Cladogrammen zijn grafische weergaven die evolutionaire relaties tussen verschillende groepen organismen illustreren. Ze dragen bij voor het begrijpen van fylogenie, waarbij de evolutionaire geschiedenis van verschillende soorten wordt benadrukt.
Deze diagrammen zijn opgebouwd op basis van gedeelde en afgeleide kenmerken, bekend als synapomorfieën. Een cladogram bestaat uit terminals, takken, knooppunten en wortel. Elke splitsing in een cladogram vertegenwoordigt een punt waarop een gemeenschappelijke voorouderlijke afstamming zich opsplitste in verschillende afstammingslijnen.
Lees ook: Genetische variabiliteit – fundamenteel element voor het plaatsvinden van evolutie
Onderwerpen in dit artikel
- 1 - Samenvatting van cladogrammen
- 2 - Wat is een cladogram?
- 3 - Zijn fylogenie en cladogram synoniem?
- 4 - Wat is de functie van het cladogram?
- 5 - Wat zijn de elementen van het cladogram?
- 6 - Hoe maak je een cladogram?
- 7 - Hoe lees je een cladogram?
Samenvatting over cladogrammen
- Cladogrammen zijn vertakkende diagrammen die de fylogenetische relaties tussen taxa weergeven.
- Ze werden voorgesteld binnen de fylogenetische of cladistische systematiek.
- Fylogenie en cladogram zijn niet synoniem.
- Cladogrammen worden geconstrueerd op basis van synapomorfieën, gedefinieerd door hypothesen van homologieën tussen kenmerken van verschillende organismen.
- Spaarzaamheid is een belangrijk criterium bij de constructie van cladogrammen en zoekt naar het eenvoudigste patroon dat de waargenomen relaties verklaart.
- De elementen van een cladogram zijn: terminals, knooppunten, takken en wortel.
- De rangschikking van organismen in de takken van het cladogram weerspiegelt de nabijheid van hun evolutionaire relaties.
- Elk knooppunt in een cladogram vertegenwoordigt een gemeenschappelijke voorouder.
- Fossielen worden niet als ons beschouwd. Ze zijn terminaal.
- De lengte van de takken van een cladogram vertegenwoordigt niet het verstrijken van de tijd.
- Deze representaties helpen de biologische diversiteit te begrijpen en hoe verschillende organismen evolutionair verwant zijn.
Wat is een cladogram?
Cladogrammen zijn dat wel vertakkende diagrammen die fylogenetische verwantschapsrelaties tussen taxa weergeven (groep van organismen samengebracht op basis van gedeelde kenmerken). Cladogrammen maken deel uit van de fylogenetische of cladistische systematiek, een benadering van systematiek die wordt voorgesteld op basis van de publicatie van de werken van Willi Hennig in 1966.
In de cladistiek wordt dat begrepen de diversiteit van levende wezens het is het resultaat van evolutionaire processen, zoals anagenese en cladogenese. Anagenese is het proces waarbij een personage in de loop van de tijd ontstaat of verandert in een populatie, en verantwoordelijk is voor evolutionaire nieuwigheden.
Cladogenese verwijst naar de evolutionaire veranderingen van fylogenetische geslachten gerelateerd aan soortvorming gebeurtenissen (opkomst van twee of meer afstammelingen van een voorouderlijke soort), leidend tot de evolutionaire diversificatie van een afstammingslijn.
Niet stoppen nu... Er volgt nog meer na de reclame ;)
De cladistiek stelt alleen de erkenning voor van monofyletische groepen (een groep die uitsluitend wordt gevormd door een voorouderlijke soort en al zijn nakomelingen) als natuurlijk, waarbij hun taxongroepen worden gevormd op basis van de herkenning van synapomorfieën (afgeleide karakters die worden gedeeld tussen terminale taxa die componeren).
Het gebruikt ook spaarzaamheid als criterium bij het kiezen tussen hypothesen die de fylogenetische verwantschapsrelaties tussen organismen verklaren. Volgens het spaarzaamheidscriterium is dit de eenvoudigste verklaring voor de fylogenetische relatie tussen organismen degene die het kleinste aantal evolutionaire stappen veronderstelt, dat wil zeggen het minimaliseren van veranderingen in de toestand van karakters gedurende de hele evolutie.
Zie ook: Wat zijn analoge organen en homologe organen?
Zijn fylogenie en cladogram synoniem?
Het is belangrijk om dat te benadrukken Het wordt niet aanbevolen om de termen fylogenie en cladogram als synoniemen te gebruiken. Fylogenie vertegenwoordigt de evolutionaire relaties tussen taxa, inclusief aspecten van het proces van evolutionaire diversificatie van een biologische afstamming door cladogenese-gebeurtenissen, niet weergegeven in cladogrammen. De tijd wordt in deze diagrammen bijvoorbeeld niet weergegeven.
Wat is de functie van het cladogram?
Cladogrammen bieden een visuele weergave van de evolutionaire relaties tussen diverse groepen organismen, waardoor een structuur wordt geboden die de organisatie en het begrip van kennis over evolutie vergemakkelijkt. Deze diagrammen niet alleen vereenvoudig de analyse en communicatie van complexe gegevens maar maken ook de identificatie mogelijk van kenmerken die tussen verschillende groepen worden gedeeld door ze op te nemen in de takken van het cladogram.
Cladogrammen benadrukken ook clades, die groepen organismen vertegenwoordigen verenigd door een gemeenschappelijke voorouder, bijdragen aan de afbakening van taxa op verschillende hiërarchische niveaus, als soort, geslacht, familie en orde. Deze visuele benadering is essentieel voor het begrijpen van de biologische diversiteit en de evolutionaire verbindingen tussen levende wezens.
Wat zijn de elementen van het cladogram?
Het cladogram bestaat uit:
- terminals;
- takken;
- ons;
- bron.
De terminals vertegenwoordigen de onderzoeksentiteiten, die een individu, populatie of soort kunnen zijn. De lijnen die de terminals verlaten, zijn de takken. De takken zijn met een knoop met elkaar verbonden. Ze verbinden rechtstreeks terminals en niveaus verderop.
Het knooppunt vertegenwoordigt de hypothetische voorouder voor elke cluster waarin de cladogenese-gebeurtenis plaatsvond. Het laatste knooppunt geeft de invoeging van de wortel aan, het punt waarop een cladogram verbinding maakt met de rest van de levensboom, en een hypothese vertegenwoordigt van de oudste afstammingslijn van de groep.
Belangrijk: Knooppunten vertegenwoordigen geen fossielen. Een fossiel, wanneer gevonden, is een bekend element in de analyse en zal worden weergegeven door een terminal die een conventie gebruikt (meestal een dolk) om te benadrukken dat het een fossiel taxon is.
Hoe bouw je een cladogram?
Er worden cladogrammen gemaakt gebaseerd op de definitie van terminals, die de reeks te bestuderen taxa vertegenwoordigen en de interne groep vormen. De reeks soorten die voor vergelijkingsdoeleinden moet worden opgenomen met de taxa die tot de interne groep behoren, vormt de externe groep. De externe groep heeft ook de functie om tijdens een analyse te assisteren bij het wortelpunt van de boom.
Voor de fylogenetische reconstructie van een reeks organismen worden gegevens uit morfologische studies gebruikt, genetisch, gedragsmatige, ecologische, embryologische of erfelijke kenmerken.
Systematisten (systematische onderzoekers) analyseren een groot aantal representatieve exemplaren verschillende interesselijnen, op zoek naar kenmerken (of karakters) die daarin aanwezig zijn organismen. Bij deze zoektocht hypothesen van homologie worden geschetst, waarin correspondentierelaties tussen organismestructuren tot stand worden gebracht. De ene structuur is homoloog met de andere wanneer deze wordt geërfd van een gemeenschappelijke voorouder. Wanneer er sprake is van een fout bij het voorstellen van een homologiehypothese, wordt dit homoplasie genoemd.
De verzamelde kenmerken worden samengevoegd in een karaktermatrix. In een karaktermatrix vertegenwoordigen de rijen organismen en vertegenwoordigen de kolommen eigenschappen, waarbij de status van elke eigenschap voor elk organisme wordt aangegeven. In het geval van moleculaire gegevens wordt elke plaats die in een bepaalde reeks wordt waargenomen, als een karakter beschouwd. De karaktermatrix helpt bij het organiseren van informatie om te zetten in een cladogram.
De karaktermatrix wordt vervolgens geanalyseerd om te proberen de afgeleide toestanden van elk karakter (apomorfieën) en de voorouderlijke toestanden (plesiomorfieën) te definiëren. Deze analyse wordt gedaan door een algoritme die probeert de toestandsveranderingen die in de matrix worden waargenomen te verzoenen met een fylogenetische boom die dergelijke veranderingen op de eenvoudigst mogelijke manier verklaart, gebruikmakend van het principe van spaarzaamheid.
Meer weten: Wat zegt de theorie van natuurlijke selectie?
Hoe lees je een cladogram?
In een cladogram wordt de grotere nabijheid van twee elementen vergeleken met een derde geïnterpreteerd als een weerspiegeling van de evolutionaire geschiedenis van deze taxa, en ze worden zustergroepen genoemd. De splitsingen in het cladogram vertegenwoordigen de punten waarop lijnen zich splitsenna een tijdje. De vertakkingsvolgorde wordt weergegeven door de wortel, als de oudste evolutionaire gebeurtenis, naar de terminals, die recente gebeurtenissen vertegenwoordigen.
Taklengtes vertegenwoordigen geen tijdseenheden, dat wil zeggen dat de lengte van de ene tak ten opzichte van de andere ons hetzelfde vertelt. Verder, Jij cladogrammen kunnen verschillende esthetische representaties hebben, met bijvoorbeeld meer vierkante takken. Het is belangrijk om dat te benadrukken het omkeren van een cladogram verandert de relaties tussen taxa niet.
Het is mogelijk om de aanwezigheid van drie soorten groeperingen waar te nemen in de hypothesen die worden weergegeven door de cladogrammen, ondanks dat de cladistiek alleen het bestaan van monofyletische groepen erkent:
- Monofyletische groep: Het is een groep die als natuurlijk wordt beschouwd en uitsluitend wordt gevormd door een voorouderlijke soort en al zijn nakomelingen. Monofyletische groepen zijn ook bekend als clades en kunnen worden gediagnosticeerd door de aanwezigheid van synapomorfieën.
- Parafyletische groep: Het is een groep die als kunstmatig wordt beschouwd, omdat deze wordt gevormd door een voorouderlijke soort en een deel van zijn afstammelingen, maar niet allemaal. Het wordt ondersteund door de aanwezigheid van plesiomorfieën en de afwezigheid van synapomorfieën.
- Polyfyletische groep: is een kunstmatige groep gevormd door soorten die afstammen van verschillende voorouders.
Afbeeldingscredits
[1]Wikimedia Commons
Bronnen
AMORIM, D. S. 2002. Grondbeginselen van fylogenetische systematiek. Ribeirão Preto: Holos Editora. 136 blz.
JUSTINA, L. A. D., MEGLHIORATTI, FA & RODRIGUES, ME 2011. De inhoud van systematiek en fylogenetica in schoolboeken voor middelbare scholen. Ds. Essay, 13(2): 65-84.
LOPES, S. G. B. W. & CHOW HO, F. F. Onderwerp 4. Basisbegrippen van fylogenetische systematiek. In: Leven en Milieu – Biologische Diversiteit en Fylogenie. Graad in de wetenschappen – USP/Univesp. P. 54-67.
SANTOS, C. M. D. & CALOR, A. A. 2007. Het onderwijzen van evolutionaire biologie met behulp van de conceptuele structuur van fylogenetische systematiek - I. Wetenschap en onderwijs, 1(2).
WILEY, E. O. & LIEBERMAN, B. S. 2011. Fylogenetica: de theorie en praktijk van fylogenetische systematiek. 2. red. Oxford: Wiley. 406 blz.
Wilt u naar deze tekst verwijzen in een school- of academisch werk? Kijk:
FLORES, Heloísa Fernandes. "Cladogram"; Brazilië School. Beschikbaar in: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/cladograma.htm. Geraadpleegd op 3 december 2023.
