Kaj je filogenija? Opredelitev in primeri

Filogenija je preučevanje razmerij med različnimi skupinami organizmov in njihovimi evolucijski razvoj. Filogenija poskuša izslediti evolucijsko zgodovino vsega življenja na planetu. Temelji na filogenetski hipotezi, da imajo vsi živi organizmi skupne prednike. Odnosi med organizmi so upodobljeni v tistem, kar je znano kot filogenetsko drevo. Odnosi so določeni s skupnimi značilnostmi, kar je razvidno iz primerjave genetskih in anatomskih podobnosti.

V molekularna filogenija, analiza DNK struktura beljakovin pa se uporablja za določanje genetskih razmerij med različnimi organizmi. Na primer analiza citokroma C, proteina v celici mitohondrije ki deluje v elektronski transportni sistem in proizvodnja energije, se uporablja za določanje stopnje povezanosti med organizmi na podlagi podobnosti aminokislina sekvence v citokromu C. Podobnosti v lastnostih biokemijskih struktur, kot sta DNK in beljakovine, se nato uporabijo za razvoj filogenetskega drevesa na podlagi podedovanih skupnih lastnosti.

Ključni ukrepi: Kaj je filogenija?

A filogenetsko drevoali kladogram, je shematski diagram, ki se uporablja kot vizualna ponazoritev predlaganih evolucijskih razmerij med taksoni. Filogenetska drevesa so prikazana na podlagi predpostavk o kladistiki ali filogenetski sistematiki. Kladistika je klasifikacijski sistem, ki razvršča organizme na podlagi skupnih lastnostiali sinapomorfije, kot je določeno z gensko, anatomsko in molekularno analizo. Glavne predpostavke kladistike so:

1. Vsi organizmi izvirajo iz skupnega prednika.
2. Novi organizmi se razvijejo, ko se obstoječe populacije razdelijo v dve skupini.
3. Sčasoma se rodovniki spreminjajo v značilnostih.

Filogenetsko zgradbo dreves določa skupna lastnost med različnimi organizmi. Njegovo drevesno razvejanje predstavlja razvejane taksone skupnega prednika. Izrazi, ki jih je pomembno razumeti pri razlagi filogenetskega diagrama dreves, vključujejo:

• Vozlišča: To so točke na filogenetskem drevesu, kjer pride do razvejanja. Vozlišče predstavlja konec taksona prednikov in točko, ko se nova vrsta odcepi od predhodnika.
• Podružnice: To so črte na filogenetskem drevesu, ki predstavljajo rodove prednikov in / ali potomcev. Podružnice, ki izhajajo iz vozlišč, predstavljajo potomce, ki se ločijo od skupnega prednika.
• Monophyletic Group (Clade): Ta skupina je ena veja na filogenetskem drevesu, ki predstavlja skupino organizmov, ki izhajajo iz najnovejšega skupnega prednika.
• Taxon (pl. Taxa): Taksone so posebne skupine ali kategorije živih organizmov. Konice vej v filogenetskem drevesu se končajo v taksonu.

Taksoni, ki imajo skupnejši prednik, so bolj povezani kot takso z manj nedavnim skupnim prednikom. Na primer na zgornji sliki konji so bolj povezani osli kot prašičem. To je zato, ker imajo konji in osli novejšega skupnega prednika. Poleg tega je mogoče ugotoviti, da so konji in osli tesneje povezani, ker spadajo v monofiletno skupino, ki ne vključuje prašičev.

Povezanost v filogenetskem drevesu določa spust iz nedavnega skupnega prednika. Pri razlagi filogenetskega drevesa obstaja tendenca domneve, da se za določitev sorodnosti lahko uporabi razdalja med taksoni. Vendar pa je bližina konic veje poljubno postavljena in je ni mogoče uporabiti za določitev sorodnosti. Na primer, na zgornji sliki nasveti vej, vključno z pingvini in želve so nameščene tesno skupaj. To je mogoče napačno razlagati kot tesno povezanost obeh taksonov. Če pogledamo najnovejše skupne prednike, je mogoče pravilno ugotoviti, da sta oba taksona na daljavo povezana.

Drug način, da je mogoče filogenetska drevesa napačno razlagati, je s štetjem števila vozlišč med taksoni za določitev sorodnosti. Na filogenetskem drevesu zgoraj prašiči in zajci so ločeni s tremi vozlišči, medtem ko psi kunce pa ločita z dvema vozliščema. Lahko bi si napačno razlagali, da so psi bolj povezani z zajci, ker sta dva taksona ločena z manj vozlišč. Ob upoštevanju najnovejše skupne prednice je mogoče pravilno ugotoviti, da so psi in prašiči enako povezani z zajci.

Filogenija in taksonomija sta dva sistema za razvrščanje organizmov. Predstavljata dve glavni področji sistematične biologije. Oba sistema se zanašajo na lastnosti ali lastnosti za razvrščanje organizmov v različne skupine. V filogenetiki je cilj izslediti evolucijsko zgodovino vrst s poskusom rekonstrukcije filogenije življenja ali evolucijskega drevesa življenja. Taksonomija je hierarhični sistem za poimenovanje, razvrščanje in identifikacijo organizmov. Za pomoč pri vzpostavljanju taksanomskih skupin se uporabljajo filogenske značilnosti. Taksonomska organizacija življenja organizme razvršča v tri domene:

• Archaea: Ta domena vključuje prokariotske organizme (tiste, ki nimajo jedra), ki se razlikujejo od bakterije v membranski sestavi in RNA.
• Bakterije: Ta domena vključuje prokariotski organizmi z edinstvenimi sestavki celične stene in RNA tipi.
• Evkarija: Ta domena vključuje evkariote ali organizme s pravim jedrom. Evkariontski organizmi vključujejo rastline, živali, protestnikiin glive.

Organizmi v domeni Eukarya so nadalje razvrščeni v manjše skupine: kraljestvo, felij, razred, red, družina, rod in vrste. Te skupine so razdeljene tudi na vmesne kategorije, kot so podfila, poddružine, superdružine in superklasi.

Taksonomija ni koristna samo za kategorizacijo organizmov, ampak vzpostavlja tudi poseben sistem poimenovanja za organizme. Poznan kot binomna nomenklatura, ta sistem ponuja edinstveno ime organizma, sestavljeno iz imena rodu in imena vrste. Ta univerzalni sistem poimenovanja je priznan po vsem svetu in se izogne ​​zmedi glede poimenovanja organizmov.

• Dees, Jonathan et al. "Študentske interpretacije filogenetskih dreves v uvodnem tečaju biologije." CBE izobraževanje o življenjskih znanostih vol. 13,4 (2014): 666-76.
• "Potovanje v filogenetsko sistematiko." UCMP, www.ucmp.berkeley.edu/clad/clad4.html.