Kladogram: što je to, dijelovi, kako se radi, funkcija

Kladogrami su grafički prikazi koji ilustriraju evolucijske odnose između različitih skupina organizama. Oni doprinose za razumijevanje filogenije, naglašavajući evolucijsku povijest koju dijele različite vrste.

Ovi su dijagrami konstruirani na temelju zajedničkih i izvedenih karakteristika, poznatih kao sinapomorfije. Kladogram se sastoji od završetaka, grana, čvorova i korijena. Svaka bifurkacija u kladogramu predstavlja točku u kojoj se zajednička loza predaka dijeli na različite loze.

Pročitajte također: Genetska varijabilnost — temeljni element za pojavu evolucije

Teme u ovom članku

• 1 - Sažetak kladograma
• 2 - Što je kladogram?
• 3 - Jesu li filogenija i kladogram sinonimi?
• 4 - Koja je funkcija kladograma?
• 5 - Koji su elementi kladograma?
• 6 - Kako konstruirati kladogram?
• 7 - Kako čitate kladogram?

Sažetak o kladogramima

• Kladogrami su dijagrami grananja koji predstavljaju filogenetske odnose između taksona.
• Predloženi su unutar filogenetske ili kladističke sistematike.
• Filogenija i kladogram nisu sinonimi.
• Kladogrami se konstruiraju na temelju sinapomorfija, definiranih kroz hipoteze homologije između karakteristika različitih organizama.
• Štedljivost je važan kriterij u konstrukciji kladograma i traži najjednostavniji obrazac koji objašnjava opažene odnose.
• Elementi kladograma su: završeci, čvorovi, grane i korijen.
• Raspored organizama u granama kladograma odražava blizinu njihovih evolucijskih odnosa.
• Svaki čvor u kladogramu predstavlja zajedničkog pretka.
• Fosili se ne smatraju nama. Oni su terminalni.
• Duljina grana kladograma ne predstavlja protok vremena.
• Ovi prikazi pomažu razumjeti biološku raznolikost i kako su različiti organizmi evolucijski povezani.

Što je kladogram?

Kladogrami su dijagrami grananja koji predstavljaju filogenetske srodničke odnose između taksona (skupina organizama okupljenih na temelju zajedničkih karakteristika). Kladogrami su dio filogenetske ili kladističke sistematike, pristupa sistematici predloženog na temelju objavljivanja radova Willija Henniga 1966. godine.

U kladistici se razumijeva da raznolikosti živih bića proizlazi iz evolucijskih procesa, kao što su anageneza i kladogeneza. Anageneza je proces kojim se karakter pojavljuje ili mijenja u populaciji tijekom vremena, odgovoran je za evolucijske novosti.

Kladogeneza se odnosi na evolucijske promjene filogenetskih linija povezan sa događaji specijacije (izlazak dviju ili više vrsta potomaka iz vrste predaka), što dovodi do evolucijske diversifikacije loze.

Nemoj sada stati... Ima još nakon reklame ;)

Kladistika samo predlaže prepoznavanje monofiletskih skupina (skupina sastavljena isključivo od vrste predaka i svih njezinih potomaka) kao prirodne, formirajući svoje skupine taksona na temelju prepoznavanja sinapomorfija (izvedenih znakova koji se dijele između terminalnih svojti koje sastaviti).

Također koristi škrtost kao kriterij u odabiru između hipoteza koje objašnjavaju filogenetske srodničke odnose između organizama. Prema kriteriju štedljivosti, najjednostavnije objašnjenje filogenetskog odnosa između organizama je onaj koji pretpostavlja najmanji broj evolucijskih koraka, odnosno minimiziranje promjena u stanju likovi tijekom evolucije.

Vidi također: Što su analogni organi i homologni organi?

Jesu li filogenija i kladogram sinonimi?

Važno je istaknuti da Ne preporuča se koristiti pojmove filogenija i kladogram kao sinonime. Filogenija predstavlja evolucijske odnose između taksona, uključujući aspekte procesa evolucijska diversifikacija biološke loze kroz događaje kladogeneze, nije prikazano u kladogramima. Vrijeme, na primjer, nije predstavljeno u ovim dijagramima.

Koja je funkcija kladograma?

Kladogrami ponuditi vizualni prikaz evolucijskih odnosa između različitih skupina organizama, pružajući strukturu koja olakšava organizaciju i razumijevanje znanja o evoluciji. Ovi dijagrami ne samo pojednostaviti analizu i komunikaciju složenih podataka ali također omogućuju identifikaciju karakteristika koje dijele različite skupine uključivanjem u grane kladograma.

Kladogrami također ističu klade, koji predstavljaju skupine organizama ujedinjenih zajedničkim pretkom, pridonoseći razgraničenju taksona na različitim hijerarhijskim razinama, kao vrsta, spol, obitelj i red. Ovaj vizualni pristup bitan je za razumijevanje biološke raznolikosti i evolucijskih međupovezanosti između živih bića.

Koji su elementi kladograma?

Kladogram se sastoji od:

• terminali;
• grane;
• nas;
• izvor.

Komponente kladograma su: korijen, grane, čvorovi i završeci. (Slika: Heloísa Fernandes Flores)

Terminali predstavljaju entitete proučavanja, koji mogu biti jedinke, populacije ili vrste. Linije koje izlaze iz terminala su grane. Grane su međusobno povezane čvorom. Oni izravno povezuju terminale kao i razine niže.

Čvor predstavlja hipotetskog pretka za svaki klaster u kojem se dogodio događaj kladogeneze. Posljednji čvor označava umetanje korijena, točka u kojoj se kladogram povezuje s ostatkom stabla života i predstavlja hipotezu o najstarijoj lozi skupine.

Važno: Čvorovi ne predstavljaju fosile. Fosil, kada se pronađe, poznati je element u analizi i bit će predstavljen terminalom koji koristi konvenciju (obično bodež) kako bi se istaknulo da se radi o fosilnom taksonu.

Kako izgraditi kladogram?

Izrađuju se kladogrami na temelju definicije terminala, koji predstavljaju skup taksona od interesa za proučavanje i čine unutarnju grupu. Skup vrsta koje treba uključiti u svrhu usporedbe sa svojtama koje pripadaju unutarnjoj skupini čini vanjsku skupinu. Vanjska grupa također ima funkciju pomaganja na točki ukorijenjenja stabla tijekom analize.

Za filogenetsku rekonstrukciju skupa organizama koriste se podaci iz morfoloških studija, genetski, ponašanja, ekoloških, embrioloških ili bilo kojih nasljednih karakteristika.

Sistematičari (istraživači sustavnosti) analiziraju velik broj primjeraka koji predstavljaju različite loze od interesa, tražeći karakteristike (ili likove) prisutne u njima organizmi. U ovoj potrazi, izložene su hipoteze homologije, u kojem se uspostavljaju korespondentni odnosi između struktura organizma. Jedna struktura je homologna drugoj kada je naslijeđena od zajedničkog pretka. Kada postoji pogreška u predlaganju hipoteze o homologiji, to se naziva homoplazija.

Prikupljene karakteristike sastavljaju se u matricu znakova. U matrici znakova, redovi predstavljaju organizme, a stupci predstavljaju svojstva, pokazujući stanje svake osobine za svaki organizam. U slučaju molekularnih podataka, svako mjesto promatrano u danom nizu smatra se znakom. Matrica znakova pomaže organizirati informacije transponirati u kladogram.

Informacije sastavljene u niz znakova. (Slika: Heloísa Fernandes Flores)

Zatim se analizira matrica karaktera kako bi se pokušala definirati izvedena stanja svakog lika (apomorfije) i stanja predaka (pleziomorfije). Ovu analizu radi algoritam koji pokušava pomiriti promjene stanja uočene u matrici s filogenetskim stablom koje objašnjava takve promjene na najjednostavniji mogući način, koristeći načelo štedljivosti.

Znati više: Što kaže teorija prirodne selekcije?

Kako čitate kladogram?

U kladogramu se veća blizina dvaju elemenata u usporedbi s trećim tumači kao odraz evolucijske povijesti ovih svojti, a nazivaju se sestrinskim skupinama. Bifurkacije u kladogramu predstavljaju točke u kojima se loze razdvajajutijekom vremena. Redoslijed grananja predstavlja korijen, kao najstariji evolucijski događaj, prema završecima, koji predstavljaju nedavne događaje.

Duljine grana ne predstavljaju jedinice vremena, odnosno duljina jedne grane u odnosu na drugu nam govori isto. Nadalje, vas kladogrami mogu imati različite estetske prikaze, s više četvrtastih grana, na primjer. Važno je istaknuti da invertiranje kladograma ne mijenja odnose između taksona.

Svi kladogrami na ovoj slici predstavljaju istu evolucijsku povijest. (Slika: Heloísa Fernandes Flores)

Moguće je uočiti prisutnost tri vrste grupiranja u hipotezama koje predstavljaju kladogrami, unatoč tome što kladistika priznaje samo postojanje monofiletskih skupina:

Samo se monofiletsko grupiranje smatra prirodnim. (Slika: Heloísa Fernandes Flores)

• Monofiletska skupina: To je skupina koja se smatra prirodnom, a sastoji se isključivo od vrste predaka i svih njezinih potomaka. Monofiletske skupine također su poznate kao klade i mogu se dijagnosticirati po prisutnosti sinapomorfija.
• Parafiletska skupina: To je skupina koja se smatra umjetnom, jer je formirana od predačke vrste i dijela njezinih potomaka, ali ne svih. Podržava ga prisutnost plesiomorfija i odsutnost sinapomorfija.
• Polifiletska skupina: je umjetna skupina koju čine vrste koje potječu od nekoliko predaka.

Zasluge za slike

^[1]Wikimedia Commons

Izvori

AMORIM, D. S. 2002. Osnove filogenetske sistematike. Ribeirão Preto: Holos Editora. 136 str.

JUSTINA, L. A. D., MEGLHIORATTI, F.A. & RODRIGUES, M.E. 2011. Sadržaj sistematike i filogenetike u srednjoškolskim udžbenicima. vlč. Esej, 13(2): 65-84.

LOPES, S. G. B. W. & CHOW HO, F. F. Tema 4. Osnovni pojmovi filogenetske sistematike. U: Život i okoliš – Biološka raznolikost i filogenija. Diploma iz znanosti – USP/Univesp. P. 54-67.

SANTOS, C. M. D. & CALOR, A. A. 2007. Nastava evolucijske biologije korištenjem konceptualne strukture filogenetske sistematike – ja. Znanost i nastava, 1(2).

WILEY, E. O. & LIEBERMAN, B. S. 2011. filogenetika: teorija i praksa filogenetske sistematike. 2. izd. Oxford: Wiley. 406 str.

Želite li ovaj tekst citirati u školskom ili akademskom radu? Izgled:

FLORES, Heloísa Fernandes. "Kladogram"; Brazilska škola. Dostupno u: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/cladograma.htm. Pristupljeno 3. prosinca 2023.