Phylogenetische Baumtypen und Eigenschaften, Beispiele

A Stammbaum Es handelt sich. Theoretisch können alle phylogenetischen Bäume in den Baum des Lebens unterteilt werden, der den universellen Baum darstellt.

Diese grafischen Darstellungen haben die Untersuchung der Evolutionsbiologie revolutioniert, da sie eine Spezies etablieren und definieren, verschiedene evolutionäre Hypothesen (z.

Quelle: John Gould (14.Sep.1804 - 3.Feb.1881) [Public Domain]

Bäume können mit morphologischen oder molekularen Zeichen oder beides wieder aufgebaut werden. Auf die gleiche Weise gibt es verschiedene Methoden, um sie aufzubauen, wobei die häufigste Methodik ist. Dies ist versucht, gemeinsame abgeleitete Zeichen zu identifizieren, die als Synapomorphia bezeichnet werden.

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Eigenschaften

Eines der von Charles Darwin entwickelten Prinzipien bildet die gemeinsame Abstammung aller lebenden Organismen - das heißt, wir alle teilen uns einen abgelegenen Vorfahren.

In "Die Entstehung der Arten" Darwin erhöht die Metapher des "Baums des Lebens". Verwenden Sie in der Tat einen hypothetischen Grafikbaum, um Ihre Idee zu entwickeln (seltsamerweise ist es das einzige Abbild der Herkunft).

Die Darstellung dieser Metapher ist das, was wir als phylogenetische Bäume kennen, die es uns ermöglichen, die Geschichte und Beziehungen einer konkreten Gruppe von Organismen grafisch zu zeigen.

Anatomie eines phylogenetischen Baumes

In phylogenetischen Bäumen können wir die folgenden Teile unterscheiden - Fortsetzung mit botanischer Analogie:

Geäst: Die Baumlinien werden als "Zweige" bezeichnet, und diese repräsentieren die Studienpopulationen rechtzeitig. Abhängig von der Art des Baumes (siehe später) kann die Länge des Asts eine Bedeutung haben oder nicht.

An der Spitze der Zweige finden wir die Organismen, die wir bewerten möchten. Dies können Entitäten sein, die derzeit lebendig sind, oder ausgestorbene Wesen. Die Art wären die Blätter unseres Baumes.

Wurzel: Die Wurzel ist der am meisten angestammte Zweig des Baumes. Einige haben es und werden verwurzelte Bäume genannt, während andere es nicht haben.

Knoten: Die Zweigstellen der Zweige in zwei oder mehr Abstammungslinien werden als Knoten bezeichnet. Der Punkt repräsentiert den jüngsten gemeinsamen Vorfahren der Nachkommensgruppen (beachten Sie, dass diese Vorfahren hypothetisch sind).

Die Existenz eines Knotens impliziert ein Speziationsereignis - Schaffung neuer Arten. Danach folgt jede Art ihren evolutionären Verlauf.

Zusätzliche Terminologie

Zusätzlich zu diesen drei grundlegenden Konzepten gibt es andere notwendige Begriffe in Bezug auf phylogenetische Bäume:

Politomie: Wenn es in einem phylogenetischen Baum mehr als zwei Zweige in einem Knoten darstellt, wird gesagt, dass es ein politisches gibt. In diesen Fällen ist der phylogenetische Baum nicht vollständig aufgelöst, da die Beziehungen zwischen den beteiligten Organismen nicht klar sind. Dies geschieht normalerweise aufgrund des Mangels an Daten und kann nur gelöst werden, wenn ein Forscher mehr ansammelt.

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Externe Gruppe: Bei phylogenetischen Themen ist es üblich, das Konzept der externen Gruppe zu hören - auch genannt Outgroup. Diese Gruppe wird ausgewählt, um den Baum rostend zu verwurzeln. Es muss als ein Taxon ausgewählt werden, das zuvor die Studiengruppe abweicht. Wenn ich beispielsweise Echinodermosmos studiere, können Sie verwenden Outgroup zu den Ascidias.

Leute

Es gibt drei Grundtypen von Bäumen: Cladogramme, additive Bäume und ultra -basierte Bäume.

Clayogramme sind die einfachsten Bäume und zeigen das Verhältnis von Organismen in Bezug auf gemeinsame Vorfahren. Informationen dieser Art von Baum liegen in Verzweigungsmustern, da die Größe der Zweige keine zusätzliche Bedeutung hat.

Die zweite Art von Baum ist der Additiv, auch Metrikbäume oder Philogramme genannt. Die Länge der Zweige hängt mit der Menge der evolutionären Veränderung zusammen.

Schließlich haben wir ultrametrische Bäume oder Dendogramme, bei denen alle Spitzen der Bäume in derselben Entfernung sind (was im Philogramm nicht vorkommt, wo ein Tipp unter oder höher als Ihr Partner erscheinen kann). Die Länge des Zweigs hängt mit der Evolutionszeit zusammen.

Die Wahl des Baumes hängt direkt mit der evolutionären Frage zusammen, die wir beantworten möchten. Zum Beispiel, wenn wir uns nur um Beziehungen zwischen Individuen kümmern, reicht ein Cladogramm für die Studie aus.

Die häufigsten Fehler beim Lesen phylogenetischer Bäume

Obwohl phylogenetische Bäume in der Regel Grafiken der breiten Verwendung in der Evolutionsbiologie (und in der allgemeinen Biologie) sind, gibt es viele Studenten und Fachkräfte, die die Botschaft missverstehen, dass diese Grafiken - anscheinend einfach - an den Leser liefern wollen.

Es gibt keinen Kofferraum

Der erste Fehler besteht darin, sie seitlich zu lesen, vorausgesetzt, die Evolution impliziert Fortschritte. Wenn wir den Evolutionsprozess richtig verstehen, gibt es keinen Grund zu der Annahme, dass links die angestammte und die richtigen Arten die am weitesten fortgeschrittensten Arten sind.

Obwohl die botanische Baumanalogie sehr nützlich ist, gibt es einen Punkt, an dem es nicht mehr so ​​genau ist. Es gibt eine entscheidende Struktur des Baumes, der im Baum nicht vorhanden ist: der Stamm. In phylogenetischen Bäumen finden wir keinen Hauptzweig.

Insbesondere könnten einige Menschen den Menschen als das "ultimative Ziel" der Evolution und damit als die Art betrachten Homo sapiens Es sollte immer als letzte Einheit gefunden werden.

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Diese Vision stimmt jedoch nicht mit evolutionären Prinzipien überein. Wenn wir verstehen, dass phylogenetische Bäume mobile Elemente sind, können wir das platzieren Homo In jeder terminalen Position des Baumes, da dieses Merkmal in der Darstellung nicht relevant ist.

Die Knoten können sich drehen

Ein wesentliches Merkmal, das wir von phylogenetischen Bäumen verstehen müssen, ist, dass sie nicht statische Grafiken darstellen.

In ihnen können sich alle diese Zweige drehen - genauso wie ein Mobiltelefon dies kann. Wir meinen nicht, dass die Zweige in unsere Eingeborenen verlegt werden können, da einige Bewegungen die Änderung des Musters implizieren oder Topologie Vom baum. Was wir drehen können, sind die Knoten.

Um die Botschaft eines Baumes zu interpretieren, dürfen wir uns nicht auf die Spitze der Zweige konzentrieren, wir müssen dies an den Zweigstellen tun, die der wichtigste Aspekt der Grafik sind.

Darüber hinaus müssen wir berücksichtigen, dass es verschiedene Möglichkeiten gibt, einen Baum zu zeichnen. Oft hängt es vom Stil des Buches oder des Magazins ab, und die Änderungen in Form und Position der Zweige wirken sich nicht auf die Informationen aus, die sie uns vermitteln möchten.

Wir können die Existenz von angestammten oder "alten" Arten nicht ableiten

Wenn wir uns auf Arten beziehen wollen aktuell Wir dürfen keine Ahnenkonnotationen anwenden. Wenn wir beispielsweise über die Beziehungen zwischen Schimpansen und Menschen nachdenken, konnten wir fälschlicherweise verstehen, dass Schimpansen in Bezug.

Der gemeinsame Vorfahr von Schimpansen und Menschen war jedoch keiner von ihnen. Zu glauben, dass Schimpansen angestammt ist, es wäre anzunehmen, dass seine Entwicklung aufhörte, sobald beide Abstammungslinien getrennt waren.

Nach der gleichen Logik dieser Ideen zeigt ein phylogenetischer Baum nicht an, ob es junge Arten gibt. Da allelische Frequenzen ständig sind und es sich im Laufe der Zeit neue Charaktere ändern, ist es schwierig, das Alter einer Art zu bestimmen, und ein Baum gibt uns sicherlich keine solchen Daten.

Die "Änderung der Allelfrequenzen im Laufe der Zeit" ist die Art und Weise, wie Populationsgenetik die Evolution definiert.

Sie sind unveränderlich

Bei der Beobachtung eines phylogenetischen Baumes müssen wir verstehen, dass diese Grafik einfach eine Hypothese ist. Wenn wir dem Baum mehr Zeichen hinzufügen, modifiziert es seine Topologie.

Das Fachwissen der Wissenschaftler bei der Auswahl der besten Charaktere, die es ermöglichen, die Beziehungen der fraglichen Organismen aufzuklären, ist der Schlüssel. Darüber hinaus gibt es sehr leistungsstarke statistische Instrumente, mit denen Forscher Bäume bewerten und die plausibelsten auswählen können.

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Beispiele

Die drei Domänen des Lebens: Archaea, Bakterien und Eukarya

Im Jahr 1977 schlug Forscher Carl Woese den Gruppen lebenden Organismen in drei Domänen vor: Archaea, Bakterien und Eukarya. Dieses neuartige Klassifizierungssystem (zuvor gab es nur zwei Kategorien, Eukaryota und Prokaryota) basierte auf dem ribosomalen Rippenmolekularmarker.

Bakterien und Eukaryoten sind weithin bekannte Organismen. Archaeen sind normalerweise mit Bakterien verwechselt. Sie unterscheiden sich jedoch tief in der Struktur ihrer Zellkomponenten.

Obwohl es sich um mikroskopische Organismen wie Bakterien handelt.

Quelle: Vorbereitet von Mariana Gelambi.

Filogenese von Primaten

Innerhalb der Evolutionsbiologie ist eines der umstrittensten Fragen die Entwicklung des Menschen. Für die Gegner dieser Theorie gibt es keine Logik für eine Evolution, die auf einem Simiesco -Vorfahren basiert, der den gegenwärtigen Mann hervorgeht.

Ein Schlüsselkonzept ist zu verstehen. Im Baum von Affen und Menschen wird hervorgehoben, dass das, was wir als "Affen" kennen, keine gültige monophiletische Gruppe ist, da es den Menschen ausschließt.

Quelle: Vorbereitet von Mariana Gelambi.

Phylogenese von Cetartiodactilos (Cetartiodactyla)

Evolutionär gesehen repräsentierten die Cetaceane eine Gruppe von Wirbeltieren, deren Beziehungen zu den restlichen Säugetieren ihrer Begleiter nicht sehr klar waren. Morphologisch haben Wale, Delfine und andere Mitglieder nur wenige Ähnlichkeiten mit dem Rest der Säugetiere.

Derzeit dank der Untersuchung verschiedener morphologischer und molekularer Charakter.

Quelle: Vorbereitet von Mariana Gelambi.

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