Fylogenetiska trädtyper och egenskaper, exempel

En fylogenetisk träd Det är en matematisk grafisk representation av historia och förfäderförhållanden - ättlingar till grupper, populationer, arter eller någon annan taxonomisk kategori. Teoretiskt kan alla fylogenetiska träd grupperas i livets träd och utgöra det universella trädet.

Dessa grafiska representationer har revolutionerat studien av evolutionär biologi, eftersom de tillåter att etablera och definiera en art, testa olika evolutionära hypoteser (såsom endosimbiotisk teori), utvärdera sjukdomens ursprung (såsom HIV), etc.

Källa: John Gould (14.September.1804 - 3.Februari.1881) [Public Domain]

Träd kan byggas om med morfologiska eller molekylära karaktärer, eller båda. På samma sätt finns det olika metoder för att bygga dem, det vanligaste är kladistmetodiken. Detta syftar till att identifiera delade härledda karaktärer, känd som Synapomorphia.

[TOC]

Egenskaper

En av de principer som utvecklats av Charles Darwin utgör den gemensamma förfäderna till alla levande organismer - det vill säga vi alla delar en avlägsen förfader.

I "Arternas ursprung" Darwin höjer metaforen för "livets träd". Använd faktiskt ett hypotetiskt grafiskt träd för att utveckla din idé (nyfiken, det är den enda illustrationen av Ursprung).

Representationen av denna metafor är vad vi känner som fylogenetiska träd, som gör att vi grafiskt kan uppvisa historien och förhållandena hos någon konkret grupp av organismer.

Anatomi av ett fylogenetiskt träd

I fylogenetiska träd kan vi skilja följande delar - fortsätta med botanisk analogi:

Grenar: Trädlinjerna kallas "grenar", och dessa representerar studiepopulationerna i tid. Beroende på typ av träd (se senare) kan grenens längd eller inte ha någon mening.

Vid spetsen av grenarna hittar vi de organismer som vi vill utvärdera. Det kan vara enheter som för närvarande lever eller utrotas varelser. Arten skulle vara bladen på vårt träd.

Rot: Roten är den mest förfädergrenen av trädet. Vissa har det och kallas rotade träd, medan andra inte har det.

Knutpunkter: Grenens grenpunkter i två eller flera linjer kallas noder. Poängen representerar den senaste gemensamma förfäder till ättlingsgrupperna (notera att dessa förfäder är hypotetiska).

Förekomsten av en nod innebär en speciationshändelse - skapandet av nya arter. Efter detta följer varje art sin evolutionära kurs.

Ytterligare terminologi

Utöver dessa tre grundläggande begrepp finns det andra nödvändiga termer med avseende på fylogenetiska träd:

Politomi: När det finns i ett fylogenetiskt träd mer än två grenar i en nod sägs det att det finns en politisk. I dessa fall är det fylogenetiska trädet inte helt löst, eftersom förhållandena mellan de involverade organismerna inte är tydliga. Detta händer vanligtvis på grund av bristen på data och kan bara lösas när en forskare samlas mer.

Kan tjäna dig: tetrosas: egenskaper, erytrosa, syntes, derivat

Extern grupp: I fylogenetiska teman är det vanligt att lyssna på begreppet extern grupp - även kallad Grupp. Denna grupp väljs för att kunna rota trädet. Det måste väljas som ett taxon som tidigare divergerade studiegruppen. Om jag till exempel studerar echinodermos kan du använda Grupp till ascidierna.

Grabbar

Det finns tre grundläggande typer av träd: kladogram, tillsatssträd och ultralaserade träd.

Clayogram är de enklaste träden och uppvisar förhållandet mellan organismer i termer av vanliga förfäder. Information om denna typ av träd ligger i grenmönster, eftersom grenarnas storlek inte har någon ytterligare betydelse.

Den andra typen av träd är tillsatsen, även kallad metriska träd eller filogram. Längden på grenarna är relaterad till mängden evolutionär förändring.

Slutligen har vi ultrametriska träd eller dendogram, där alla trädens spetsar är på samma avstånd (vilket inte händer i filogram, där ett tips kan visas under eller högre än din partner). Grenens längd är relaterad till evolutionär tid.

Valet av trädet är direkt relaterat till den evolutionära frågan vi vill svara. Om vi ​​till exempel bara bryr oss om förhållanden mellan individer kommer ett kladogram att räcka för studien.

Vanligaste misstag när man läser fylogenetiska träd

Även om fylogenetiska träd vanligtvis är grafik av vid användning i evolutionär biologi (och i allmänhet biologi), finns det många studenter och proffs som missförstår meddelandet att dessa grafik - tydligen enkla - tänker leverera till läsaren.

Det finns ingen stam

Det första misstaget är att läsa dem i sidled, förutsatt att evolutionen innebär framsteg. Om vi ​​korrekt förstår den evolutionära processen finns det ingen anledning att tro att till vänster är förfäderna och höger art de mest avancerade arterna.

Även om Tree Botanical Analogy är mycket användbar, finns det en punkt där det inte längre är så exakt. Det finns en avgörande struktur i trädet som inte finns i trädet: stammen. I fylogenetiska träd hittar vi ingen huvudgren.

Specifikt kan vissa människor betrakta människan som det "ultimata målet" för evolution, och därför arten Homo sapiens Det bör alltid vara beläget som en slutlig enhet.

Kan tjäna dig: tumörnekrosfaktor (TNF): struktur, handlingsmekanism, funktion

Men denna vision överensstämmer inte med evolutionära principer. Om vi ​​förstår att fylogenetiska träd är mobila element kan vi placera Homo I alla terminalpositioner i trädet, eftersom denna egenskap inte är relevant i representationen.

Noderna kan rotera

En viktig egenskap som vi måste förstå fylogenetiska träd är att de representerar icke -statisk grafik.

I dem kan alla dessa grenar rotera - på samma sätt som en mobil kan göra det. Vi menar inte att grenarna kan flyttas till våra infödda, eftersom vissa rörelser skulle innebära förändringen av mönstret eller Topologi Från trädet. Vad vi kan rotera är noderna.

För att tolka meddelandet om ett träd får vi inte fokusera på grenens spets, vi måste göra det vid grenpunkterna, som är den viktigaste aspekten av grafiken.

Dessutom måste vi ta hänsyn till att det finns olika sätt att dra ett träd. Många gånger beror det på stilen på boken eller tidningen och förändringarna i grenarnas form och position påverkar inte den information de vill förmedla oss.

Vi kan inte härleda förekomsten av förfäder eller "gamla" arter

När vi ska hänvisa till arter nuvarande Vi får inte tillämpa förfädernas konnotationer. Till exempel, när vi tänker på förhållandena mellan schimpanser och människor, kunde vi felaktigt förstå att schimpanser är förfäder med avseende på vår släkt.

Men den gemensamma förfäderna till schimpanser och människor var ingen av dem. Att tro att schimpans är förfäder det skulle vara att anta att dess utveckling stannade när båda linjerna separerade.

Efter samma logik för dessa idéer indikerar ett fylogenetiskt träd inte om det finns unga arter. Eftersom alleliska frekvenser ständigt är och det finns nya karaktärer som förändras över tid är det svårt att bestämma en arts ålder och säkert ger ett träd inte sådana data.

"Förändring av alleliska frekvenser över tid" är det sätt på vilket populationsgenetik definierar evolution.

De är oförändrade

När vi observerar ett fylogenetiskt träd måste vi förstå att denna graf helt enkelt är en hypotes som genereras av konkreta bevis. Om vi ​​lägger till fler karaktärer i trädet, modifierar det sin topologi.

Forskarnas expertis när de väljer de bästa karaktärerna som tillåter att belysa förhållandena mellan organismer i fråga är nyckeln. Dessutom finns det mycket kraftfulla statistiska verktyg som gör det möjligt för forskare att utvärdera träd och välja det mest troliga.

Kan tjäna dig: proline: egenskaper, struktur, funktioner, mat

Exempel

Livets tre domäner: archaea, bakterier och eukarya

1977 föreslog forskare Carl Woese att gruppera levande organismer inom tre domäner: archaea, bakterier och eukarya. Detta nya klassificeringssystem (tidigare fanns det bara två kategorier, Eukaryota och Prokaryota) baserades på ribosomal ribbmolekylmarkör.

Bakterier och eukaryoter är allmänt kända organismer. Archaeas förväxlas vanligtvis med bakterier. De skiljer sig emellertid djupt i strukturen för deras cellkomponenter.

Även om de är mikroskopiska organismer som bakterier, är medlemmarna i archaea -domänen mer relaterade till eukaryoter - eftersom de delar en förfader i en närmare vanlig.

Källa: Utarbetad av Mariana Gelambi.

Filogenes av primater

Inom evolutionär biologi är en av de mest kontroversiella frågorna utvecklingen av människan. För motståndarna till denna teori finns det ingen logik för en utveckling baserad på en Simiesco -förfader som gav upphov till den nuvarande mannen.

Ett viktigt koncept är att förstå att vi inte utvecklas från nuvarande apor, utan att vi delar en gemensam förfader med dem. I apor och människors träd belyser det att det vi känner som "apa" inte är en giltig monofiletisk grupp, eftersom det utesluter människan.

Källa: Utarbetad av Mariana Gelambi.

Filogenes av cetartiodaktilos (Cetartiodactyla)

Evolutionärt sett representerade valen en grupp ryggradsdjur vars relationer med resten av deras följeslagare däggdjur inte var så tydliga. Morfologiskt har valar, delfiner och andra medlemmar få likheter med resten av däggdjur.

För närvarande tack vare studien av olika morfologiska och molekylära karaktärer.

Källa: Utarbetad av Mariana Gelambi.

Referenser

1. Baum, D. TILL., Smith, s. D., & Donovan, s. S. (2005). Den trädtänkande utmaningen. Vetenskap, 310(5750), 979-980.
2. Curtis, h., & Barnes, n. S. (1994). Inbjudan till biologi. Macmillan.
3. Hall, b. K. (Ed.). (2012). Homologi: Den hierarkiska grunden för jämförande biologi. Akademisk press.
4. Hickman, c. P., Roberts, L. S., Larson, A., Ober, w. C., & Garrison, c. (2001). Integrerade prioms av zoologi. McGraw-hill.
5. Kardong, K. V. (2006). Ryggradsdjur: Jämförande anatomi, funktion, evolution. McGraw-hill.
6. Kliman, r. M. (2016). Encyclopedia of Evolutionary Biology. Akademisk press.
7. Losos, j. B. (2013). Princeton Guide to Evolution. Princeton University Press.
8. Sida, r. D., & Holmes, och. C. (2009). Molekylär evolution: En fylogenetisk strategi. John Wiley & Sons.
9. Ris, s. TILL. (2009). Encyclopedia of Evolution. Informera publicering.
10. Starr, C., Evers, c., & Starr, L. (2010). Biologi: Begrepp och tillämpningar utan fysiologi. Cengage Learning.