კლადოგრამა: რა არის, ნაწილები, როგორ კეთდება, ფუნქცია

კლადოგრამები არის გრაფიკული გამოსახულებები, რომლებიც ასახავს ევოლუციურ ურთიერთობებს ორგანიზმთა სხვადასხვა ჯგუფს შორის. ისინი ხელს უწყობენ ფილოგენიის გასაგებადხაზს უსვამს სხვადასხვა სახეობებს შორის გაზიარებულ ევოლუციურ ისტორიას.

ეს დიაგრამები აგებულია საერთო და მიღებული მახასიათებლების საფუძველზე, რომლებიც ცნობილია როგორც სინაპომორფიები. კლადოგრამა შედგება ტერმინალების, ტოტების, კვანძებისა და ფესვებისგან. კლადოგრამაში თითოეული ბიფურკაცია წარმოადგენს წერტილს, სადაც საერთო საგვარეულო შტო იყოფა ცალკეულ ხაზებად.

წაიკითხეთ ასევე: გენეტიკური ცვალებადობა - ფუნდამენტური ელემენტი ევოლუციის განვითარებისთვის

თემები ამ სტატიაში

• 1 - კლადოგრამების შეჯამება
• 2 - რა არის კლადოგრამა?
• 3 - ფილოგენია და კლადოგრამა სინონიმებია?
• 4 - რა ფუნქცია აქვს კლადოგრამას?
• 5 - რა არის კლადოგრამის ელემენტები?
• 6 - როგორ ავაშენოთ კლადოგრამა?
• 7 - როგორ კითხულობთ კლადოგრამას?

რეზიუმე კლადოგრამების შესახებ

• კლადოგრამები არის განშტოებული დიაგრამები, რომლებიც წარმოადგენენ ფილოგენეტიკურ კავშირებს ტაქსებს შორის.
• ისინი შემოთავაზებული იყო ფილოგენეტიკური ან კლადისტური სისტემატიკის ფარგლებში.
• ფილოგენია და კლადოგრამა არ არის სინონიმები.
• კლადოგრამები აგებულია სინაპომორფების საფუძველზე, რომლებიც განისაზღვრება სხვადასხვა ორგანიზმების მახასიათებლებს შორის ჰომოლოგიის ჰიპოთეზებით.
• პარსიმონია მნიშვნელოვანი კრიტერიუმია კლადოგრამების აგებაში და ეძებს უმარტივეს ნიმუშს, რომელიც ხსნის დაკვირვებულ ურთიერთობებს.
• კლადოგრამის ელემენტებია: ტერმინალები, კვანძები, ტოტები და ფესვი.
• ორგანიზმების განლაგება კლადოგრამის ტოტებში ასახავს მათი ევოლუციური ურთიერთობების სიახლოვეს.
• კლადოგრამაში თითოეული კვანძი წარმოადგენს საერთო წინაპარს.
• ნამარხები არ განიხილება ჩვენთვის. ისინი ტერმინალურია.
• კლადოგრამის ტოტების სიგრძე არ წარმოადგენს დროის მსვლელობას.
• ეს წარმოდგენები გვეხმარება გავიგოთ ბიოლოგიური მრავალფეროვნება და როგორ არის დაკავშირებული სხვადასხვა ორგანიზმები ევოლუციურად.

რა არის კლადოგრამა?

კლადოგრამები არის განშტოების დიაგრამები, რომლებიც ასახავს ფილოგენეტურ ნათესაურ კავშირებს ტაქსებს შორის (ორგანიზმების ჯგუფი გაერთიანებულია საერთო მახასიათებლების საფუძველზე). კლადოგრამები არის ფილოგენეტიკური ან კლადისტური სისტემატიკის ნაწილი, სისტემატიკისადმი მიდგომა, რომელიც შემოთავაზებულია 1966 წელს უილი ჰენიგის ნაშრომების გამოქვეყნების საფუძველზე.

კლადისტიკაში გასაგებია, რომ ცოცხალი არსებების მრავალფეროვნება ეს გამოწვეულია ევოლუციური პროცესებიდან, როგორიცაა ანაგენეზი და კლადოგენეზი. ანაგენეზი არის პროცესი, რომლის დროსაც პერსონაჟი ჩნდება ან იცვლება პოპულაციაში დროთა განმავლობაში, რომელიც პასუხისმგებელია ევოლუციურ სიახლეებზე.

კლადოგენეზი ეხება ფილოგენეტიკური ხაზის ევოლუციურ ცვლილებებს დაკავშირებული სახეობების მოვლენები (ორი ან მეტი შთამომავალი სახეობის გაჩენა წინაპრების სახეობიდან), რაც განაპირობებს საგვარეულოს ევოლუციურ დივერსიფიკაციას.

არ გაჩერდე ახლა... რეკლამის შემდეგ კიდევ არის ;)

კლადისტიკა გვთავაზობს მხოლოდ მონოფილური ჯგუფების აღიარებას (ჯგუფი, რომელიც ჩამოყალიბებულია ექსკლუზიურად წინაპრების სახეობებით და მისი ყველა შთამომავლებით) ბუნებრივია, აყალიბებს მათ ტაქსონურ დაჯგუფებებს სინაპომორფიების ამოცნობაზე დაყრდნობით (მიღებული სიმბოლოები, რომლებიც გაზიარებულია ტერმინალურ ტაქსებს შორის, რომლებიც შედგენა).

ის ასევე იყენებს პარსიმონიას, როგორც კრიტერიუმს ჰიპოთეზებს შორის არჩევისას, რომლებიც ხსნიან ორგანიზმებს შორის ფილოგენეტიკური ნათესაური ურთიერთობებს. პარსიმონიის კრიტერიუმის მიხედვით, ორგანიზმებს შორის ფილოგენეტიკური ურთიერთობის უმარტივესი ახსნა არის ის, რომელიც გულისხმობს ევოლუციური საფეხურების უმცირეს რაოდენობას, ანუ მდგომარეობის ცვლილებების მინიმუმამდე შემცირებას. პერსონაჟები მთელი ევოლუციის განმავლობაში.

იხილეთ ასევე: რა არის ანალოგიური ორგანოები და ჰომოლოგიური ორგანოები?

ფილოგენია და კლადოგრამა სინონიმებია?

მნიშვნელოვანია ამის ხაზგასმა არ არის რეკომენდებული ტერმინების ფილოგენია და კლადოგრამა სინონიმებად გამოყენება. ფილოგენია წარმოადგენს ევოლუციური ურთიერთობებს ტაქსებს შორის, მათ შორის პროცესის ასპექტებს შორის ბიოლოგიური ხაზის ევოლუციური დივერსიფიკაცია კლადოგენეზის მოვლენების მეშვეობით, არ არის წარმოდგენილი კლადოგრამებში. დრო, მაგალითად, არ არის წარმოდგენილი ამ დიაგრამებში.

რა ფუნქცია აქვს კლადოგრამას?

კლადოგრამები გთავაზობთ ორგანიზმების სხვადასხვა ჯგუფებს შორის ევოლუციური ურთიერთობების ვიზუალურ წარმოდგენას, უზრუნველყოფს სტრუქტურას, რომელიც ხელს უწყობს ევოლუციის შესახებ ცოდნის ორგანიზებას და გაგებას. ეს დიაგრამები არა მხოლოდ რთული მონაცემების ანალიზისა და კომუნიკაციის გამარტივება არამედ სხვადასხვა ჯგუფს შორის გაზიარებული მახასიათებლების იდენტიფიცირების საშუალებას მათ კლადოგრამის ტოტებში ჩართვით.

კლადოგრამები ასევე ხაზს უსვამენ კლადებს, რომლებიც წარმოადგენენ ორგანიზმების ჯგუფებს, რომლებიც გაერთიანებულია საერთო წინაპრით. ხელს უწყობს ტაქსონების დელიმიტაციას სხვადასხვა იერარქიულ დონეზე, როგორც სახეობასქესი, ოჯახი და წესრიგი. ეს ვიზუალური მიდგომა აუცილებელია ბიოლოგიური მრავალფეროვნებისა და ცოცხალ არსებებს შორის ევოლუციური ურთიერთკავშირების გასაგებად.

რა არის კლადოგრამის ელემენტები?

კლადოგრამა შედგება:

• ტერმინალები;
• ფილიალები;
• ჩვენ;
• წყარო.

კლადოგრამის კომპონენტებია: ფესვი, ტოტები, კვანძები და ტერმინალები. (სურათის კრედიტები: ჰელოიზა ფერნანდეს ფლორესი)

ტერმინალები წარმოადგენს საკვლევ ერთეულებს, რომლებიც შეიძლება იყოს ინდივიდი, პოპულაცია ან სახეობა. ტერმინალებიდან გამომავალი ხაზები ტოტებია. ტოტები ერთმანეთთან დაკავშირებულია კვანძით. ისინი პირდაპირ აკავშირებენ ტერმინალებს, ისევე როგორც დონეებს უფრო ქვემოთ.

კვანძი წარმოადგენს ჰიპოთეტურ წინაპარს თითოეული კლასტერისთვის, რომელშიც მოხდა კლადოგენეზის მოვლენა. ბოლო კვანძი აღნიშნავს ფესვის ჩასმას, წერტილი, სადაც კლადოგრამა უკავშირდება სიცოცხლის დანარჩენ ხეს და წარმოადგენს ჯგუფის უძველესი საგვარეულოს ჰიპოთეზას.

Მნიშვნელოვანი: კვანძები არ წარმოადგენენ ნამარხებს. ნამარხი, როდესაც აღმოჩენილია, არის ანალიზში ცნობილი ელემენტი და წარმოდგენილი იქნება ტერმინალით, რომელიც იყენებს კონვენციას (ჩვეულებრივ ხანჯლს), რათა ხაზი გაუსვას, რომ ეს არის ნამარხი ტაქსონი.

როგორ ავაშენოთ კლადოგრამა?

აგებულია კლადოგრამები ტერმინალების განმარტებაზე დაყრდნობით, რომლებიც წარმოადგენენ შესასწავლი ინტერესის ტაქსონების ერთობლიობას და ქმნიან შიდა ჯგუფს. შიდა ჯგუფს მიკუთვნებულ ტაქსონებთან შედარებითი მიზნებისათვის შესატანი სახეობების ნაკრები წარმოადგენს გარე ჯგუფს. გარე ჯგუფს ასევე აქვს ხის დასაფესვიანებლად დახმარების ფუნქცია ანალიზის დროს.

ორგანიზმების ნაკრების ფილოგენეტიკური რეკონსტრუქციისთვის გამოიყენება მორფოლოგიური კვლევების მონაცემები, გენეტიკური, ქცევითი, ეკოლოგიური, ემბრიოლოგიური ან რაიმე მემკვიდრეობითი მახასიათებლები.

სისტემატიკოსები (სისტემატიკის მკვლევარები) აანალიზებენ ნიმუშების დიდ რაოდენობას ინტერესის სხვადასხვა ხაზი, ეძებს მათში არსებულ მახასიათებლებს (ან პერსონაჟებს). ორგანიზმები. ამ ძიებაში, გამოკვეთილია ჰომოლოგიის ჰიპოთეზები, რომელშიც კორესპონდენციური ურთიერთობები მყარდება ორგანიზმის სტრუქტურებს შორის. ერთი სტრუქტურა ჰომოლოგიურია მეორის მიმართ, როდესაც მემკვიდრეობით მიიღება საერთო წინაპრისგან. როდესაც არის შეცდომა ჰომოლოგიის ჰიპოთეზის შეთავაზებისას, ამას ჰომოპლაზია ეწოდება.

შეგროვებული მახასიათებლები შედგენილია სიმბოლოების მატრიცაში. სიმბოლოების მატრიცაში რიგები წარმოადგენს ორგანიზმებს, ხოლო სვეტები წარმოადგენს მახასიათებლებს, რაც მიუთითებს თითოეული მახასიათებლის მდგომარეობაზე თითოეული ორგანიზმისთვის. მოლეკულური მონაცემების შემთხვევაში, მოცემული თანმიმდევრობით დაკვირვებული თითოეული ადგილი ითვლება პერსონაჟად. პერსონაჟების მატრიცა ხელს უწყობს ინფორმაციის ორგანიზებას კლადოგრამაში გადასატანად.

ინფორმაცია შედგენილია სიმბოლოების მასივში. (სურათის კრედიტები: ჰელოიზა ფერნანდეს ფლორესი)

შემდეგ გაანალიზებულია პერსონაჟების მატრიცა, რათა განვსაზღვროთ თითოეული პერსონაჟის (აპომორფიების) და წინაპრების მდგომარეობების (პლეზიომორფიები) წარმოშობილი მდგომარეობები. ეს ანალიზი კეთდება ალგორითმის მიხედვით რომელიც ცდილობს შეაერთოს მატრიცაში დაფიქსირებული მდგომარეობის ცვლილებები ფილოგენეტიკურ ხესთან, რომელიც ხსნის ასეთ ცვლილებებს უმარტივესად, პარსიმონიის პრინციპის გამოყენებით.

გაიგე მეტი: რას ამბობს ბუნებრივი გადარჩევის თეორია?

როგორ კითხულობთ კლადოგრამას?

კლადოგრამაში ორი ელემენტის უფრო დიდი სიახლოვე მესამესთან შედარებით განიმარტება, როგორც ამ ტაქსონის ევოლუციური ისტორიის ასახვა და მათ ძმურ ჯგუფებს უწოდებენ. კლადოგრამაში ბიფურკაციები წარმოადგენს წერტილებს, რომლებზეც ხაზები იყოფადროთა განმავლობაში. განშტოების რიგი წარმოდგენილია ფესვით, როგორც უძველესი ევოლუციური მოვლენა, ტერმინალების მიმართ, რომლებიც წარმოადგენენ ბოლო მოვლენებს.

ტოტების სიგრძე არ წარმოადგენს დროის ერთეულებს, ანუ ერთი ტოტის სიგრძე მეორესთან მიმართებაში იგივეს გვეუბნება. გარდა ამისა, შენ კლადოგრამებს შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული ესთეტიკური წარმოდგენები, მაგალითად, მეტი კვადრატული ტოტებით. მნიშვნელოვანია ამის ხაზგასმა კლადოგრამის ინვერსია არ ცვლის კავშირებს ტაქსებს შორის.

ამ სურათზე ყველა კლადოგრამა წარმოადგენს ერთსა და იმავე ევოლუციურ ისტორიას. (სურათის კრედიტები: ჰელოიზა ფერნანდეს ფლორესი)

შესაძლებელია დაკვირვება სამი ტიპის დაჯგუფების არსებობაზე კლადოგრამებით წარმოდგენილ ჰიპოთეზებში, მიუხედავად იმისა, რომ კლადისტები მხოლოდ მონოფილეტური ჯგუფების არსებობას აღიარებენ:

მხოლოდ მონოფილური დაჯგუფება ითვლება ბუნებრივად. (სურათის კრედიტები: ჰელოიზა ფერნანდეს ფლორესი)

• მონოფილური ჯგუფი: ეს არის ბუნებრივად მიჩნეული ჯგუფი, რომელიც იქმნება ექსკლუზიურად წინაპრების სახეობებისა და მისი ყველა შთამომავლების მიერ. მონოფილეტური ჯგუფები ასევე ცნობილია როგორც კლადები და დიაგნოზირებულია სინაპომორფების არსებობით.
• პარაფილეტური ჯგუფი: ეს არის ხელოვნურად მიჩნეული ჯგუფი, რადგან მას ქმნიან საგვარეულო სახეობები და მისი შთამომავალი სახეობების ნაწილი, მაგრამ არა ყველა. მას მხარს უჭერს პლესიომორფიების არსებობა და სინაპომორფიების არარსებობა.
• პოლიფილეტური ჯგუფი: არის ხელოვნური ჯგუფი, რომელიც ჩამოყალიბებულია რამდენიმე წინაპრის შთამომავალი სახეობებით.

გამოსახულების კრედიტები

^[1]Wikimedia Commons

წყაროები

ამორიმი, დ. ს. 2002. ფილოგენეტიკური სისტემატიკის საფუძვლები. Ribeirão Preto: Holos Editora. 136 გვ.

იუსტინა, ლ. ა. D., MEGLHIORATTI, F.A. & RODRIGUES, M.E. 2011 წ. სისტემატიკისა და ფილოგენეტიკის შინაარსი საშუალო სკოლის სახელმძღვანელოებში. რევ. ესე, 13(2): 65-84.

ლოპესი, ს. გ. ბ. ვ. & CHOW HO, F. ფ. თემა 4. ფილოგენეტიკური სისტემატიკის ძირითადი ცნებები. In: ცხოვრება და გარემო - ბიოლოგიური მრავალფეროვნება და ფილოგენია. მეცნიერებათა ხარისხი – USP/Univesp. პ. 54-67.

სანტოსი, კ. მ. დ. & კალორი, ა. ა. 2007. ევოლუციური ბიოლოგიის სწავლება ფილოგენეტიკური სისტემატიკის კონცეპტუალური სტრუქტურის გამოყენებით - ᲛᲔ. მეცნიერება და სწავლება, 1(2).

უილი, ე. ო. & ლიბერმანი, ბ. ს. 2011. ფილოგენეტიკა: ფილოგენეტიკური სისტემატიკის თეორია და პრაქტიკა. 2. რედ. ოქსფორდი: უილი. 406 გვ.

გსურთ ამ ტექსტის მითითება სასკოლო ან აკადემიურ ნაშრომში? შეხედე:

ფლორესი, ჰელოიზა ფერნანდესი. "კლადოგრამა"; ბრაზილიის სკოლა. Ხელმისაწვდომია: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/cladograma.htm. წვდომა 2023 წლის 3 დეკემბერს.