Кладограми са графични изображения, които илюстрират еволюционни връзки между различни групи организми. Те допринасят за разбиране на филогенезата, подчертавайки еволюционната история, споделена между различните видове.
Тези диаграми са изградени въз основа на споделени и производни характеристики, известни като синапоморфии. Кладограмата се състои от терминали, разклонения, възли и корен. Всяка бифуркация в кладограма представлява точка, в която обща родословна линия се разделя на отделни линии.
Прочетете също: Генетична променливост — основен елемент за възникване на еволюцията
Резюме за кладограмите
- Кладограмите са разклонени диаграми, които представят филогенетичните връзки между таксоните.
- Те са предложени в рамките на филогенетичната или кладистичната систематика.
- Филогенеза и кладограма не са синоними.
- Кладограмите се изграждат въз основа на синапоморфии, дефинирани чрез хипотези за хомологии между характеристиките на различни организми.
- Пестеливостта е важен критерий при изграждането на кладограми и търси най-простия модел, който обяснява наблюдаваните връзки.
- Елементите на кладограмата са: терминали, възли, разклонения и корен.
- Подреждането на организмите в клоните на кладограмата отразява близостта на техните еволюционни връзки.
- Всеки възел в кладограма представлява общ прародител.
- Фосилите не се считат за нас. Те са крайни.
- Дължината на клоните на кладограмата не представлява изминалото време.
- Тези представяния помагат да се разбере биологичното разнообразие и как различните организми са еволюционно свързани.
Какво е кладограма?
Кладограмите са диаграми на разклонения, представящи филогенетични родствени връзки между таксони (група организми, обединени въз основа на общи характеристики). Кладограмите са част от филогенетичната или кладистичната систематика, подход към систематиката, предложен въз основа на публикуването на трудовете на Уили Хениг през 1966 г.
В кладистиката се разбира, че многообразието на живите същества това е резултат от еволюционни процеси, като анагенеза и кладогенеза. Анагенезата е процесът, чрез който даден характер се появява или се променя в популацията с течение на времето, като е отговорен за еволюционните новости.
Кладогенезата се отнася до еволюционните промени на филогенетичните линии свързан с събития на видообразуване (възникване на два или повече вида потомци от прародителен вид), което води до еволюционна диверсификация на линията.
Кладистиката предлага само признаването на монофилетичните групи (група, образувана изключително от прародителски вид и всички негови потомци) като естествени, формиращи своите таксонови групи въз основа на разпознаването на синапоморфии (производни знаци, споделени между крайни таксони, които композирам).
Той също така използва пестеливостта като критерий при избора между хипотези, които обясняват филогенетичните родствени връзки между организмите. Според критерия за пестеливост най-простото обяснение на филогенетичната връзка между организмите е тази, която предполага най-малък брой еволюционни стъпки, тоест минимизиране на промените в състоянието на герои през цялата еволюция.
Вижте също: Какво представляват аналогичните органи и хомоложните органи?
Филогенеза и кладограма синоними ли са?
Важно е да се подчертае това Не се препоръчва използването на термините филогенеза и кладограма като синоними. Филогенезата представлява еволюционните връзки между таксоните, включително аспекти на процеса на еволюционна диверсификация на биологична линия чрез събития на кладогенеза, не е представена в кладограми. Времето, например, не е представено в тези диаграми.
Каква е функцията на кладограмата?
Кладограми предлагат визуално представяне на еволюционните връзки между различни групи организми, предоставяйки структура, която улеснява организирането и разбирането на знанието за еволюцията. Тези диаграми не само опростете анализа и предаването на сложни данни но също така позволяват идентифицирането на характеристики, споделяни между различни групи, като ги включват в разклоненията на кладограмата.
Кладограмите също подчертават клади, които представляват групи от организми, обединени от общ прародител, допринасяйки за разграничаването на таксоните на различни йерархични нива, като вид, пол, семейство и ред. Този визуален подход е от съществено значение за разбирането на биологичното разнообразие и еволюционните взаимовръзки между живите същества.
Какви са елементите на кладограмата?
Кладограмата се състои от:
- терминали;
- клонове;
- нас;
- източник.
Терминалите представляват изследваните единици, които могат да бъдат индивид, популации или видове. Линиите, излизащи от терминалите, са разклоненията. Клоните са свързани помежду си с възел. Те свързват директно терминали, както и нива по-надолу.
Възелът представлява хипотетичния предшественик за всеки клъстер, в който се е случило събитието на кладогенезата. Последният възел обозначава вмъкването на корена, точката, в която кладограмата се свързва с останалата част от дървото на живота и представлява хипотеза за най-старата линия на групата.
Важно: Възлите не представляват вкаменелости. Вкаменелост, когато бъде открит, е известен елемент в анализа и ще бъде представен от терминал, използващ конвенция (обикновено кама), за да подчертае, че е изкопаем таксон.
Как да изградим кладограма?
Построени са кладограми въз основа на определението за терминали, които представляват набор от таксони, които представляват интерес за изучаване, и съставляват вътрешната група. Наборът от видове, които трябва да бъдат включени за сравнителни цели с таксоните, принадлежащи към вътрешната група, съставлява външната група. Външната група също има функцията да подпомага в точката на вкореняване на дървото по време на анализ.
За филогенетична реконструкция на набор от организми се използват данни от морфологични изследвания, генетични, поведенчески, екологични, ембриологични или други наследствени характеристики.
Систематиците (систематични изследователи) анализират голям брой екземпляри, представляващи различни линии на интерес, търсейки характеристики (или герои), присъстващи в тях организми. В това търсене, очертани са хипотези за хомология, при които се установяват връзки на съответствие между структурите на организма. Една структура е хомоложна на друга, когато е наследена от общ прародител. Когато има грешка при предлагането на хипотеза за хомология, това се нарича хомоплазия.
Събраните характеристики се компилират в матрица на знаци. В матрицата на знаците редовете представляват организми, а колоните представляват черти, показващи състоянието на всяка черта за всеки организъм. В случай на молекулярни данни, всяко място, наблюдавано в дадена последователност, се счита за знак. Матрицата на знаците помага за организирането на информацията да се транспонира в кладограма.
След това матрицата на знаците се анализира, за да се опитат да се дефинират производните състояния на всеки знак (апоморфии) и състоянията на предците (плезиоморфии). Този анализ се извършва по алгоритъм който се опитва да съгласува промените в състоянието, наблюдавани в матрицата, с филогенетично дърво, което обяснява такива промени по възможно най-простия начин, използвайки принципа на пестеливостта.
Знам повече: Какво гласи теорията за естествения подбор?
Как се чете кладограма?
В кладограма по-голямата близост на два елемента в сравнение с трети се тълкува като отражение на еволюционната история на тези таксони и те се наричат сестрински групи. Бифуркациите в кладограмата представляват точките, в които линиите се разделятс течение на времето. Редът на разклоняване е представен от корена, като най-старото еволюционно събитие, към терминалите, които представляват скорошни събития.
Дължините на клоните не представляват единици време, тоест дължината на един клон по отношение на друг ни казва същото. Освен това, Вие кладограмите могат да имат различни естетически изображения, например с повече квадратни клони. Важно е да се подчертае това обръщането на кладограма не променя отношенията между таксоните.
Възможно е да се наблюдава наличието на три вида групировки в хипотезите, представени от кладограмите, въпреки че кладистиката признава само съществуването на монофилетични групи:
- Монофилетична група: Това е група, считана за естествена, формирана изключително от предшественик и всичките му потомци. Монофилетичните групи са известни също като клади и се диагностицират чрез наличието на синапоморфии.
- Парафилетична група: Това е група, считана за изкуствена, тъй като се формира от предшественик и част от неговите потомствени видове, но не всички. Подкрепя се от наличието на плезиоморфии и липсата на синапоморфии.
- Полифилетична група: е изкуствена група, образувана от видове, произлезли от няколко предци.
Кредити за изображения
[1]Wikimedia Commons
Източници
АМОРИМ, Д. С. 2002. Основи на филогенетичната систематика. Ribeirão Preto: Holos Editora. 136 стр.
ЮСТИНА, Л. А. D., MEGLHIORATTI, F.A. & RODRIGUES, M.E. 2011 г. Съдържанието на систематика и филогенетика в гимназиалните учебници. Rev. Есе, 13 (2): 65-84.
ЛОПЕС, С. Ж. б. У. & ЧАУ ХО, Ф. Е. Тема 4. Основни понятия на филогенетичната систематика. В: Живот и околна среда – Биологично разнообразие и филогенеза. Степен по природни науки – USP/Univesp. П. 54-67.
САНТОС, К. М. Д. & КАЛОР, А. А. 2007. Преподаването на еволюционна биология с помощта на концептуалната структура на филогенетичната систематика – аз Наука и преподаване, 1 (2).
УАЙЛИ, Е. О. & ЛИБЕРМАН, Б. С. 2011. Филогенетика: теорията и практиката на филогенетичната систематика. 2. изд. Оксфорд: Wiley. 406 стр.
