Kladogrammer er grafiske repræsentationer, der illustrerer evolutionære forhold mellem forskellige grupper af organismer. De bidrager for at forstå fylogeni, der fremhæver den evolutionære historie delt mellem forskellige arter.
Disse diagrammer er konstrueret baseret på delte og afledte karakteristika, kendt som synapomorfier. Et kladogram består af terminaler, grene, noder og rod. Hver bifurkation i et kladogram repræsenterer et punkt, hvor en fælles forfædres slægt er opdelt i forskellige slægter.
Læs også: Genetisk variabilitet - grundlæggende element for at evolution kan finde sted
Emner i denne artikel
- 1 - Sammenfatning af kladogrammer
- 2 - Hvad er et kladogram?
- 3 - Er fylogeni og kladogram synonyme?
- 4 - Hvad er kladogrammets funktion?
- 5 - Hvad er elementerne i kladogrammet?
- 6 - Hvordan konstruerer man et kladogram?
- 7 - Hvordan læser man et kladogram?
Sammenfatning om kladogrammer
- Cladogrammer er forgreningsdiagrammer, der repræsenterer de fylogenetiske forhold mellem taxa.
- De blev foreslået inden for den fylogenetiske eller kladistiske systematik.
- Fylogeni og kladogram er ikke synonyme.
- Cladogrammer er konstrueret baseret på synapomorfier, defineret gennem hypoteser om homologier mellem karakteristika af forskellige organismer.
- Parsimony er et vigtigt kriterium i konstruktionen af kladogrammer og søger det enkleste mønster, der forklarer de observerede sammenhænge.
- Elementerne i et kladogram er: terminaler, noder, grene og rod.
- Arrangementet af organismer i kladogrammets grene afspejler nærheden af deres evolutionære forhold.
- Hver knude i et kladogram repræsenterer en fælles forfader.
- Fossiler betragtes ikke som os. De er terminale.
- Længden af grenene i et kladogram repræsenterer ikke tidens gang.
- Disse repræsentationer hjælper med at forstå biologisk mangfoldighed og hvordan forskellige organismer er evolutionært beslægtede.
Hvad er et kladogram?
Kladogrammer er forgreningsdiagrammer, der repræsenterer fylogenetiske slægtskabsforhold mellem taxa (gruppe af organismer samlet baseret på fælles egenskaber). Cladogrammer er en del af fylogenetisk eller kladistisk systematik, en tilgang til systematik foreslået baseret på udgivelsen af Willi Hennigs værker i 1966.
I kladistik forstår man det mangfoldigheden af levende væsener det er et resultat af evolutionære processer, såsom anagenese og cladogenesis. Anagenese er den proces, hvorved en karakter dukker op eller ændrer sig i en befolkning over tid, der er ansvarlig for evolutionære nyheder.
Cladogenesis refererer til de evolutionære ændringer af fylogenetiske afstamninger relateret til artsbegivenheder (fremkomsten af to eller flere efterkommerarter fra en forfædres art), hvilket fører til den evolutionære diversificering af en afstamning.
Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen ;)
Cladistics foreslår kun anerkendelse af monofyletiske grupper (en gruppe udelukkende dannet af en forfædres art og alle dens efterkommere) som naturlige, danner deres taxongrupperinger baseret på genkendelsen af synapomorfier (afledte karakterer, der deles mellem terminale taxaer, der komponere).
Den bruger også sparsomhed som et kriterium i valget mellem hypoteser, der forklarer de fylogenetiske slægtskabsforhold mellem organismer. Ifølge sparsomhedskriteriet er den enkleste forklaring på det fylogenetiske forhold mellem organismer den, der forudsætter det mindste antal evolutionære trin, det vil sige at minimere ændringer i tilstanden af tegn gennem hele evolutionen.
Se også: Hvad er analoge organer og homologe organer?
Er fylogeni og kladogram synonyme?
Det er vigtigt at fremhæve det Det anbefales ikke at bruge begreberne fylogeni og kladogram som synonymer. Fylogeni repræsenterer de evolutionære forhold mellem taxa, herunder aspekter af processen med evolutionær diversificering af en biologisk afstamning gennem cladogenese begivenheder, ikke repræsenteret i kladogrammer. Tid er for eksempel ikke repræsenteret i disse diagrammer.
Hvad er kladogrammets funktion?
Kladogrammer tilbyde en visuel repræsentation af de evolutionære forhold mellem forskellige grupper af organismer, der giver en struktur, der letter organiseringen og forståelsen af viden om evolution. Disse diagrammer ikke kun forenkle analysen og kommunikationen af komplekse data men også tillade identifikation af egenskaber, der deles mellem forskellige grupper, ved at inkludere dem i kladogrammets grene.
Cladogrammer fremhæver også klader, som repræsenterer grupper af organismer forenet af en fælles forfader, bidrager til afgrænsningen af taxa på forskellige hierarkiske niveauer, som art, køn, familie og orden. Denne visuelle tilgang er afgørende for at forstå biologisk mangfoldighed og de evolutionære forbindelser mellem levende væsener.
Hvad er elementerne i kladogrammet?
Kladogrammet er sammensat af:
- terminaler;
- grene;
- os;
- kilde.
Terminalerne repræsenterer undersøgelsesenhederne, som kan være et individ, populationer eller arter. Linjerne, der forlader terminalerne, er grenene. Grenene er forbundet med hinanden med en knude. De forbinder terminaler direkte samt niveauer længere nede.
Noden repræsenterer den hypotetiske forfader for hver klynge, hvor cladogenese-begivenheden fandt sted. Den sidste node betegner indsættelsen af roden, det punkt, hvor et kladogram forbinder sig med resten af livets træ, og repræsenterer en hypotese om gruppens ældste afstamning.
Vigtig: Noder repræsenterer ikke fossiler. Et fossil, når fundet, er et kendt element i analysen og vil blive repræsenteret af en terminal, der bruger en konvention (normalt en dolk) for at fremhæve, at det er en fossil taxon.
Hvordan bygger man et kladogram?
Cladogrammer er konstrueret baseret på definitionen af terminaler, som repræsenterer det sæt af taxa af interesse, der skal studeres og udgør den interne gruppe. Det sæt af arter, der skal inkluderes til sammenligning med de taxaer, der tilhører den interne gruppe, udgør den eksterne gruppe. Den eksterne gruppe har også den funktion at assistere ved træets rodpunkt under en analyse.
Til den fylogenetiske rekonstruktion af et sæt af organismer anvendes data fra morfologiske undersøgelser, genetiske, adfærdsmæssige, økologiske, embryologiske eller arvelige egenskaber.
Systematikere (systematikforskere) analyserer et stort antal eksemplarer, der repræsenterer forskellige slægter af interesse, på udkig efter egenskaber (eller karakterer), der er til stede i disse organismer. I denne søgning, hypoteser om homologi er skitseret, hvor korrespondanceforhold etableres mellem organismestrukturer. En struktur er homolog med en anden, når den nedarves fra en fælles forfader. Når der er en fejl i at foreslå en hypotese om homologi, kaldes dette homoplasi.
De indsamlede karakteristika er samlet i en karaktermatrix. I en karaktermatrix repræsenterer rækker organismer, og kolonner repræsenterer egenskaber, der angiver tilstanden for hver egenskab for hver organisme. I tilfælde af molekylære data betragtes hvert sted, der observeres i en given sekvens, som en karakter. Karaktermatricen hjælper med at organisere information skal omsættes til et kladogram.
Karaktermatricen analyseres derefter for at forsøge at definere de afledte tilstande for hver karakter (apomorfier) og de forfædres tilstande (plesiomorfier). Denne analyse udføres af en algoritme som forsøger at forene tilstandsændringerne observeret i matrixen med et fylogenetisk træ, der forklarer sådanne ændringer på den enklest mulige måde ved at bruge sparsomhedsprincippet.
Få mere at vide: Hvad siger teorien om naturlig selektion?
Hvordan læser man et kladogram?
I et cladogram fortolkes den større nærhed mellem to elementer sammenlignet med et tredje som en afspejling af disse taxaers evolutionære historie, og de kaldes søstergrupper. Bifurkationerne i kladogrammet repræsenterer de punkter, hvor slægter splittesover tid. Forgreningsrækkefølgen er repræsenteret af roden, som den ældste evolutionære begivenhed, mod terminalerne, som repræsenterer nylige begivenheder.
Grenlængder repræsenterer ikke tidsenheder, dvs. længden af en gren i forhold til en anden fortæller os det samme. Desuden, du kladogrammer kan have forskellige æstetiske repræsentationer, f.eks. med flere firkantede grene. Det er vigtigt at fremhæve det invertering af et kladogram ændrer ikke forholdet mellem taxa.
Det er muligt at observere tilstedeværelsen af tre typer grupperinger i hypoteserne repræsenteret af kladogrammerne, på trods af at kladistik kun anerkender eksistensen af monofyletiske grupper:
- Monofyletisk gruppe: Det er en gruppe, der betragtes som naturlig, der udelukkende er dannet af en forfædres art og alle dens efterkommere. Monofyletiske grupper er også kendt som klader og kan diagnosticeres ved tilstedeværelsen af synapomorfier.
- Parafyletisk gruppe: Det er en gruppe, der anses for kunstig, da den er dannet af en forfædres art og en del af dens efterkommerarter, men ikke alle. Det understøttes af tilstedeværelsen af plesiomorfier og fraværet af synapomorfier.
- Polyfyletisk gruppe: er en kunstig gruppe dannet af arter, der nedstammer fra flere forfædre.
Billedkreditter
[1]Wikimedia Commons
Kilder
AMORIM, D. S. 2002. Grundlæggende om fylogenetisk systematik. Ribeirão Preto: Holos Editora. 136 s.
JUSTINA, L. EN. D., MEGLHIORATTI, F.A. & RODRIGUES, M.E. 2011. Indholdet af systematik og fylogenetik i gymnasiets lærebøger. Rev. Essay, 13(2): 65-84.
LOPES, S. G. B. W. & CHOW HO, F. F. Emne 4. Grundlæggende begreber om fylogenetisk systematik. I: Liv og miljø – Biologisk mangfoldighed og fylogeni. Grad i naturvidenskab – USP/Univesp. P. 54-67.
SANTOS, C. M. D. & CALOR, A. EN. 2007. Undervisning i evolutionær biologi ved hjælp af den begrebsmæssige struktur af fylogenetisk systematik – jeg. Science & Teaching, 1(2).
WILEY, E. O. & LIEBERMAN, B. S. 2011. Fylogenetik: teori og praksis for fylogenetisk systematik. 2. udg. Oxford: Wiley. 406 s.
Vil du referere til denne tekst i et skole- eller akademisk arbejde? Se:
FLORES, Heloísa Fernandes. "Kladogram"; Brasilien skole. Tilgængelig i: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/cladograma.htm. Tilgået den 3. december 2023.
