Кладограма для того, що працює, Різниця з філогенетичним деревом і приклади



A кладограма це діаграма або розгалужена схема характеристик, що поділяються групою організмів, що представляє найбільш ймовірну еволюційну історію лінії. Реконструкція здійснюється за методикою, запропонованою біологом Вілі Геннігом.

Кладограми характеризуються тим, що групують таксони на основі їх синапоморфів або похідних символів, що мають спільний характер.

Індекс

  • 1 Для чого він використовується??
  • 2 Як це розроблено?
    • 2.1 Гомології
    • 2.2 Примітивні символи та спільні похідні
  • 3 Класифікація шкіл: кладизм
    • 3.1 Принцип ощадливості
  • 4 Відмінності між кладограмами і філогенетичними деревами
  • 5 Приклади
    • 5.1 Amniotes
    • 5.2 Мавпи
  • 6 Посилання

Для чого це??

Кладограми дозволяють візуалізувати філогенетичні зв'язки між групою або групами організмів, що представляють інтерес.

У еволюційній біології ці діаграми роблять можливим розробку філогенетичних дерев і, отже, реконструюють еволюційну історію групи, допомагаючи визначити її класифікацію і таксономічні діапазони.

Крім того, це допомагає з'ясувати еволюційні механізми, досліджуючи спосіб зміни організмів з часом, напрямок цієї зміни і частоту, в якій вони роблять це..

Як це зроблено?

Однією з головних завдань еволюційних біологів є пошук положення виду в «дереві життя». Щоб досягти цього, вони аналізують різні характеристики в організмах, будь то морфологічні, екологічні, етологічні, фізіологічні або молекулярні..

Для їх класифікації широко використовували морфологічні характеристики особин; однак настає момент, коли їх недостатньо для того, щоб розрізняти конкретні гілки дерева. У цьому випадку молекулярні інструменти допомагають розрізняти ці відносини.

Після вибору характеру побудовані і схематично представлені гіпотези спорідненості між видами, що представляють інтерес..

На цій діаграмі наслідки являють собою гіпотетичні предки, де відбувається подія кладогенезу або поділу еволюційних ліній. В кінці кожної гілки розміщуються кожен з таксонів, які були включені в початковий аналіз, чи є види, пологи, серед інших.

Гомології

Для встановлення зв'язків між групою організмів необхідно використовувати гомологічні ознаки; тобто дві характеристики, які поділяють спільний предок. Символ вважається гомологічним, якщо вони отримали свій поточний статус шляхом прямого успадкування.

Наприклад, верхні кінцівки людей, собак, птахів і китів гомологічні один одному. Хоча вони виконують різні функції і на перший погляд виглядають дуже різними, структурна картина кісток однакова в групах: всі вони мають плечову кістку, за якою йдуть радіус і ліктьова кістка.

Навпаки, крила кажанів і птахів (цього разу залежно від структури, що летить) не є гомологічними, тому що вони не набули цих структур безпосереднім успадкуванням. Спільний предок цих літаючих хребетних не мав крил, і обидві групи набували його конвергентним чином.

Якщо ми хочемо вивести філогенетичні відносини, ці символи не є корисними, тому що, хоча вони подібні, вони адекватно не вказують на спільне походження організмів.

Примітивні символи та спільні похідні

Тепер гомологічним характером усіх ссавців є хребет. Однак ця структура не служить для диференціації ссавців від інших таксонів, оскільки інші групи - такі як риба і рептилії - володіють хребтом. У кладичній мові цей тип характеру називається примітивним спільним символом або простою символікою.

Якщо ми хочемо встановити філогенетичні відносини між ссавцями, використовуючи хребет як критерій, ми не можемо прийти до будь-якого надійного висновку..

У випадку волосся це характер, який поділяють всі ссавці, що не існує в інших групах хребетних. Таким чином, це спільний похідний характер - синапоморфія - і вважається еволюційною новизною конкретної клади..

Для розробки кладограми філогенетична систематика пропонує формування таксономічних груп, що використовують спільно отримані символи.

Класифікація шкіл: кладизм

Для встановлення класифікації та філогенетичних взаємозв'язків між організмами необхідно вдатися до об'єктивних норм, які використовують строгий метод для з'ясування таких закономірностей..

Щоб уникнути суб'єктивних критеріїв, виникають класифікаційні школи: традиційна еволюційна таксономія і кладизм.

Кладизм (від грецького клади, що означає "гілка") або систематичний філогенетичний був розроблений в 1950 році німецьким ентомологом Вілі Геннігом, і має широке визнання своєї методологічної строгості..

Кладисти будують кладограми, що представляють генеалогічні зв'язки між видами та іншими термінальними таксонами. Таким же чином вони шукають впорядковані набори спільних похідних символів або синапоморфій.

У цій школі не використовуються спільні предки або простаміоморфії, а монофілетічеським групам надається справедливість; тобто угруповання, що включають найновішого спільного предка і всіх нащадків.

Парафілетичні групи (угруповання організмів, що включають найновішого загального предка, за винятком деяких їхніх нащадків) або поліфекси (групи організмів з різних предків) не діють для кладистів.

Принцип ощадливості

Можливо, що при виготовленні кладограми отримано кілька графічних зображень, які показують різні еволюційні історії однієї групи організмів. У цьому випадку вибирається самий "скупий" кладограма, який містить найменше число перетворень.

У світлі ощадливості найкращим рішенням проблеми є той, який вимагає найменшого числа припущень. У галузі біології це трактується як менша кількість еволюційних змін.

Відмінності між кладограмами і філогенетичними деревами

Як правило, систематики зазвичай встановлюють технічні відмінності між кладограмою і філогенетичним деревом. Необхідно уточнити, що кладограма не є строго еквівалентною філогенетичному дереву.

Гілки кладограми є формальним способом вказівки вкладеної ієрархії клад, тоді як у філогенетичному дереві гілки є уявленнями про лінії, що відбулися в минулому. Іншими словами, кладограма не передбачає еволюційної історії.

Для отримання філогенетичного дерева необхідно додати додаткову інформацію: додаткові інтерпретації, пов'язані з предками, тривалість ліній у часі та кількість еволюційних змін, що відбулися між дослідженими лініями..

Таким чином, кладограми є першими наближеннями для остаточного створення філогенетичного дерева, що вказує на можливий шаблон розгалуження..

Приклади

Амніот

Кладограма амніот представляє три групи тетраподних хребетних: рептилій, птахів і ссавців. Все це характеризується наявністю в ембріона чотирьох шарів (хоріон, аллантоїс, амніон і жовтковий мішок).

Зауважимо, що поняття «рептилія» є парафілетичним, оскільки виключає птахів; з цієї причини його відкидають кладисти.

Мавпи

Кладограма мавп включає роди: Гілобати, понго, горила, Хліб і Homo. Популярно, концепція мавпа парафілетічна, тому що вона виключає рід Homo (ми люди).

Список літератури

  1. Campbell, N.A., & Reece, J. B. (2007). Біологія. Ed. Panamericana Medical.
  2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Запрошення до біології. Ed. Panamericana Medical.
  3. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Інтегровані принципи зоології. Нью-Йорк: McGraw-Hill.
  4. Kardong, K. V. (2002). Хребетні: порівняльна анатомія, функція, еволюція. McGraw-Hill.
  5. Soler, M. (2002). Еволюція: основа біології. Південний проект.