EEN fylogenie, In de evolutiebiologie is het een weergave van de evolutionaire geschiedenis van een groep organismen of van een soort, waarbij de afstammingslijn en de verwantschapsrelaties tussen de groepen wordt benadrukt..
Tegenwoordig hebben biologen voornamelijk gegevens uit vergelijkende morfologie en anatomie gebruikt, en uit gensequenties om duizenden en duizenden bomen te reconstrueren..
Deze bomen proberen de evolutionaire geschiedenis te beschrijven van de verschillende soorten dieren, planten, microben en andere organische wezens die op aarde leven..
De analogie met de levensboom dateert uit de tijd van Charles Darwin. Deze briljante Britse natuuronderzoeker vangt in het meesterwerk "Het ontstaan van soorten"Een enkel beeld: een" boom "die de vertakking van de geslachten vertegenwoordigt, uitgaande van een gemeenschappelijke voorouder.
Artikel index
In het licht van de biologische wetenschappen is evolutie een van de meest verbazingwekkende gebeurtenissen die hebben plaatsgevonden. Deze verandering in organische vormen in de tijd kan worden weergegeven in een fylogenetische boom. Daarom drukt fylogenie de geschiedenis van geslachten uit en hoe deze in de loop van de tijd zijn veranderd..
Een van de directe implicaties van deze grafiek is de gemeenschappelijke afkomst. Dat wil zeggen, alle organismen die we vandaag zien, zijn naar voren gekomen als afstammelingen met modificaties van vroegere vormen. Dit idee is een van de belangrijkste in de geschiedenis van de wetenschap.
Alle levensvormen die we vandaag kunnen waarderen - van microscopisch kleine bacteriën tot planten en de grootste gewervelde dieren - zijn met elkaar verbonden en deze relatie wordt weergegeven in de enorme en ingewikkelde levensboom..
Volgens de analogie van de boom zouden de soorten die vandaag leven de bladeren vertegenwoordigen en de rest van de takken zou hun evolutionaire geschiedenis zijn.
Een fylogenetische boom is een grafische weergave van de evolutionaire geschiedenis van een groep organismen. Dit patroon van historische relaties is de fylogenie die onderzoekers proberen in te schatten..
Bomen bestaan uit knooppunten die de "takken" met elkaar verbinden. De eindknooppunten van elke tak zijn de terminale taxa en vertegenwoordigen de sequenties of organismen waarvoor gegevens bekend zijn - dit kunnen levende of uitgestorven soorten zijn.
De interne knooppunten vertegenwoordigen hypothetische voorouders, terwijl de voorouder die in de wortel van de boom wordt gevonden, de voorouder vertegenwoordigt van alle reeksen die in de grafiek worden weergegeven..
Er zijn veel manieren om een fylogenetische boom weer te geven. Daarom is het belangrijk om te weten of deze verschillen die tussen twee bomen worden waargenomen, te wijten zijn aan verschillende topologieën - dat wil zeggen, echte verschillen die overeenkomen met twee spellingen - of eenvoudigweg verschillen zijn die verband houden met de weergavestijl..
De volgorde waarin de labels bovenaan verschijnen, kan bijvoorbeeld variëren, zonder de betekenis van de grafische weergave te wijzigen, in het algemeen de naam van de soort, het geslacht, de familie en andere categorieën..
Dit komt omdat de bomen op een mobiel lijken, waarbij de takken kunnen draaien zonder de relatie van de weergegeven soort te veranderen..
In die zin maakt het niet uit hoe vaak de volgorde wordt gewijzigd of de objecten die 'hangen' worden geroteerd, aangezien het de manier waarop ze zijn verbonden niet verandert - en dat is het belangrijkste..
Fylogenieën zijn hypothesen die zijn geformuleerd op basis van indirect bewijs. Het ophelderen van een fylogenie lijkt op de taak van een onderzoeker om een misdaad op te lossen door de aanwijzingen van de plaats delict te volgen.
Biologen postuleren hun fylogenieën vaak met behulp van kennis uit verschillende takken, zoals paleontologie, vergelijkende anatomie, vergelijkende embryologie en moleculaire biologie..
Hoewel het fossielenbestand onvolledig is, levert het zeer waardevolle informatie op over de divergentie-tijden van groepen soorten.
Met het verstrijken van de tijd heeft de moleculaire biologie alle bovengenoemde velden overtroffen, en de meeste fylogenieën worden afgeleid uit moleculaire gegevens..
Het doel van het reconstrueren van een fylogenetische boom heeft een aantal grote nadelen. Er zijn ongeveer 1,8 miljoen soorten met naam en nog veel meer zonder te worden beschreven.
En hoewel een aanzienlijk aantal wetenschappers er elke dag naar streeft om relaties tussen soorten te reconstrueren, is er nog steeds geen volledige boom.
Wanneer biologen de overeenkomsten tussen twee structuren of processen willen beschrijven, kunnen ze dat doen in termen van gemeenschappelijke afkomst (homologieën), analogieën (functie) of homoplasie (morfologische gelijkenis)..
Om een fylogenie te reconstrueren, worden uitsluitend homologe karakters gebruikt. Homologie is een sleutelbegrip bij de evolutie en bij het opnieuw creëren van relaties tussen soorten, aangezien het alleen de gemeenschappelijke afkomst van organismen adequaat weergeeft..
Stel dat we de fylogenie van drie groepen willen afleiden: vogels, vleermuizen en mensen. Om ons doel te bereiken, hebben we besloten om de bovenste ledematen te gebruiken als een kenmerk dat ons helpt het patroon van relaties te onderscheiden..
Aangezien vogels en vleermuizen aangepaste vluchtstructuren hebben, zouden we ten onrechte kunnen concluderen dat vleermuizen en vogels nauwer aan elkaar verwant zijn dan vleermuizen aan mensen. Waarom zijn we tot de verkeerde conclusie gekomen? Omdat we een analoog en niet-homoloog karakter hebben gebruikt.
Om de juiste relatie te vinden, moet ik zoeken naar een homoloog karakter, zoals de aanwezigheid van haar, borstklieren en drie kleine botten in het middenoor - om er maar een paar te noemen. Homologieën zijn echter niet gemakkelijk te diagnosticeren.
Niet alle bomen zijn hetzelfde, er zijn verschillende grafische voorstellingen en elke boom slaagt erin een eigenaardig kenmerk van de evolutie van de groep op te nemen.
De meest elementaire bomen zijn cladogrammen. Deze grafieken tonen de relaties in termen van gemeenschappelijke afkomst (volgens de meest recente gemeenschappelijke voorouders).
Bijkomende bomen bevatten aanvullende informatie en worden weergegeven in de lengte van de takken.
De nummers die bij elke tak horen, komen overeen met een bepaald kenmerk in de reeks, zoals de hoeveelheid evolutionaire verandering die organismen hebben ondergaan. Naast "additieve bomen" worden ze ook wel metrische bomen of fylogrammen genoemd..
Ultrametrische bomen, ook wel dendogrammen genoemd, zijn een specifiek geval van additieve bomen, waarbij de toppen van de boom op gelijke afstand van de wortel tot de boom staan.
Deze laatste twee varianten hebben alle gegevens die we in een cladogram kunnen vinden, en extra informatie. Daarom zijn ze niet exclusief, zo niet complementair.
Vaak zijn de knooppunten van de bomen niet volledig opgelost. Visueel wordt gezegd dat er een polytomie is, wanneer meer dan drie takken uit een nieuwe komen (er is een enkele voorouder voor meer dan twee directe nakomelingen). Als een boom geen polytomieën heeft, wordt gezegd dat deze volledig is opgelost.
Er zijn twee soorten polytomieën. De eerste zijn de "harde" polytomieën. Deze zijn inherent aan de studiegroep en geven aan dat de nakomelingen tegelijkertijd evolueerden. Als alternatief geven "zachte" polytomieën onopgeloste relaties aan die door gegevens worden veroorzaakt per se.
Evolutionaire biologen zoeken een classificatie die past in het vertakkingspatroon van de fylogenetische geschiedenis van groepen. In dit proces is een reeks termen ontwikkeld die veel worden gebruikt in de evolutiebiologie: monofyletisch, parafyletisch en polyfyletisch..
Een monofyletisch taxon of afstamming is er een die een voorouderlijke soort omvat, die wordt weergegeven in het knooppunt, en al zijn nakomelingen, maar geen andere soorten. Deze groepering wordt een clade genoemd.
Monofyletische lijnen worden gedefinieerd op elk niveau van de taxonomische hiërarchie. De familie Felidae, een geslacht dat katachtigen bevat (inclusief huiskatten), wordt bijvoorbeeld als monofyletisch beschouwd..
Evenzo is Animalia ook een monofyletisch taxon. Zoals we zien, bevindt de familie Felidae zich binnen Animalia, dus monofyletische groepen kunnen worden genest.
Niet alle biologen delen echter het cladistische classificatied denken. In gevallen waarin de gegevens niet volledig zijn of eenvoudigweg gemakshalve, worden bepaalde taxa genoemd die soorten uit verschillende clades of hogere taxa bevatten die geen recentere gemeenschappelijke voorouder delen..
Op deze manier is een taxon polyfyletisch, het wordt gedefinieerd als een groep die organismen uit verschillende clades omvat, en deze delen geen gemeenschappelijke voorouder. Als we bijvoorbeeld een groep homeothermen willen aanwijzen, dan zijn dat ook vogels en zoogdieren..
Daarentegen bevat een parafyletische groep niet alle afstammelingen van de meest recente gemeenschappelijke voorouder. Met andere woorden, het sluit enkele leden van de groep uit. Het meest gebruikte voorbeeld zijn reptielen, deze groep bevat niet alle nakomelingen van de meest recente gemeenschappelijke voorouder: vogels.
Naast het bijdragen aan de zware taak om de boom des levens op te helderen, hebben fylogenieën ook enkele vrij belangrijke toepassingen.
Op medisch gebied worden fylogenieën gebruikt om de oorsprong en overdrachtssnelheden van infectieziekten, zoals aids, knokkelkoorts en griep, op te sporen..
Ze worden ook gebruikt op het gebied van conserveringsbiologie. Kennis van de fylogenie van een bedreigde diersoort is essentieel om de kruisingspatronen en het niveau van hybridisatie en inteelt tussen individuen op te sporen..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.