Κλαδογράμματα είναι γραφικές αναπαραστάσεις που απεικονίζουν τις εξελικτικές σχέσεις μεταξύ διαφορετικών ομάδων οργανισμών. Συμβάλλουν για την κατανόηση της φυλογένεσης, τονίζοντας την εξελικτική ιστορία που μοιράζονται τα διαφορετικά είδη.
Αυτά τα διαγράμματα κατασκευάζονται με βάση κοινά και παράγωγα χαρακτηριστικά, γνωστά ως συναπομορφίες. Ένα κλαδόγραμμα αποτελείται από τερματικά, κλαδιά, κόμβους και ρίζα. Κάθε διακλάδωση σε ένα κλαδόγραμμα αντιπροσωπεύει ένα σημείο στο οποίο μια κοινή προγονική γενεαλογία χωρίζεται σε διακριτές γενεαλογίες.
Διαβάστε επίσης: Γενετική μεταβλητότητα — θεμελιώδες στοιχείο για να συμβεί η εξέλιξη
Περίληψη για τα κλαδογράμματα
- Τα κλαδογράμματα είναι διακλαδισμένα διαγράμματα που αντιπροσωπεύουν τις φυλογενετικές σχέσεις μεταξύ ταξινομικών ειδών.
- Προτάθηκαν στα πλαίσια της φυλογενετικής ή κλαδιστικής συστηματικής.
- Φυλογένεση και κλαδόγραμμα δεν είναι συνώνυμα.
- Τα κλαδογράμματα κατασκευάζονται με βάση συναπομορφίες, που ορίζονται μέσω υποθέσεων ομολογιών μεταξύ χαρακτηριστικών διαφορετικών οργανισμών.
- Η παρρησία είναι ένα σημαντικό κριτήριο στην κατασκευή των κλαδογραμμάτων και αναζητά το απλούστερο μοτίβο που εξηγεί τις παρατηρούμενες σχέσεις.
- Τα στοιχεία ενός κλαδόγραμμα είναι: τερματικά, κόμβοι, κλάδοι και ρίζα.
- Η διάταξη των οργανισμών στους κλάδους του κλαδόγραμμα αντικατοπτρίζει την εγγύτητα των εξελικτικών τους σχέσεων.
- Κάθε κόμβος σε ένα κλαδόγραμμα αντιπροσωπεύει έναν κοινό πρόγονο.
- Τα απολιθώματα δεν θεωρούνται εμείς. Είναι τερματικά.
- Το μήκος των κλαδιών ενός κλαδόγραμμα δεν αντιπροσωπεύει το πέρασμα του χρόνου.
- Αυτές οι αναπαραστάσεις βοηθούν στην κατανόηση της βιολογικής ποικιλότητας και του τρόπου με τον οποίο οι διαφορετικοί οργανισμοί σχετίζονται εξελικτικά.
Τι είναι το κλαδόγραμμα;
Κλαδογράμματα είναι διακλαδώσεις που αντιπροσωπεύουν τις φυλογενετικές σχέσεις συγγένειας μεταξύ ταξινομήσεων (ομάδα οργανισμών που συγκεντρώνονται με βάση κοινά χαρακτηριστικά). Τα κλαδογράμματα αποτελούν μέρος της φυλογενετικής ή κλαδιστικής συστηματικής, μια προσέγγιση στη συστηματική που προτάθηκε με βάση τη δημοσίευση των έργων του Willi Hennig το 1966.
Στα κλαδιστικά εννοείται ότι η ποικιλομορφία των ζωντανών όντων προκύπτει από εξελικτικές διαδικασίες, όπως η αναγέννηση και η κλαδογένεση. Αναγένεση είναι η διαδικασία με την οποία ένας χαρακτήρας αναδύεται ή αλλάζει σε έναν πληθυσμό με την πάροδο του χρόνου, όντας υπεύθυνος για εξελικτικές καινοτομίες.
Η κλαδογένεση αναφέρεται στις εξελικτικές αλλαγές των φυλογενετικών σειρών που σχετίζονται με γεγονότα ειδογένειας (ανάδυση δύο ή περισσότερων απογόνων ειδών από ένα προγονικό είδος), που οδηγεί στην εξελικτική διαφοροποίηση μιας γενεαλογίας.
Η Cladistics προτείνει μόνο την αναγνώριση μονοφυλετικών ομάδων (μια ομάδα που σχηματίζεται αποκλειστικά από ένα προγονικό είδος και όλους τους απογόνους του) ως φυσικό, σχηματίζοντας τις ταξινομικές ομαδοποιήσεις τους με βάση την αναγνώριση των συναπομορφιών (προερχόμενοι χαρακτήρες που μοιράζονται μεταξύ των τερματικών ταξινομικών ταξινομήσεων που συνθέτω).
Χρησιμοποιεί επίσης την παρρησία ως κριτήριο στην επιλογή μεταξύ υποθέσεων που εξηγούν τις φυλογενετικές σχέσεις συγγένειας μεταξύ των οργανισμών. Σύμφωνα με το κριτήριο της παρρησίας, η απλούστερη εξήγηση της φυλογενετικής σχέσης μεταξύ των οργανισμών είναι αυτό που προϋποθέτει τον μικρότερο αριθμό εξελικτικών βημάτων, δηλαδή ελαχιστοποίηση των αλλαγών στην κατάσταση χαρακτήρες σε όλη την εξέλιξη.
Δείτε επίσης: Τι είναι ανάλογα και ομόλογα όργανα;
Είναι συνώνυμα η φυλογένεση και το κλαδόγραμμα;
Είναι σημαντικό να τονίσουμε αυτό Δεν συνιστάται η χρήση των όρων φυλογένεση και κλαδόγραμμα ως συνώνυμα. Η φυλογένεση αντιπροσωπεύει τις εξελικτικές σχέσεις μεταξύ των ταξινομικών κατηγοριών, συμπεριλαμβανομένων πτυχών της διαδικασίας του εξελικτική διαφοροποίηση μιας βιολογικής γενεαλογίας μέσω γεγονότων κλαδογένεσης, που δεν αντιπροσωπεύεται σε κλαδογράμματα. Ο χρόνος, για παράδειγμα, δεν αναπαρίσταται σε αυτά τα διαγράμματα.
Ποια είναι η λειτουργία του κλαδόγραμμα;
Κλαδογράμματα προσφέρουν μια οπτική αναπαράσταση των εξελικτικών σχέσεων μεταξύ διαφορετικών ομάδων οργανισμών, παρέχοντας μια δομή που διευκολύνει την οργάνωση και την κατανόηση της γνώσης για την εξέλιξη. Αυτά τα διαγράμματα όχι μόνο απλοποίηση της ανάλυσης και της επικοινωνίας πολύπλοκων δεδομένων αλλά επίσης επιτρέπουν την αναγνώριση χαρακτηριστικών που μοιράζονται μεταξύ διαφορετικών ομάδων συμπεριλαμβάνοντάς τα στους κλάδους του κλαδόγραμμα.
Τα κλαδογράμματα υπογραμμίζουν επίσης τα clades, τα οποία αντιπροσωπεύουν ομάδες οργανισμών που ενώνονται από έναν κοινό πρόγονο, συμβάλλοντας στην οριοθέτηση των taxa σε διάφορα ιεραρχικά επίπεδα, ως είδος, φύλο, οικογένεια και τάξη. Αυτή η οπτική προσέγγιση είναι απαραίτητη για την κατανόηση της βιολογικής ποικιλότητας και των εξελικτικών διασυνδέσεων μεταξύ των ζωντανών όντων.
Ποια είναι τα στοιχεία του κλαδόγραμμα;
Το κλαδόγραμμα αποτελείται από:
- τερματικά?
- κλαδια δεντρου;
- μας;
- πηγή.
Τα τερματικά αντιπροσωπεύουν τις οντότητες μελέτης, οι οποίες μπορεί να είναι ένα άτομο, πληθυσμοί ή είδος. Οι γραμμές που βγαίνουν από τους τερματικούς σταθμούς είναι οι κλάδοι. Τα κλαδιά συνδέονται μεταξύ τους με έναν κόμπο. Συνδέουν απευθείας τερματικά καθώς και επίπεδα πιο κάτω.
Ο κόμβος αντιπροσωπεύει τον υποθετικό πρόγονο για κάθε σύμπλεγμα στο οποίο συνέβη το γεγονός της κλαδογένεσης. Ο τελευταίος κόμβος δηλώνει την εισαγωγή της ρίζας, το σημείο στο οποίο ένα κλαδόγραμμα συνδέεται με το υπόλοιπο δέντρο της ζωής και αντιπροσωπεύει μια υπόθεση της παλαιότερης γενεαλογίας της ομάδας.
Σπουδαίος: Οι κόμβοι δεν αντιπροσωπεύουν απολιθώματα. Ένα απολίθωμα, όταν βρεθεί, είναι ένα γνωστό στοιχείο στην ανάλυση και θα αντιπροσωπεύεται από ένα τερματικό που χρησιμοποιεί μια σύμβαση (συνήθως ένα στιλέτο) για να τονίσει ότι πρόκειται για ένα απολιθωμένο ταξινομικό σύστημα.
Πώς να φτιάξετε ένα κλαδόγραμμα;
Κατασκευάζονται κλαδογράμματα με βάση τον ορισμό των τερματικών, που αντιπροσωπεύουν το σύνολο των taxa που ενδιαφέρουν προς μελέτη και αποτελούν την εσωτερική ομάδα. Το σύνολο των ειδών που πρέπει να συμπεριληφθούν για συγκριτικούς σκοπούς με τα ταξινομικά είδη που ανήκουν στην εσωτερική ομάδα αποτελεί την εξωτερική ομάδα. Η εξωτερική ομάδα έχει επίσης τη λειτουργία να βοηθά στο σημείο ριζοβολίας του δέντρου κατά τη διάρκεια μιας ανάλυσης.
Για τη φυλογενετική αναδόμηση ενός συνόλου οργανισμών, χρησιμοποιούνται δεδομένα από μορφολογικές μελέτες, γενετική, συμπεριφορικά, οικολογικά, εμβρυολογικά ή οποιαδήποτε κληρονομικά χαρακτηριστικά.
Οι συστηματιστές (ερευνητές συστηματικής) αναλύουν μεγάλο αριθμό δειγμάτων που αντιπροσωπεύουν διαφορετικές γενεαλογίες ενδιαφέροντος, αναζητώντας χαρακτηριστικά (ή χαρακτήρες) που υπάρχουν σε αυτά οργανισμών. Σε αυτή την αναζήτηση, σκιαγραφούνται υποθέσεις ομολογίας, στο οποίο δημιουργούνται σχέσεις αντιστοιχίας μεταξύ των δομών του οργανισμού. Μια δομή είναι ομόλογη με την άλλη όταν κληρονομείται από έναν κοινό πρόγονο. Όταν υπάρχει ένα λάθος στην πρόταση μιας υπόθεσης ομολογίας, αυτό ονομάζεται ομοπλασία.
Τα χαρακτηριστικά που συλλέγονται συγκεντρώνονται σε μια μήτρα χαρακτήρων. Σε έναν πίνακα χαρακτήρων, οι σειρές αντιπροσωπεύουν οργανισμούς και οι στήλες αντιπροσωπεύουν χαρακτηριστικά, υποδεικνύοντας την κατάσταση κάθε χαρακτηριστικού για κάθε οργανισμό. Στην περίπτωση των μοριακών δεδομένων, κάθε θέση που παρατηρείται σε μια δεδομένη ακολουθία θεωρείται χαρακτήρας. Η μήτρα χαρακτήρων βοηθά στην οργάνωση των πληροφοριών να μεταφερθεί σε κλαδόγραμμα.
Στη συνέχεια αναλύεται η μήτρα χαρακτήρων προκειμένου να προσπαθήσουμε να ορίσουμε τις παραγόμενες καταστάσεις κάθε χαρακτήρα (απομορφίες) και τις προγονικές καταστάσεις (πλειομορφίες). Η ανάλυση αυτή γίνεται με αλγόριθμο που επιχειρεί να συμβιβάσει τις αλλαγές κατάστασης που παρατηρούνται στη μήτρα με ένα φυλογενετικό δέντρο που εξηγεί τέτοιες αλλαγές με τον απλούστερο δυνατό τρόπο, χρησιμοποιώντας την αρχή της φειδωλότητας.
Μάθετε περισσότερα: Τι αναφέρει η θεωρία της φυσικής επιλογής;
Πώς διαβάζετε ένα κλαδόγραμμα;
Σε ένα κλαδόγραμμα, η μεγαλύτερη εγγύτητα δύο στοιχείων σε σύγκριση με ένα τρίτο ερμηνεύεται ως αντανάκλαση της εξελικτικής ιστορίας αυτών των ταξινομικών κατηγοριών και ονομάζονται αδελφές ομάδες. Οι διακλαδώσεις στο κλαδόγραμμα αντιπροσωπεύουν τα σημεία στα οποία χωρίζονται οι γραμμέςστο περασμα του χρονου. Η σειρά διακλάδωσης αντιπροσωπεύεται από τη ρίζα, ως το παλαιότερο εξελικτικό γεγονός, προς τα τερματικά, τα οποία αντιπροσωπεύουν πρόσφατα γεγονότα.
Τα μήκη των κλάδων δεν αντιπροσωπεύουν μονάδες χρόνου, δηλαδή το μήκος ενός κλάδου σε σχέση με ένα άλλο μας λέει το ίδιο. Επί πλέον, εσείς Τα κλαδογράμματα μπορούν να έχουν διαφορετικές αισθητικές αναπαραστάσεις, με περισσότερα τετράγωνα κλαδιά, για παράδειγμα. Είναι σημαντικό να τονίσουμε αυτό Η αντιστροφή ενός κλαδογράμματος δεν αλλάζει τις σχέσεις μεταξύ των ταξινομικών κατηγοριών.
Είναι δυνατόν να παρατηρηθεί η παρουσία τριών τύπων ομαδοποιήσεων στις υποθέσεις που αντιπροσωπεύουν τα κλαδογράμματα, παρά το γεγονός ότι οι κλαδιστές αναγνωρίζουν μόνο την ύπαρξη μονοφυλετικών ομάδων:
- Μονοφυλλική ομάδα: Είναι μια ομάδα που θεωρείται φυσική, που σχηματίζεται αποκλειστικά από ένα προγονικό είδος και όλους τους απογόνους του. Οι μονοφυλετικές ομάδες είναι επίσης γνωστές ως clades και μπορούν να διαγνωστούν με την παρουσία συναπομορφιών.
- Παραφυλετική ομάδα: Είναι μια ομάδα που θεωρείται τεχνητή, καθώς σχηματίζεται από ένα προγονικό είδος και μέρος των απογόνων του, αλλά όχι όλα. Υποστηρίζεται από την παρουσία πλειομορφιών και την απουσία συναπομορφιών.
- Πολυφυλετική ομάδα: είναι μια τεχνητή ομάδα που σχηματίζεται από είδη που προέρχονται από πολλούς προγόνους.
Πιστώσεις εικόνας
[1]Wikimedia Commons
Πηγές
ΑΜΟΡΙΜ, Δ. ΜΙΚΡΟ. 2002. Βασικές αρχές της φυλογενετικής συστηματικής. Ribeirão Preto: Holos Editora. 136 σελ.
ΙΟΥΣΤΙΝΑ, Λ. ΕΝΑ. D., MEGLHIORATTI, F.A. & RODRIGUES, M.E. 2011. Το περιεχόμενο της συστηματικής και της φυλογενετικής στα σχολικά βιβλία του Λυκείου. Στροφή μηχανής. Δοκίμιο, 13(2): 65-84.
ΛΟΠΕΣ, Σ. ΣΟΛ. ΣΙ. W. & CHOW HO, F. ΦΑ. Θέμα 4. Βασικές έννοιες της φυλογενετικής συστηματικής. Στο: Ζωή και Περιβάλλον – Βιολογική Ποικιλότητα και Φυλογένεση. Πτυχίο Επιστημών – USP/Univesp. Π. 54-67.
ΣΑΝΤΟΣ, Γ. Μ. ΡΕ. & CALOR, Α. ΕΝΑ. 2007. Διδασκαλία της εξελικτικής βιολογίας χρησιμοποιώντας την εννοιολογική δομή της φυλογενετικής συστηματικής - ΕΓΩ. Επιστήμη & Διδασκαλία, 1(2).
ΓΟΥΙΛΙ, Ε. Ο. & LIEBERMAN, B. ΜΙΚΡΟ. 2011. Φυλογενετική: η θεωρία και η πράξη της φυλογενετικής συστηματικής. 2. εκδ. Οξφόρδη: Wiley. 406 σελ.
