf är gemensamma anor. Det vill säga alla organismer som vi ser idag har dykt upp som ättlingar med modifieringar av tidigare former. Denna idé har varit en av de viktigaste i vetenskapens historia.
Alla livsformer som vi kan uppskatta idag - från mikroskopiska bakterier, till växter och de största ryggradsdjuren - är kopplade och denna relation representeras i det stora och invecklade livets träd..
Inom trädets analogi skulle de arter som lever idag representera bladen och resten av grenarna skulle vara deras evolutionära historia.
Ett fylogenetiskt träd är en grafisk representation av en grupp organismeras evolutionära historia. Detta mönster av historiska förhållanden är fylogenin som forskare försöker uppskatta..
Träd består av noder som förbinder "grenarna". Terminalnoderna för varje gren är terminal taxa och representerar de sekvenser eller organismer för vilka data är kända - dessa kan vara levande eller utdöda arter.
De interna noderna representerar hypotetiska förfäder, medan den förfader som finns vid roten till trädet representerar förfadern för alla sekvenser som representeras i diagrammet..
Det finns många sätt att representera ett fylogenetiskt träd. Därför är det viktigt att veta hur man känner igen om dessa skillnader som observeras mellan två träd beror på olika topologier - det vill säga verkliga skillnader som motsvarar två stavningar - eller helt enkelt är skillnader relaterade till representationsstilen..
Till exempel kan ordningen i vilken etiketterna visas högst variera, utan att ändra betydelsen av den grafiska representationen, vanligtvis namnet på arten, släktet, familjen, bland andra kategorier..
Detta inträffar eftersom träden liknar en mobil, där grenarna kan rotera utan att ändra förhållandet mellan den representerade arten..
I denna mening spelar det ingen roll hur många gånger ordningen ändras eller föremålen som "hänger" roteras, eftersom det inte förändrar sättet de kopplas ihop - och det är det viktiga..
Fylogenier är hypoteser som formuleras baserat på indirekta bevis. Att belysa en fylogeni liknar en utredares jobb att lösa ett brott genom att följa ledtrådarna från brottsplatsen.
Biologer postulerar ofta sina fylogenier med hjälp av kunskap från olika grenar, såsom paleontologi, jämförande anatomi, jämförande embryologi och molekylärbiologi..
De fossila uppgifterna, även om de är ofullständiga, ger mycket värdefull information om skillnaderna i grupper av arter.
Med tiden har molekylärbiologi överträffat alla ovannämnda fält, och de flesta fylogenier härleds från molekylära data..
Målet med att rekonstruera ett fylogenetiskt träd har ett antal stora nackdelar. Det finns cirka 1,8 miljoner namngivna arter och många fler utan att beskrivas.
Och även om ett stort antal forskare strävar efter att rekonstruera förhållanden mellan arter varje dag, finns det fortfarande inget komplett träd.
När biologer vill beskriva likheterna mellan två strukturer eller processer kan de göra det i termer av gemensamma anor (homologier), analogier (funktion) eller homoplasi (morfologisk likhet)..
För att rekonstruera en fylogeni används uteslutande homologa tecken. Homologi är ett nyckelbegrepp i evolutionen och i rekryteringen av relationer mellan arter, eftersom bara den på ett adekvat sätt återspeglar organismernas gemensamma anor.
Antag att vi vill dra slutsatsen om fylogenin i tre grupper: fåglar, fladdermöss och människor. För att uppfylla vårt mål bestämde vi oss för att använda de övre extremiteterna som en egenskap som hjälper oss att urskilja relationerna..
Eftersom fåglar och fladdermöss har modifierade strukturer för flygning kan vi felaktigt dra slutsatsen att fladdermöss och fåglar är närmare besläktade med varandra än fladdermöss till människor. Varför har vi kommit till fel slutsats? Eftersom vi har använt en analog och icke-homolog karaktär.
För att hitta rätt förhållande måste jag leta efter en homolog karaktär, som närvaron av hår, bröstkörtlar och tre små ben i mellanörat - bara för att nämna några. Det är dock inte lätt att diagnostisera homologier.
Inte alla träd är desamma, det finns olika grafiska framställningar och var och en lyckas införliva några speciella kännetecken för gruppens utveckling.
De mest grundläggande träden är kladogram. Dessa diagram visar förhållandena i termer av gemensamma anor (enligt de senaste vanliga förfäderna).
Tillsatssträd innehåller ytterligare information och representeras i grenarnas längd.
Siffrorna associerade med varje gren motsvarar något attribut i sekvensen - såsom mängden evolutionär förändring som organismer har genomgått. Förutom "additiva träd" är de också kända som metriska träd eller fylogram..
Ultrametriska träd, även kallade dendogram, är ett särskilt fall av tillsats träd, där spetsarna på trädet är lika långt från roten till trädet.
Dessa två sista varianter har alla data som vi kan hitta i ett kladogram och extra information. Därför är de inte exklusiva, om inte kompletterande.
Många gånger är trädenas noder inte helt lösta. Visuellt sägs det att det finns en polytomi när mer än tre grenar dyker upp från en ny (det finns en enda förfader för mer än två omedelbara ättlingar). När ett träd inte har polytomier sägs det vara helt löst.
Det finns två typer av polytomier. De första är de "hårda" polytomierna. Dessa är inneboende i studiegruppen och indikerar att ättlingarna utvecklades samtidigt. Alternativt indikerar "mjuka" polytomier olösta förhållanden orsakade av data i sig.
Evolutionära biologer försöker hitta en klassificering som passar förgreningsmönstret för gruppers fylogenetiska historia. I denna process har en serie termer som används i stor utsträckning utvecklats i evolutionär biologi utvecklats: monofyletisk, parafyletisk och polyfyletisk..
En monofyletisk taxon eller härstamning är en som består av en förfäders art, som är representerad i noden och alla dess ättlingar, men inte andra arter. Denna grupp kallas en klad.
Monofyletiska linjer definieras på varje nivå av taxonomisk hierarki. Till exempel anses familjen Felidae, en härstamning som innehåller kattdjur (inklusive huskatter), vara monofyletisk..
På samma sätt är Animalia också ett monofyletiskt taxon. Som vi ser familjen Felidae ligger inom Animalia, så monofyletiska grupper kan kapslas.
Men inte alla biologer delar kladistiskt klassificeringstänkande. I de fall där uppgifterna inte är fullständiga eller helt enkelt för enkelhets skull, nämns vissa taxa som inkluderar arter från olika klader eller högre taxa som inte delar en nyare gemensam förfader..
På detta sätt är en taxon polyfyletisk, den definieras som en grupp som innehåller organismer från olika klader, och dessa delar inte en gemensam förfader. Om vi till exempel vill utse en grupp homeotherms, skulle det inkludera fåglar och däggdjur..
Däremot innehåller en parafyletisk grupp inte alla ättlingar till den senaste gemensamma förfadern. Med andra ord utesluter det några av gruppens medlemmar. Det mest använda exemplet är reptiler, den här gruppen innehåller inte alla ättlingar till den senaste gemensamma förfadern: fåglar.
Förutom att bidra till den tuffa uppgiften att belysa livets träd har fylogenier också några ganska betydelsefulla tillämpningar.
Inom det medicinska området används fylogenier för att spåra ursprung och överföringshastigheter för infektionssjukdomar, såsom AIDS, denguefeber och influensa..
De används också inom bevarande biologi. Kunskap om fylogeni hos en hotad art är väsentlig för att spåra korsningsmönstren och nivån på hybridisering och inavel mellan individer..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.