Čo je fylogénia? Definícia a príklady

fylogenetický je štúdium vzťahov medzi rôznymi skupinami organizmov a ich organizmov vývojový vývoj. Phylogeny sa pokúša vysledovať evolučnú históriu všetkého života na planéte. Je založená na fylogenetickej hypotéze, že všetky živé organizmy zdieľajú spoločného predka. Vzťahy medzi organizmami sú znázornené v tzv. Fylogenetickom strome. Vzťahy sú určené zdieľanými charakteristikami, ako je naznačené porovnaním genetických a anatomických podobností.

v molekulárna fylogénia, analýza DNA a proteínová štruktúra sa používa na určenie genetických vzťahov medzi rôznymi organizmami. Napríklad analýza cytochrómu C, proteínu v bunke mitochondrie, Ktorá funguje v systém prenosu elektrónov a výroba energie sa používa na určenie stupňov vzťahov medzi organizmami na základe podobnosti aminokyselina sekvencie v cytochróme C. Podobnosti v charakteristikách biochemických štruktúr, ako sú DNA a proteíny, sa potom používajú na vývoj fylogenetického stromu založeného na zdedených spoločných znakoch.

Kľúčové témy: Čo je fylogénia?

fylogenetický stromalebo kladogram je schematický diagram, ktorý sa používa na vizuálne znázornenie navrhovaných vývojových vzťahov medzi taxónmi. Fylogenetické stromy sú diagramované na základe predpokladov kladov alebo fylogenetickej systematiky. Cladistika je klasifikačný systém, ktorý kategorizuje organizmy na základe zdieľaných rysyalebo synapomorphies, ako bolo stanovené pomocou genetickej, anatomickej a molekulárnej analýzy. Hlavné predpoklady kladíviky sú:

1. Všetky organizmy pochádzajú od spoločného predka.
2. Nové organizmy sa vyvíjajú, keď sa existujúce populácie rozdelia do dvoch skupín.
3. V priebehu času sa v líniách vyskytujú zmeny v charakteristikách.

Fylogenetická stromová štruktúra je určená spoločnými znakmi rôznych organizmov. Jej vetvovité vetvenie predstavuje odlišné taxóny od spoločného predka. Výrazy, ktoré je potrebné pochopiť pri interpretácii stromovej schémy fylogenetiky, zahŕňajú:

• uzly: Toto sú body na fylogenetickom strome, kde dochádza k vetveniu. Uzol predstavuje koniec predka taxónu a bod, v ktorom sa nový druh oddeľuje od svojho predchodcu.
• pobočky: Toto sú línie na fylogenetickom strome, ktoré predstavujú rodové a / alebo potomkové línie. Vetvy vznikajúce z uzlov predstavujú potomstvo, ktoré sa oddeľuje od spoločného predka.
• Monophyletic Group (Clade): Táto skupina je jednou vetvou na fylogenetickom strome, ktorá predstavuje skupinu organizmov pochádzajúcich od posledného spoločného predka.
• Taxón (pl. Taxa): Taxóny sú špecifické zoskupenia alebo kategórie živých organizmov. Špičky konárov fylogenetického stromu končia taxónom.

Taxóny, ktoré zdieľajú novšieho spoločného predka, sú úzko prepojené ako taxóny s menej nedávnym spoločným predkom. Napríklad na vyššie uvedenom obrázku kone užšie súvisia s somáre ako ošípané. Je to tak preto, že kone a somáre zdieľajú novšieho spoločného predka. Ďalej je možné určiť, že kone a somáre sú bližšie spojené, pretože patria do monofyletickej skupiny, ktorá nezahŕňa ošípané.

Podobnosť vo fylogenetickom strome je určená zostupom od nedávneho spoločného predka. Pri interpretácii fylogenetického stromu existuje tendencia predpokladať, že vzdialenosť medzi taxónmi sa môže použiť na určenie príbuznosti. Blízkosť špičky vetvy je však umiestnená ľubovoľne a nemôže sa použiť na určenie príbuznosti. Napríklad na vyššie uvedenom obrázku sú tipy na vetve vrátane tučniaky a korytnačky sú umiestnené tesne pri sebe. Toto sa môže nesprávne interpretovať ako úzka súvislosť medzi týmito dvoma taxónmi. Pri pohľade na posledných bežných predkov je možné správne určiť, že tieto dve taxóny sú vzdialene spojené.

Ďalším spôsobom, ako môžu byť fylogenetické stromy nesprávne interpretované, je spočítanie počtu uzlov medzi taxónmi na určenie príbuznosti. Vo vyššie uvedenom fylogenetickom strome ošípané a králiky sú oddelené tromi uzlami psi a králiky sú oddelené dvoma uzlami. Mohlo by sa nesprávne vykladať, že psy sú bližšie spojené s králikmi, pretože tieto dve taxóny sú oddelené menším počtom uzlov. Berúc do úvahy najnovší spoločný pôvod, je možné správne určiť, že psy a ošípané sú rovnako spojené s králikmi.

Phylogeny a taxonómie sú dva systémy pre klasifikácia organizmov. Predstavujú dve hlavné oblasti systematickej biológie. Oba tieto systémy sa pri klasifikácii organizmov do rôznych skupín spoliehajú na vlastnosti alebo vlastnosti. Vo fylogenetike je cieľom sledovať vývojovú históriu druhov pokusom o rekonštrukciu fylogénie života alebo vývojového stromu života. taxonómie je hierarchický systém na pomenovanie, klasifikáciu a identifikáciu organizmov. Fylogenické charakteristiky sa používajú na vytvorenie taxanomických skupín. Taxonomická organizácia života klasifikuje organizmy do tri domény:

• Archaea: Táto doména obsahuje prokaryotické organizmy (tie, ktoré nemajú jadro), ktoré sa líšia od baktérie v membránovom zložení a RNA.
• baktérie: Táto doména obsahuje prokaryotické organizmy s jedinečnými zloženiami bunkových stien a typmi RNA.
• Eukarya: Táto doména zahŕňa eukaryoty alebo organizmy so skutočným jadrom. Eukaryotické organizmy zahŕňajú rastliny, zvieratá, prvokya huby.

Organizmy v doméne Eukarya sa ďalej delia na menšie zoskupenia: kráľovstvo, kmeň, trieda, poriadok, rodina, rod a druh. Tieto zoskupenia sa tiež delia na stredne veľké kategórie, ako sú podhyby, podskupiny, superrodiny a nadtriedy.

Taxonómia je užitočná nielen pri kategorizácii organizmov, ale vytvára aj špecifický systém pomenovania organizmov. Známy ako binomická nomenklatúra, tento systém poskytuje jedinečný názov pre organizmus pozostávajúci z názvu rodu a názvu druhu. Tento univerzálny systém pomenovávania je uznávaný na celom svete a zabraňuje zámene pri pomenovávaní organizmov.

• Dees, Jonathan a kol. "Interpretácie študentov fylogenetických stromov v úvodnom kurze biologie" Vzdelávanie biologických vied CBE vol. 13,4 (2014): 666-76.
• "Cesta do fylogenetickej systematiky." UCMP, www.ucmp.berkeley.edu/clad/clad4.html.