Kladogramy sú grafické znázornenia, ktoré ilustrujú evolučné vzťahy medzi rôznymi skupinami organizmov. Prispievajú na pochopenie fylogenézy, zdôrazňujúc evolučnú históriu zdieľanú medzi rôznymi druhmi.
Tieto diagramy sú konštruované na základe zdieľaných a odvodených charakteristík, známych ako synapomorfie. Kladogram sa skladá z terminálov, vetiev, uzlov a koreňa. Každá bifurkácia v kladograme predstavuje bod, v ktorom sa spoločná rodová línia rozdelila na odlišné línie.
Prečítajte si tiež: Genetická variabilita – základný prvok evolúcie
Témy v tomto článku
- 1 - Súhrn kladogramov
- 2 - Čo je to kladogram?
- 3 - Sú fylogenéza a kladogram synonymá?
- 4 - Akú funkciu má kladogram?
- 5 - Aké sú prvky kladogramu?
- 6 - Ako zostaviť kladogram?
- 7 - Ako čítate kladogram?
Súhrn o kladogramoch
- Kladogramy sú vetviace diagramy, ktoré predstavujú fylogenetické vzťahy medzi taxónmi.
- Boli navrhnuté v rámci fylogenetickej alebo kladistickej systematiky.
- Fylogénia a kladogram nie sú synonymá.
- Kladogramy sú konštruované na základe synapomorfií, definovaných prostredníctvom hypotéz homológie medzi charakteristikami rôznych organizmov.
- Opatrnosť je dôležitým kritériom pri konštrukcii kladogramov a hľadá najjednoduchší vzorec, ktorý vysvetľuje pozorované vzťahy.
- Prvky kladogramu sú: terminály, uzly, vetvy a koreň.
- Usporiadanie organizmov vo vetvách kladogramu odráža blízkosť ich evolučných vzťahov.
- Každý uzol v kladograme predstavuje spoločného predka.
- Fosílie sa za nás nepovažujú. Sú terminálne.
- Dĺžka vetiev kladogramu nepredstavuje plynutie času.
- Tieto reprezentácie pomáhajú pochopiť biologickú diverzitu a to, ako sú rôzne organizmy evolučne príbuzné.
Čo je to kladogram?
Kladogramy sú vetviace diagramy predstavujúce fylogenetické príbuzenské vzťahy medzi taxónmi (skupina organizmov spojených na základe spoločných vlastností). Kladogramy sú súčasťou fylogenetickej alebo kladistickej systematiky, čo je prístup k systematike navrhnutý na základe publikácie Williho Henniga v roku 1966.
V kladistike sa rozumie, že rozmanitosť živých bytostí je výsledkom evolučných procesov, ako je anagenéza a kladogenéza. Anagenéza je proces, pri ktorom sa v priebehu času objavuje alebo mení postava v populácii, ktorá je zodpovedná za evolučné novinky.
Kladogenéza sa týka evolučných zmien fylogenetických línií súvisiaci s speciačné udalosti (vznik dvoch alebo viacerých potomkov z rodového druhu), čo vedie k evolučnej diverzifikácii línie.
Neprestávaj teraz... Po reklame viac ;)
Kladistika navrhuje iba uznanie monofyletických skupín (skupina tvorená výlučne rodovým druhom a všetkými jeho potomkami) ako prirodzené, tvoriace svoje skupiny taxónov na základe rozpoznávania synapomorfií (odvodené znaky zdieľané medzi terminálnymi taxónmi, ktoré skladať).
Používa tiež šetrnosť ako kritérium pri výbere medzi hypotézami, ktoré vysvetľujú fylogenetické príbuzenské vzťahy medzi organizmami. Podľa kritéria šetrnosti je najjednoduchšie vysvetlenie fylogenetického vzťahu medzi organizmami ten, ktorý predpokladá najmenší počet evolučných krokov, teda minimalizáciu zmien stavu o postavy počas evolúcie.
Pozri tiež: Čo sú analogické orgány a homologické orgány?
Sú fylogenéza a kladogram synonymá?
Je dôležité to zdôrazniť Neodporúča sa používať termíny fylogenéza a kladogram ako synonymá. Fylogenéza predstavuje evolučné vzťahy medzi taxónmi, vrátane aspektov procesu evolučná diverzifikácia biologickej línie prostredníctvom udalostí kladogenézy, nezastúpená v kladogramoch. Napríklad čas v týchto diagramoch nie je znázornený.
Akú funkciu má kladogram?
Kladogramy ponúkajú vizuálne znázornenie evolučných vzťahov medzi rôznymi skupinami organizmovposkytuje štruktúru, ktorá uľahčuje organizáciu a pochopenie poznatkov o evolúcii. Nielen tieto diagramy zjednodušiť analýzu a komunikáciu zložitých údajov ale tiež umožňujú identifikáciu charakteristík zdieľaných medzi rôznymi skupinami ich zahrnutím do vetiev kladogramu.
Kladogramy tiež zvýrazňujú klady, ktoré predstavujú skupiny organizmov spojených spoločným predkom, prispieva k vymedzeniu taxónov na rôznych hierarchických úrovniach, ako druh, pohlavie, rodina a poriadok. Tento vizuálny prístup je nevyhnutný pre pochopenie biologickej diverzity a evolučných prepojení medzi živými bytosťami.
Aké sú prvky kladogramu?
Kladogram sa skladá z:
- terminály;
- pobočky;
- nás;
- zdroj.
Terminály predstavujú študijné entity, ktorými môžu byť jednotlivci, populácie alebo druhy. Linky opúšťajúce terminály sú vetvy. Vetvy sú navzájom spojené uzlom. Priamo spájajú terminály, ako aj úrovne nižšie.
Uzol predstavuje hypotetického predchodcu pre každý zhluk, v ktorom sa vyskytla kladogenéza. Posledný uzol označuje vloženie koreňa, bod, v ktorom sa kladogram spája so zvyškom stromu života a predstavuje hypotézu o najstaršej línii skupiny.
Dôležité: Uzly nepredstavujú fosílie. Fosília, keď sa nájde, je známy prvok v analýze a bude reprezentovaný terminálom pomocou konvencie (zvyčajne dýkou), aby sa zdôraznilo, že ide o fosílny taxón.
Ako zostaviť kladogram?
Kladogramy sú konštruované na základe definície terminálov, ktoré predstavujú súbor skúmaných taxónov a tvoria vnútornú skupinu. Súbor druhov, ktoré sa majú zahrnúť na účely porovnania s taxónmi patriacimi do vnútornej skupiny, tvorí vonkajšiu skupinu. Externá skupina má tiež funkciu pomáhať pri zakorenení stromu počas analýzy.
Na fylogenetickú rekonštrukciu súboru organizmov sa používajú údaje z morfologických štúdií, genetickébehaviorálne, ekologické, embryologické alebo akékoľvek dedičné vlastnosti.
Systematici (systematici výskumníci) analyzujú veľké množstvo reprezentujúcich exemplárov rôzne záujmové línie, hľadajúc charakteristiky (alebo znaky), ktoré sú v nich prítomné organizmov. Pri tomto hľadaní sú načrtnuté hypotézy homológie, v ktorom sa vytvárajú korešpondenčné vzťahy medzi štruktúrami organizmu. Jedna štruktúra je homológna s druhou, keď je zdedená od spoločného predka. Keď sa vyskytne chyba pri navrhovaní hypotézy homológie, nazýva sa to homoplázia.
Zozbierané charakteristiky sú zostavené do matice znakov. V matici znakov riadky predstavujú organizmy a stĺpce predstavujú vlastnosti, ktoré označujú stav každej vlastnosti pre každý organizmus. V prípade molekulárnych údajov sa každé miesto pozorované v danej sekvencii považuje za znak. Matica znakov pomáha organizovať informácie preniesť do kladogramu.
Matica znakov sa potom analyzuje, aby sa pokúsili definovať odvodené stavy každého znaku (apomorfie) a stavy predkov (pleziomorfie). Táto analýza sa vykonáva pomocou algoritmu ktorý sa pokúša zosúladiť zmeny stavu pozorované v matrici s fylogenetickým stromom, ktorý takéto zmeny vysvetľuje najjednoduchším možným spôsobom, využívajúc princíp šetrnosti.
Vedieť viac: Čo hovorí teória prirodzeného výberu?
Ako čítate kladogram?
V kladograme sa väčšia blízkosť dvoch prvkov v porovnaní s tretím interpretuje ako odraz evolučnej histórie týchto taxónov a nazývajú sa sesterské skupiny. Bifurkácie v kladograme predstavujú body, v ktorých sa línie deliačasom. Poradie vetvenia je reprezentované koreňom, ako najstaršou evolučnou udalosťou, smerom k terminálom, ktoré predstavujú nedávne udalosti.
Dĺžky vetiev nepredstavujú jednotky času, to znamená, že dĺžka jednej vetvy vo vzťahu k druhej nám hovorí to isté. ďalej vy kladogramy môžu mať rôzne estetické zobrazenia, napríklad s viacerými štvorcovými vetvami. Je dôležité to zdôrazniť prevrátenie kladogramu nemení vzťahy medzi taxónmi.
Je možné pozorovať prítomnosť troch typov zoskupení v hypotézach reprezentovaných kladogrammi, napriek tomu, že kladistika uznáva len existenciu monofyletických skupín:
- Monofyletická skupina: Je to skupina považovaná za prirodzenú, ktorá je tvorená výlučne rodovým druhom a všetkými jeho potomkami. Monofyletické skupiny sú tiež známe ako klady a sú diagnostikované prítomnosťou synapomorfií.
- Parafyletická skupina: Je to skupina považovaná za umelú, keďže ju tvorí rodový druh a časť jeho potomkov, ale nie všetky. Podporuje ju prítomnosť plesiomorfií a absencia synapomorfií.
- Polyfyletická skupina: je umelá skupina tvorená druhmi pochádzajúcimi z niekoľkých predkov.
Obrazové kredity
[1]Wikimedia Commons
Zdroje
AMORIM, D. S. 2002. Základy fylogenetickej systematiky. Ribeirão Preto: Holos Editora. 136 s.
JUSTINA, Ľ. A. D., MEGLHIORATTI, F.A. & RODRIGUES, M.E. 2011. Obsah systematiky a fylogenetiky v stredoškolských učebniciach. Rev. Esej, 13(2): 65-84.
LOPES, S. G. B. W. & CHOW HO, F. F. Téma 4. Základné pojmy fylogenetickej systematiky. In: Život a životné prostredie – Biologická diverzita a fylogenéza. Titul vied – USP/Univesp. P. 54-67.
SANTOS, C. M. D. & CALOR, A. A. 2007. Vyučovanie evolučnej biológie s využitím pojmovej štruktúry fylogenetickej systematiky – ja. Science & Teaching, 1(2).
WILEY, E. O. & LIEBERMAN, B. S. 2011. Fylogenetika: teória a prax fylogenetickej systematiky. 2. vyd. Oxford: Wiley. 406 s.
Chceli by ste na tento text odkazovať v školskej alebo akademickej práci? Pozri:
FLORES, Heloísa Fernandes. "Cladogram"; Brazílska škola. Dostupné v: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/cladograma.htm. Prístup 3. decembra 2023.