Kladogrammas ir grafiski attēlojumi, kas ilustrē evolūcijas attiecības starp dažādām organismu grupām. Viņi veicina lai saprastu filoģenēzi, uzsverot evolūcijas vēsturi, kas ir kopīga starp dažādām sugām.
Šīs diagrammas ir veidotas, pamatojoties uz kopīgām un atvasinātām īpašībām, kas pazīstamas kā sinapomorfijas. Kladogrammu veido termināli, zari, mezgli un sakne. Katra kladogrammas bifurkācija ir punkts, kurā kopīgā senču cilts sadalās atšķirīgās līnijās.
Izlasi arī: Ģenētiskā mainīgums — evolūcijas pamatelements
Kopsavilkums par kladogrammām
- Kladogrammas ir sazarotas diagrammas, kas atspoguļo filoģenētiskās attiecības starp taksoniem.
- Tie tika ierosināti filoģenētiskajā vai kladistiskajā sistemātikā.
- Filoģenēze un kladogramma nav sinonīmi.
- Kladogrammas tiek veidotas, pamatojoties uz sinapomorfijām, kas noteiktas, izmantojot hipotēzes par dažādu organismu īpašību homoloģiju.
- Stingrība ir svarīgs kritērijs kladogrammu konstruēšanā un meklē vienkāršāko modeli, kas izskaidro novērotās attiecības.
- Kladogrammas elementi ir: termināli, mezgli, zari un sakne.
- Organismu izvietojums kladogrammas zaros atspoguļo to evolucionāro attiecību tuvumu.
- Katrs kladogrammas mezgls ir kopīgs priekštecis.
- Fosilijas mūs neuzskata. Tie ir termināli.
- Kladogrammas zaru garums neatspoguļo laika ritējumu.
- Šie attēlojumi palīdz izprast bioloģisko daudzveidību un to, kā dažādi organismi ir evolucionāri saistīti.
Kas ir kladogramma?
Kladogrammas ir sazarojuma diagrammas, kas attēlo filoģenētiskās radniecības attiecības starp taksoniem (organismu grupa, kas apvienota, pamatojoties uz kopīgām īpašībām). Kladogrammas ir daļa no filoģenētiskās vai kladistiskās sistemātikas — pieejas sistemātikai, kas ierosināta, pamatojoties uz Villija Henniga darbu publikāciju 1966. gadā.
Kladistikā to saprot dzīvo būtņu daudzveidība tas izriet no evolūcijas procesiem, piemēram, anaģenēzes un kladoģenēzes. Anaģenēze ir process, kurā varonis parādās vai mainās populācijā laika gaitā, atbildot par evolūcijas jaunumiem.
Kladoģenēze attiecas uz filoģenētisko līniju evolūcijas izmaiņām saistīts ar specifikācijas notikumi (divu vai vairāku pēcteču sugu parādīšanās no senču sugas), kas noved pie ciltsraksta evolucionāras dažādošanas.
Kladistika tikai ierosina atzīt monofiliskās grupas (grupu, ko veido tikai senču suga un visi tās pēcnācēji) kā dabiski, veidojot to taksonu grupas, pamatojoties uz sinapomorfiju atpazīšanu (atvasinātas rakstzīmes, kas ir kopīgas starp gala taksoniem, kas sacerēt).
Tas arī izmanto taupību kā kritēriju, izvēloties starp hipotēzēm, kas izskaidro filoģenētiskās radniecības attiecības starp organismiem. Saskaņā ar taupības kritēriju vienkāršākais filoģenētisko attiecību skaidrojums starp organismiem ir tas, kas paredz vismazāko evolūcijas soļu skaitu, tas ir, līdz minimumam samazina stāvokļa izmaiņas rakstzīmes visā evolūcijas gaitā.
Skatīt arī: Kas ir līdzīgi orgāni un homologi orgāni?
Vai filoģenēze un kladogramma ir sinonīmi?
Ir svarīgi to izcelt Nav ieteicams lietot terminus filoģenēze un kladogramma kā sinonīmus. Filoģenēze atspoguļo evolucionārās attiecības starp taksoniem, ieskaitot procesa aspektus bioloģiskās cilmes evolūcijas dažādošana, izmantojot kladoģenēzes notikumus, nav pārstāvēta kladogrammās. Piemēram, laiks šajās diagrammās nav attēlots.
Kāda ir kladogrammas funkcija?
Kladogrammas piedāvā vizuālu priekšstatu par evolūcijas attiecībām starp dažādām organismu grupām, nodrošinot struktūru, kas atvieglo zināšanu par evolūciju organizēšanu un izpratni. Šīs diagrammas ne tikai vienkāršotu sarežģītu datu analīzi un saziņu bet arī ļauj identificēt raksturlielumus, kas ir kopīgi dažādām grupām, iekļaujot tos kladogrammas atzaros.
Kladogrammas izceļ arī klades, kas attēlo organismu grupas, kuras vieno kopīgs sencis, veicinot taksonu norobežošanu dažādos hierarhijas līmeņos, kā suga, dzimums, ģimene un kārtība. Šī vizuālā pieeja ir būtiska, lai izprastu bioloģisko daudzveidību un dzīvo būtņu evolucionāros savienojumus.
Kādi ir kladogrammas elementi?
Kladogramma sastāv no:
- termināļi;
- zari;
- mums;
- avots.
Termināļi attēlo pētījuma vienības, kas var būt indivīds, populācijas vai suga. Līnijas, kas iziet no termināļiem, ir atzari. Zari ir savienoti viens ar otru ar mezglu. Tie tieši savieno termināļus, kā arī līmeņus zemāk.
Mezgls ir hipotētiskais priekštecis katrai klasterim, kurā notika kladoģenēzes notikums. Pēdējais mezgls apzīmē saknes ievietošanu, punkts, kurā kladogramma savienojas ar pārējo dzīvības koku, un ir hipotēze par grupas vecāko ciltsrakstu.
Svarīgs: Mezgli neatspoguļo fosilijas. Fosilija, ja tiek atrasts, ir zināms analīzē elements, un to attēlos terminālis, izmantojot apzīmējumu (parasti dunci), lai uzsvērtu, ka tas ir fosilais taksons.
Kā izveidot kladogrammu?
Tiek konstruētas kladogrammas pamatojoties uz termināļu definīciju, kas pārstāv pētāmo interešu taksonu kopu un veido iekšējo grupu. Sugu kopums, kas iekļaujams salīdzināšanas nolūkos ar taksoniem, kas pieder iekšējai grupai, veido ārējo grupu. Ārējai grupai ir arī funkcija, lai analīzes laikā palīdzētu koka sakņu punktā.
Organismu kopuma filoģenētiskai rekonstrukcijai tiek izmantoti morfoloģisko pētījumu dati, ģenētiskais, uzvedības, ekoloģiskās, embrioloģiskās vai jebkādas pārmantojamas īpašības.
Sistemātiķi (sistemātiķi) analizē lielu skaitu pārstāvošo īpatņu dažādas interešu līnijas, meklējot tajās esošās īpašības (vai rakstzīmes). organismiem. Šajā meklēšanā ir izklāstītas homoloģijas hipotēzes, kurā tiek izveidotas atbilstības attiecības starp organismu struktūrām. Viena struktūra ir homologa citai, ja tā ir mantota no kopīga senča. Ja, izvirzot homoloģijas hipotēzi, ir kļūda, to sauc par homoplaziju.
Apkopotie raksturlielumi tiek apkopoti rakstzīmju matricā. Rakstzīmju matricā rindas apzīmē organismus un kolonnas apzīmē pazīmes, norādot katras pazīmes stāvokli katram organismam. Molekulāro datu gadījumā katra noteiktā secībā novērotā vieta tiek uzskatīta par rakstzīmi. Rakstzīmju matrica palīdz sakārtot informāciju jātransponē kladogrammā.
Pēc tam tiek analizēta rakstzīmju matrica, lai mēģinātu definēt katra rakstzīmes atvasinātos stāvokļus (apomorfijas) un senču stāvokļus (plesiomorfijas). Šī analīze tiek veikta, izmantojot algoritmu kas mēģina saskaņot matricā novērotās stāvokļa izmaiņas ar filoģenētisko koku, kas šādas izmaiņas izskaidro pēc iespējas vienkāršākā veidā, izmantojot taupības principu.
Uzziniet vairāk: Ko apgalvo dabiskās atlases teorija?
Kā lasīt kladogrammu?
Kladogrammā divu elementu lielākais tuvums salīdzinājumā ar trešo tiek interpretēts kā šo taksonu evolūcijas vēstures atspoguļojums, un tos sauc par māsu grupām. Bifurkācijas kladogrammā apzīmē punktus, kuros līnijas sadalāslaika gaitā. Sazarojumu secību attēlo sakne kā vecākais evolūcijas notikums, kas vērsts uz termināliem, kas atspoguļo nesenos notikumus.
Zaru garums neatspoguļo laika vienības, tas ir, viena zara garums attiecībā pret otru liecina par to pašu. Turklāt tu kladogrammām var būt dažādi estētiski attēlojumi, piemēram, ar vairāk kvadrātveida zariem. Ir svarīgi to izcelt kladogrammas invertēšana nemaina attiecības starp taksoniem.
Ir iespējams novērot trīs veidu grupējumu klātbūtni hipotēzēs, ko attēlo kladogrammas, neskatoties uz to, ka kladistika atzīst tikai monofilu grupu esamību:
- Monofilētiskā grupa: Tā ir grupa, ko uzskata par dabisku, un to veido tikai senču suga un visi tās pēcteči. Monofilētiskās grupas ir pazīstamas arī kā klades, un tās var diagnosticēt pēc sinapomorfiju klātbūtnes.
- Parafilētiskā grupa: Tā ir grupa, kas tiek uzskatīta par mākslīgu, jo to veido senču suga un daļa no tās pēcnācēju sugām, bet ne visas. To atbalsta pleziomorfiju klātbūtne un sinapomorfiju neesamība.
- Polifilētiskā grupa: ir mākslīga grupa, ko veido sugas, kas cēlušās no vairākiem senčiem.
Attēlu kredīti
[1]Wikimedia Commons
Avoti
AMORIMS, D. S. 2002. Filoģenētiskās sistemātikas pamati. Ribeirão Preto: Holos Editora. 136 lpp.
JUSTĪNA, L. A. D., MEGLHIORATTI, F.A. un RODRIGUES, M.E. 2011. Sistemātikas un filoģenētikas saturs vidusskolas mācību grāmatās. Rev. Eseja, 13(2): 65-84.
LOPES, S. G. B. W. & ČAU, HO, F. F. 4. tēma. Filoģenētiskās sistemātikas pamatjēdzieni. Grāmatā: Dzīve un vide – bioloģiskā daudzveidība un filoģenēze. Zinātņu grāds – USP/Univesp. P. 54-67.
SANTOSS, C. M. D. & CALOR, A. A. 2007. Evolūcijas bioloģijas mācīšana, izmantojot filoģenētiskās sistemātikas konceptuālo struktūru – es. Zinātne un mācīšana, 1(2).
VILJS, E. O. un LĪBERMANS, B. S. 2011. Filoģenētika: filoģenētiskās sistemātikas teorija un prakse. 2. ed. Oksforda: Vailijs. 406 lpp.