Cladogram: มันคืออะไร, ส่วนต่างๆ, ทำอย่างไร, ฟังก์ชั่น

คลาโดแกรม เป็นการนำเสนอแบบกราฟิกที่แสดงให้เห็นความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการระหว่างสิ่งมีชีวิตกลุ่มต่างๆ พวกเขามีส่วนร่วม เพื่อทำความเข้าใจเรื่องสายวิวัฒนาการโดยเน้นถึงประวัติศาสตร์วิวัฒนาการที่มีการแบ่งปันกันระหว่างสายพันธุ์ต่างๆ

ไดอะแกรมเหล่านี้สร้างขึ้นตามคุณลักษณะที่ใช้ร่วมกันและที่ได้รับมา ซึ่งเรียกว่าซินนาโปมอร์ฟีส์ คลาโดแกรมประกอบด้วยเทอร์มินัล กิ่งก้าน โหนด และรูต แต่ละแฉกในคลาโดแกรมแสดงถึงจุดที่เชื้อสายบรรพบุรุษร่วมแบ่งออกเป็นเชื้อสายที่แตกต่างกัน

อ่านด้วย: ความแปรปรวนทางพันธุกรรม — องค์ประกอบพื้นฐานสำหรับวิวัฒนาการที่จะเกิดขึ้น

หัวข้อในบทความนี้

• 1 - สรุปคลาโดแกรม
• 2 - คลาโดแกรมคืออะไร?
• 3 - สายวิวัฒนาการและแคลโดแกรมตรงกันหรือไม่?
• 4 - คลาโดแกรมมีหน้าที่อะไร?
• 5 - องค์ประกอบของคลาโดแกรมมีอะไรบ้าง?
• 6 - จะสร้างคลาโดแกรมได้อย่างไร?
• 7 - คุณอ่านคลาโดแกรมได้อย่างไร?

สรุปเกี่ยวกับคลาโดแกรม

• Cladograms เป็นแผนภาพแยกส่วนที่แสดงถึงความสัมพันธ์ทางสายวิวัฒนาการระหว่างแท็กซ่า
• พวกมันถูกเสนอภายในระบบสายวิวัฒนาการหรือแบบแคลดิสติก
• Phylogeny และ cladogram ไม่ตรงกัน
• Cladograms ถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของ synapomorphies ซึ่งกำหนดผ่านสมมติฐานของความคล้ายคลึงกันระหว่างลักษณะของสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกัน
• Parsimony เป็นเกณฑ์สำคัญในการสร้างคลาโดแกรมและแสวงหารูปแบบที่ง่ายที่สุดที่อธิบายความสัมพันธ์ที่สังเกตได้
• องค์ประกอบของคลาโดแกรมได้แก่ เทอร์มินัล โหนด กิ่งก้าน และราก
• การจัดเรียงสิ่งมีชีวิตในสาขาของคลาโดแกรมสะท้อนถึงความใกล้ชิดของความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการของพวกมัน
• แต่ละโหนดในคลาโดแกรมแสดงถึงบรรพบุรุษร่วมกัน
• ฟอสซิลไม่ถือเป็นเรา พวกเขาเป็นเทอร์มินัล
• ความยาวของกิ่งก้านของคลาโดแกรมไม่ได้แสดงถึงการผ่านของเวลา
• การเป็นตัวแทนเหล่านี้ช่วยให้เข้าใจความหลากหลายทางชีวภาพและความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตต่างๆ ในเชิงวิวัฒนาการ

คลาโดแกรมคืออะไร?

คลาโดแกรมคือ แผนภาพการแตกแขนงที่แสดงถึงความสัมพันธ์ทางเครือญาติสายวิวัฒนาการระหว่างแท็กซ่า (กลุ่มสิ่งมีชีวิตนำมารวมกันตามลักษณะร่วม) Cladograms เป็นส่วนหนึ่งของ phylogenetic หรือ cladistic systematics ซึ่งเป็นแนวทางของ systematics ที่เสนอโดยอาศัยการตีพิมพ์ผลงานของ Willi Hennig ในปี 1966

ใน cladistics เป็นที่เข้าใจกันว่า ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต มันเป็นผลมาจากกระบวนการวิวัฒนาการ เช่น anagenesis และ cladogenesis Anagenesis เป็นกระบวนการที่ตัวละครเกิดขึ้นหรือเปลี่ยนแปลงประชากรเมื่อเวลาผ่านไป โดยมีหน้าที่รับผิดชอบในการสร้างสรรค์สิ่งใหม่ๆ เชิงวิวัฒนาการ

Cladogenesis หมายถึงการเปลี่ยนแปลงเชิงวิวัฒนาการของเชื้อสายสายวิวัฒนาการ เกี่ยวข้องกับ เหตุการณ์พิเศษ (การเกิดขึ้นของสองสายพันธุ์หรือมากกว่านั้นจากสายพันธุ์บรรพบุรุษ) นำไปสู่ความหลากหลายทางวิวัฒนาการของเชื้อสาย

อย่าหยุดตอนนี้... มีมากขึ้นหลังจากการโฆษณา;)

Cladistics เสนอเพียงการยอมรับกลุ่มโมโนฟีเลติก (กลุ่มที่ก่อตั้งขึ้นโดยสายพันธุ์บรรพบุรุษและลูกหลานทั้งหมดเท่านั้น) ดังที่ โดยธรรมชาติ สร้างการจัดกลุ่มอนุกรมวิธานตามการรับรู้ของ synapomorphies (อักขระที่ได้รับร่วมกันระหว่างแท็กซ่าเทอร์มินัลที่ เขียน)

นอกจากนี้ยังใช้ความรอบคอบเป็นเกณฑ์ในการเลือกระหว่างสมมติฐานที่อธิบายความสัมพันธ์ทางสายวิวัฒนาการระหว่างสิ่งมีชีวิต ตามเกณฑ์ parsimony คำอธิบายที่ง่ายที่สุดเกี่ยวกับความสัมพันธ์ทางสายวิวัฒนาการระหว่างสิ่งมีชีวิตคือ สิ่งหนึ่งที่สันนิษฐานว่ามีขั้นตอนวิวัฒนาการจำนวนน้อยที่สุดนั่นคือการลดการเปลี่ยนแปลงในสถานะของ ตัวอักษร ตลอดวิวัฒนาการ.

ดูด้วย: อวัยวะที่คล้ายคลึงกันและอวัยวะที่คล้ายคลึงกันคืออะไร?

phylogeny และ cladogram ตรงกันหรือไม่?

สิ่งสำคัญคือต้องเน้นสิ่งนั้น ไม่แนะนำให้ใช้คำว่า phylogeny และ cladogram เป็นคำพ้องความหมาย. สายวิวัฒนาการแสดงถึงความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการระหว่างแท็กซ่า รวมถึงแง่มุมต่างๆ ของกระบวนการด้วย ความหลากหลายเชิงวิวัฒนาการของเชื้อสายทางชีวภาพผ่านเหตุการณ์ cladogenesis ไม่ได้เป็นตัวแทน ในคลาโดแกรม ตัวอย่างเช่น เวลา ไม่ได้แสดงในไดอะแกรมเหล่านี้

คลาโดแกรมมีหน้าที่อะไร?

คลาโดแกรม นำเสนอภาพความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการระหว่างสิ่งมีชีวิตกลุ่มต่างๆจัดให้มีโครงสร้างที่เอื้อต่อการจัดองค์กรและความเข้าใจความรู้เกี่ยวกับวิวัฒนาการ ไดอะแกรมเหล่านี้ไม่เพียงเท่านั้น ทำให้การวิเคราะห์และการสื่อสารข้อมูลที่ซับซ้อนง่ายขึ้น แต่ยังอนุญาตให้ระบุลักษณะที่ใช้ร่วมกันระหว่างกลุ่มต่าง ๆ โดยรวมไว้ในสาขาของคลาโดแกรม

Cladograms ยังเน้นที่ clades ซึ่งเป็นตัวแทนของกลุ่มของสิ่งมีชีวิตที่รวมกันเป็นหนึ่งเดียวโดยบรรพบุรุษร่วมกัน มีส่วนช่วยในการกำหนดขอบเขตของแท็กซ่าในระดับลำดับชั้นต่างๆ, เป็นสายพันธุ์เพศ ครอบครัว และความสงบเรียบร้อย วิธีการมองเห็นนี้จำเป็นสำหรับการทำความเข้าใจความหลากหลายทางชีวภาพและการเชื่อมโยงระหว่างวิวัฒนาการระหว่างสิ่งมีชีวิต

องค์ประกอบของคลาโดแกรมมีอะไรบ้าง?

cladogram ประกอบด้วย:

• อาคารผู้โดยสาร;
• สาขา;
• เรา;
• แหล่งที่มา.

ส่วนประกอบของคลาโดแกรมได้แก่ ราก กิ่งก้าน โหนด และส่วนปลาย (เครดิตภาพ: Heloísa Fernandes Flores)

อาคารผู้โดยสารแสดงถึงหน่วยงานที่ทำการศึกษา ซึ่งอาจเป็นแบบรายบุคคล ประชากร หรือสายพันธุ์ เส้นที่ออกจากอาคารผู้โดยสารคือสาขา. กิ่งก้านเชื่อมต่อกันด้วยปม พวกเขาเชื่อมต่อเทอร์มินัลโดยตรงรวมถึงระดับที่อยู่ด้านล่าง

โหนดแสดงถึงบรรพบุรุษสมมุติสำหรับแต่ละคลัสเตอร์ที่เกิดเหตุการณ์ cladogenesis โหนดสุดท้ายกำหนดการแทรกของรูทจุดที่คลาโดแกรมเชื่อมต่อกับส่วนที่เหลือของต้นไม้แห่งชีวิต และแสดงถึงสมมติฐานของเชื้อสายที่เก่าแก่ที่สุดของกลุ่ม

สำคัญ: โหนดไม่ได้เป็นตัวแทนของฟอสซิล ฟอสซิลเมื่อพบแล้ว จะเป็นองค์ประกอบที่ทราบในการวิเคราะห์ และจะแสดงโดยส่วนปลายโดยใช้แบบแผน (โดยปกติจะเป็นกริช) เพื่อเน้นว่าเป็นอนุกรมวิธานฟอสซิล

จะสร้างคลาโดแกรมได้อย่างไร?

มีการสร้างคลาโดแกรม ขึ้นอยู่กับคำจำกัดความของเทอร์มินัลซึ่งเป็นตัวแทนของชุดแท็กซ่าที่น่าสนใจที่จะศึกษาและประกอบเป็นกลุ่มภายใน ชุดของชนิดพันธุ์ที่จะรวมไว้เพื่อวัตถุประสงค์ในการเปรียบเทียบกับแท็กซ่าที่อยู่ในกลุ่มภายในจะถือเป็นกลุ่มภายนอก กลุ่มภายนอกยังมีหน้าที่ช่วยเหลือที่จุดรากของต้นไม้ในระหว่างการวิเคราะห์

สำหรับการสร้างสายวิวัฒนาการใหม่ของชุดสิ่งมีชีวิตจะใช้ข้อมูลจากการศึกษาทางสัณฐานวิทยา ทางพันธุกรรมพฤติกรรม นิเวศน์ ตัวอ่อน หรือลักษณะที่สืบทอดได้

Systematists (นักวิจัยเชิงระบบ) วิเคราะห์ตัวอย่างจำนวนมากที่เป็นตัวแทน เชื้อสายต่าง ๆ ที่น่าสนใจ มองหาลักษณะ (หรือตัวละคร) ที่มีอยู่ในสิ่งเหล่านี้ สิ่งมีชีวิต ในการค้นหาครั้งนี้ มีการระบุสมมติฐานของความคล้ายคลึงไว้แล้วซึ่งมีการสร้างความสัมพันธ์ทางจดหมายระหว่างโครงสร้างสิ่งมีชีวิต โครงสร้างหนึ่งมีความคล้ายคลึงกับอีกโครงสร้างหนึ่งเมื่อสืบทอดมาจากบรรพบุรุษร่วมกัน เมื่อมีข้อผิดพลาดในการเสนอสมมติฐานเกี่ยวกับความคล้ายคลึงกัน สิ่งนี้เรียกว่าโฮโมพลาสซี

คุณลักษณะที่รวบรวมไว้จะถูกรวบรวมเป็นเมทริกซ์อักขระ. ในเมทริกซ์อักขระ แถวแสดงถึงสิ่งมีชีวิต และคอลัมน์แสดงถึงลักษณะ ซึ่งบ่งบอกถึงสถานะของแต่ละลักษณะสำหรับสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด ในกรณีของข้อมูลระดับโมเลกุล แต่ละไซต์ที่สังเกตได้ในลำดับที่กำหนดจะถือเป็นอักขระ เมทริกซ์อักขระช่วยจัดระเบียบข้อมูล เพื่อแปลงเป็นคลาโดแกรม

ข้อมูลที่รวบรวมเป็นอาร์เรย์อักขระ (เครดิตภาพ: Heloísa Fernandes Flores)

จากนั้นเมทริกซ์อักขระจะถูกวิเคราะห์เพื่อพยายามกำหนดสถานะที่ได้รับของอักขระแต่ละตัว (apomorphies) และสถานะของบรรพบุรุษ (plesiomorphies). การวิเคราะห์นี้กระทำโดยอัลกอริธึม ซึ่งพยายามที่จะกระทบยอดการเปลี่ยนแปลงสถานะที่สังเกตได้ในเมทริกซ์ด้วยต้นไม้สายวิวัฒนาการที่อธิบายการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวในวิธีที่ง่ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยใช้หลักการของ parsimony

รู้เพิ่มเติม: ทฤษฎีการคัดเลือกโดยธรรมชาติระบุอะไร?

คุณจะอ่าน cladogram ได้อย่างไร?

ในคลาโดแกรม ความใกล้ชิดที่มากกว่าขององค์ประกอบทั้งสองเมื่อเทียบกับองค์ประกอบที่สามนั้นถูกตีความว่าเป็นภาพสะท้อนของประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของแท็กซ่าเหล่านี้ และองค์ประกอบเหล่านั้นถูกเรียกว่ากลุ่มพี่น้อง การแยกไปสองทางในคลาโดแกรมแสดงถึงจุดที่เชื้อสายแตกแยกล่วงเวลา. ลำดับการแตกแขนงจะแสดงโดยรากซึ่งเป็นเหตุการณ์วิวัฒนาการที่เก่าแก่ที่สุด ไปสู่ส่วนปลายซึ่งแสดงถึงเหตุการณ์ล่าสุด

ความยาวสาขาไม่ได้แสดงถึงหน่วยเวลานั่นคือความยาวของกิ่งหนึ่งสัมพันธ์กับอีกกิ่งหนึ่งบอกเราในสิ่งเดียวกัน นอกจากนี้, คุณ คลาโดแกรมสามารถมีรูปลักษณ์ที่สวยงามแตกต่างกันได้ เช่น มีกิ่งก้านเป็นสี่เหลี่ยมมากขึ้น สิ่งสำคัญคือต้องเน้นสิ่งนั้น การกลับค่าคลาโดแกรมจะไม่เปลี่ยนความสัมพันธ์ระหว่างแท็กซ่า.

คลาโดแกรมทั้งหมดในภาพนี้แสดงถึงประวัติศาสตร์วิวัฒนาการที่เหมือนกัน (เครดิตภาพ: Heloísa Fernandes Flores)

เป็นไปได้ที่จะสังเกตการปรากฏตัวของกลุ่มสามประเภท ในสมมติฐานที่แสดงโดยคลาโดแกรม แม้ว่าแคลดิสติกจะรับรู้เพียงการมีอยู่ของกลุ่มโมโนฟีเลติกเท่านั้น:

เฉพาะการจัดกลุ่ม monophyletic เท่านั้นที่ถือว่าเป็นไปตามธรรมชาติ (เครดิตภาพ: Heloísa Fernandes Flores)

• กลุ่มโมโนไฟเลติก: เป็นกลุ่มที่ถือว่าเป็นไปตามธรรมชาติ ก่อตั้งขึ้นโดยสายพันธุ์บรรพบุรุษและลูกหลานทั้งหมดเท่านั้น กลุ่มโมโนฟีเลติกเรียกอีกอย่างว่าเคลดและสามารถวินิจฉัยได้เมื่อมีซินนาโปมอร์ฟีส์
• กลุ่มพาราฟิเลติก: มันเป็นกลุ่มที่ถือว่าเป็นของเทียม เนื่องจากมันถูกสร้างขึ้นโดยสายพันธุ์บรรพบุรุษและเป็นส่วนหนึ่งของสายพันธุ์ลูกหลาน แต่ไม่ใช่ทั้งหมด ได้รับการสนับสนุนจากการมี plesiomorphies และไม่มี synapomorphies
• กลุ่มโพลีฟีเลติก: เป็นกลุ่มประดิษฐ์ที่เกิดจากสายพันธุ์ที่สืบเชื้อสายมาจากบรรพบุรุษหลายกลุ่ม

เครดิตรูปภาพ

^[1]วิกิมีเดียคอมมอนส์

แหล่งที่มา

อาโมริม, ดี. ส. 2002. พื้นฐานของระบบสายวิวัฒนาการ. ริเบเรา เปรโต: Holos Editora 136 น.

จัสติน่า, แอล. ก. D., MEGLHIORATTI, F.A. และ RODRIGUES, M.E. 2011 เนื้อหาเกี่ยวกับระบบและสายวิวัฒนาการในหนังสือเรียนมัธยมปลาย. สาธุคุณ เรียงความ, 13(2): 65-84.

โลเปส, เอส. ช. บี. ว. & โชวโฮ เอฟ. เอฟ หัวข้อที่ 4. แนวคิดพื้นฐานของระบบสายวิวัฒนาการ. ใน: ชีวิตและสิ่งแวดล้อม – ความหลากหลายทางชีวภาพและสายวิวัฒนาการ ปริญญาวิทยาศาสตร์ – USP/Universp. ป. 54-67.

ซานโตส, ซี. ม. ดี. & แคลอรี่, A. ก. 2007. การสอนชีววิทยาวิวัฒนาการโดยใช้โครงสร้างแนวคิดของระบบสายวิวัฒนาการ - ฉัน. วิทยาศาสตร์และการสอน 1(2)

ไวลีย์, อี. โอ & ลีเบอร์แมน บี. ส. 2011. สายวิวัฒนาการ: ทฤษฎีและการปฏิบัติของระบบสายวิวัฒนาการ 2. เอ็ด อ็อกซ์ฟอร์ด: ไวลีย์ 406 หน้า

คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:

ฟลอเรส, เฮโลอิซา เฟอร์นันเดส. "คลาโดแกรม"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/cladograma.htm. เข้าถึงเมื่อวันที่ 3 ธันวาคม 2023.