Kladogrami so grafični prikazi, ki ponazarjajo evolucijska razmerja med različnimi skupinami organizmov. Prispevajo za razumevanje filogenije, ki poudarja evolucijsko zgodovino, ki si jo delijo različne vrste.
Ti diagrami so sestavljeni na podlagi skupnih in izpeljanih značilnosti, znanih kot sinapomorfije. Kladogram je sestavljen iz terminalov, vej, vozlišč in korena. Vsaka bifurkacija v kladogramu predstavlja točko, na kateri se skupna linija prednikov razdeli na različne linije.
Preberite tudi: Genetska variabilnost – temeljni element za nastanek evolucije
Teme v tem članku
- 1 - Povzetek kladogramov
- 2 - Kaj je kladogram?
- 3 – Ali sta filogenija in kladogram sinonima?
- 4 - Kakšna je funkcija kladograma?
- 5 - Kateri so elementi kladograma?
- 6 - Kako sestaviti kladogram?
- 7 - Kako berete kladogram?
Povzetek o kladogramih
- Kladogrami so razvejani diagrami, ki predstavljajo filogenetske odnose med taksoni.
- Predlagani so bili v okviru filogenetske ali kladistične sistematike.
- Filogenija in kladogram nista sinonima.
- Kladogrami so zgrajeni na podlagi sinapomorfij, definiranih s hipotezami homologij med značilnostmi različnih organizmov.
- Varčnost je pomemben kriterij pri gradnji kladogramov in išče najpreprostejši vzorec, ki pojasnjuje opazovane odnose.
- Elementi kladograma so: terminali, vozlišča, veje in koren.
- Razporeditev organizmov v vejah kladograma odraža bližino njihovih evolucijskih odnosov.
- Vsako vozlišče v kladogramu predstavlja skupnega prednika.
- Fosili se ne štejejo za nas. So terminalni.
- Dolžina vej kladograma ne predstavlja poteka časa.
- Te predstavitve pomagajo razumeti biološko raznovrstnost in kako so različni organizmi evolucijsko povezani.
Kaj je kladogram?
Kladogrami so razvejani diagrami, ki predstavljajo filogenetske sorodstvene odnose med taksoni (skupina organizmov, združenih na podlagi skupnih značilnosti). Kladogrami so del filogenetske ali kladistične sistematike, pristopa k sistematiki, predlaganega na podlagi objave del Willija Henniga leta 1966.
V kladistiki se razume, da pestrost živih bitij izhaja iz evolucijskih procesov, kot sta anageneza in kladogeneza. Anageneza je proces, s katerim se lik pojavi ali spremeni v populaciji skozi čas in je odgovoren za evolucijske novosti.
Kladogeneza se nanaša na evolucijske spremembe filogenetskih linij navezujoč se dogodki speciacije (nastanek dveh ali več vrst potomcev iz vrste prednikov), kar vodi do evolucijske diverzifikacije rodu.
Ne nehaj zdaj... Po reklami je več ;)
Kladistika samo predlaga priznanje monofiletskih skupin (skupina, ki jo tvorijo izključno vrste prednikov in vsi njeni potomci) kot naravne, ki oblikujejo svoje skupine taksonov na podlagi prepoznavanja sinapomorfij (izpeljanih znakov, ki si jih delijo terminalni taksoni, ki sestaviti).
Prav tako uporablja varčnost kot merilo pri izbiri med hipotezami, ki pojasnjujejo filogenetske sorodstvene odnose med organizmi. Po kriteriju parsimonije je najenostavnejša razlaga filogenetskega odnosa med organizmi tista, ki predvideva najmanjše število evolucijskih korakov, to je minimiziranje sprememb v stanju znakov skozi celotno evolucijo.
Glej tudi: Kaj so analogni organi in homologni organi?
Ali sta filogenija in kladogram sinonima?
To je pomembno poudariti Izrazov filogenija in kladogram ni priporočljivo uporabljati kot sopomenk. Filogenija predstavlja evolucijska razmerja med taksoni, vključno z vidiki procesa evolucijska diverzifikacija biološke linije skozi dogodke kladogeneze, ni predstavljena v kladogramih. Čas, na primer, v teh diagramih ni predstavljen.
Kakšna je funkcija kladograma?
Kladogrami ponujajo vizualno predstavitev evolucijskih odnosov med različnimi skupinami organizmov, ki zagotavlja strukturo, ki olajša organizacijo in razumevanje znanja o evoluciji. Ti diagrami ne samo poenostavite analizo in sporočanje kompleksnih podatkov ampak tudi omogočajo identifikacijo značilnosti, ki si jih delijo različne skupine, tako da jih vključijo v veje kladograma.
Kladogrami poudarjajo tudi klade, ki predstavljajo skupine organizmov, ki jih združuje skupni prednik, prispevajo k razmejitvi taksonov na različnih hierarhičnih ravneh, kot vrsta, spol, družina in red. Ta vizualni pristop je bistvenega pomena za razumevanje biološke raznovrstnosti in evolucijskih medsebojnih povezav med živimi bitji.
Kateri so elementi kladograma?
Kladogram je sestavljen iz:
- terminali;
- veje;
- mi;
- vir.
Terminali predstavljajo študijske entitete, ki so lahko posameznik, populacije ali vrste. Proge, ki zapuščajo terminale, so veje. Veje so med seboj povezane z vozlom. Neposredno povezujejo terminale in nivoje nižje.
Vozlišče predstavlja hipotetičnega prednika za vsako gručo, v kateri se je zgodil dogodek kladogeneze. Zadnje vozlišče označuje vstavitev korena, točka, na kateri se kladogram poveže s preostalim drevesom življenja in predstavlja hipotezo o najstarejši liniji skupine.
Pomembno: Vozlišča ne predstavljajo fosilov. Fosil, ko je najden, je znan element v analizi in bo predstavljen s terminalom, ki uporablja konvencijo (običajno bodalo), ki poudarja, da gre za fosilni takson.
Kako sestaviti kladogram?
Izdelani so kladogrami na podlagi definicije terminalov, ki predstavljajo niz zanimivih taksonov, ki jih je treba preučiti, in tvorijo notranjo skupino. Nabor vrst, ki jih je treba vključiti za namene primerjave s taksoni, ki pripadajo notranji skupini, sestavlja zunanjo skupino. Zunanja skupina ima tudi funkcijo pomoči pri koreninski točki drevesa med analizo.
Za filogenetsko rekonstrukcijo niza organizmov se uporabljajo podatki morfoloških študij, genetskivedenjskih, ekoloških, embrioloških ali kakršnih koli dednih značilnosti.
Sistematiki (raziskovalci sistematike) analizirajo veliko število osebkov, ki predstavljajo različne interesne linije, pri čemer iščejo značilnosti (ali znake), ki so v njih prisotni organizmi. Pri tem iskanju, hipoteze homologije so orisane, v katerem se vzpostavijo korespondenčni odnosi med strukturami organizma. Ena struktura je homologna drugi, če je podedovana od skupnega prednika. Če pride do napake pri predlaganju hipoteze o homologiji, se to imenuje homoplazija.
Zbrane značilnosti se sestavijo v matriko znakov. V matriki znakov vrstice predstavljajo organizme, stolpci pa lastnosti, ki označujejo stanje vsake lastnosti za vsak organizem. V primeru molekularnih podatkov se vsako opazovano mesto v danem zaporedju obravnava kot znak. Matrika znakov pomaga organizirati informacije prenesti v kladogram.
Matrica znakov se nato analizira, da se poskusi definirati izpeljana stanja vsakega znaka (apomorfije) in stanja prednikov (pleziomorfije). To analizo opravi algoritem ki poskuša spremembe stanja, opažene v matriksu, uskladiti s filogenetskim drevesom, ki takšne spremembe razloži na najpreprostejši možni način, z uporabo načela varčevanja.
Izvedite več: Kaj pravi teorija naravne selekcije?
Kako berete kladogram?
V kladogramu se večja bližina dveh elementov v primerjavi s tretjim razlaga kot odraz evolucijske zgodovine teh taksonov in se imenujejo sestrske skupine. Bifurkacije v kladogramu predstavljajo točke, na katerih se linije cepijočez čas. Vrstni red razvejanja predstavlja korenina, kot najstarejši evolucijski dogodek, proti terminalom, ki predstavljajo novejše dogodke.
Dolžine vej ne predstavljajo časovnih enot, to je dolžina ene veje glede na drugo nam pove isto. Poleg tega ti kladogrami imajo lahko različne estetske prikaze, na primer z več kvadratnimi vejami. To je pomembno poudariti obračanje kladograma ne spremeni odnosov med taksoni.
Možno je opaziti prisotnost treh vrst skupin v hipotezah, ki jih predstavljajo kladogrami, kljub temu, da kladistika priznava le obstoj monofiletskih skupin:
- Monofiletska skupina: To je skupina, ki velja za naravno in jo sestavljajo izključno vrste prednikov in vsi njeni potomci. Monofiletske skupine so znane tudi kot kladi in jih je mogoče diagnosticirati s prisotnostjo sinapomorfij.
- Parafiletna skupina: Gre za skupino, ki velja za umetno, saj jo sestavljajo vrsta prednikov in del vrst njenih potomcev, vendar ne vse. Podprta je s prisotnostjo plesiomorfij in odsotnostjo sinapomorfij.
- Polifiletna skupina: je umetna skupina, ki jo tvorijo vrste, ki izvirajo iz več prednikov.
Zasluge za slike
[1]Wikimedia Commons
Viri
AMORIM, D. S. 2002. Osnove filogenetske sistematike. Ribeirão Preto: Holos Editora. 136 str.
JUSTINA, L. A. D., MEGLHIORATTI, F.A. & RODRIGUES, M.E. 2011. Vsebina sistematike in filogenetike v srednješolskih učbenikih. Rev. Esej, 13 (2): 65-84.
LOPES, S. G. B. W. & CHOW HO, F. F. Tema 4. Osnovni pojmi filogenetske sistematike. V: Življenje in okolje – Biološka raznovrstnost in filogenija. diploma iz znanosti – USP/Univesp. p. 54-67.
SANTOS, C. M. D. & CALOR, A. A. 2007. Poučevanje evolucijske biologije z uporabo konceptualne strukture filogenetske sistematike - JAZ. Znanost in poučevanje, 1(2).
WILEY, E. O. & LIEBERMAN, B. S. 2011. Filogenetika: teorija in praksa filogenetske sistematike. 2. izd. Oxford: Wiley. 406 str.
Bi se radi sklicevali na to besedilo v šolskem ali akademskem delu? poglej:
FLORES, Heloísa Fernandes. "Kladogram"; Brazilska šola. Na voljo v: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/cladograma.htm. Dostopano 3. decembra 2023.
