A fylogenetický strom jedná se o grafické matematické znázornění historie a vztahů předků a potomků skupin, populací, druhů nebo jakékoli jiné taxonomické kategorie. Teoreticky lze všechny fylogenetické stromy seskupit do stromu života, což představuje univerzální strom.
Tato grafická znázornění způsobila revoluci ve studiu evoluční biologie, protože umožňují stanovení a definici druhu, testování různých evolučních hypotéz (například endosymbiotická teorie), hodnocení původu nemocí (například HIV) atd..
Stromy lze rekonstruovat pomocí morfologických nebo molekulárních znaků nebo obojího. Podobně existují různé metody jejich budování, nejběžnější je kladistická metodika. Toto se snaží identifikovat sdílené odvozené znaky, známé jako synapomorphy.
Rejstřík článků
Jeden z principů vyvinutých Charlesem Darwinem představuje společný původ všech živých organismů - to znamená, že všichni sdílíme vzdáleného předka.
Na "Původ druhů" Darwin zvyšuje metaforu „stromu života“. Ve skutečnosti k rozvinutí své myšlenky používá hypotetický grafický strom (kupodivu je to jediný příklad Zdroj).
Reprezentací této metafory je to, co známe jako fylogenetické stromy, které nám umožňují graficky zobrazit historii a vztahy konkrétní skupiny organismů..
U fylogenetických stromů můžeme rozlišit následující části - pokračujeme botanickou analogií:
Pobočky: Řádky stromu se nazývají „větve“ a představují populaci studie v průběhu času. V závislosti na typu stromu (viz níže) může mít délka větve význam, ale nemusí.
Na špičkách větví najdeme organismy, které chceme vyhodnotit. Mohou to být entity, které jsou aktuálně naživu, nebo vyhynulé bytosti. Druhem by byly listy našeho stromu.
Vykořenit: kořen je nejstarší větev stromu. Někteří to mají a nazývají se zakořeněné stromy, zatímco jiní ne.
Uzly: body větví větví ve dvou nebo více liniích se nazývají uzly. Tečka představuje nejnovějšího společného předka skupin potomků (všimněte si, že tito předci jsou hypotetičtí).
Existence uzlu implikuje speciální událost - vytvoření nového druhu. Poté každý druh sleduje svůj vývojový směr.
Kromě těchto tří základních konceptů existují další nezbytné termíny, pokud jde o fylogenetické stromy:
Politomy: když má fylogenetický strom více než dvě větve v uzlu, říká se, že existuje polytomie. V těchto případech není fylogenetický strom zcela vyřešen, protože vztahy mezi zúčastněnými organismy nejsou jasné. To je obvykle způsobeno nedostatkem dat a lze je opravit pouze tehdy, když výzkumný pracovník nashromáždí více.
Externí skupina: ve fylogenetických tématech je běžné slyšet koncept vnější skupiny - nazývané také outgroup. Tato skupina je vybrána, aby mohla kořenovat strom. Měl by být vybrán jako taxon, který se dříve odlišoval od studijní skupiny. Například, když studuji ostnokožce, můžete použít outgroup moře stříká.
Existují tři základní typy stromů: kladogramy, aditivní stromy a ultrametrické stromy..
Kladogramy jsou nejjednodušší stromy a ukazují vztah organismů z hlediska společného původu. Informace o tomto typu stromu jsou umístěny ve vzorcích větvení, protože velikost větví nemá žádný další význam.
Druhým typem stromu je přísada, která se také nazývá metrické stromy nebo fylogramy. Délka větví souvisí s množstvím evolučních změn.
Nakonec máme ultrametrické stromy nebo dendogramy, kde jsou všechny špičky stromů ve stejné vzdálenosti (což není případ fylogramu, kde se špička může jevit nižší nebo vyšší než její partner). Délka větve souvisí s evolučním časem.
Volba stromu přímo souvisí s evoluční otázkou, na kterou chceme odpovědět. Například, pokud nám záleží jen na vztazích mezi jednotlivci, pro studium bude stačit kladogram.
Ačkoli fylogenetické stromy jsou často široce používanými grafy v evoluční biologii (a obecné biologii), existuje mnoho studentů a praktiků, kteří nesprávně interpretují zprávu, kterou mají tyto zdánlivě jednoduché grafy poskytnout čtenáři..
První chybou je číst je stranou, za předpokladu, že evoluce znamená pokrok. Pokud správně chápeme evoluční proces, není důvod si myslet, že rodové druhy jsou vlevo a vyspělejší druhy vpravo..
Ačkoli je botanická analogie stromu velmi užitečná, přichází bod, kdy už není tak přesná. Ve stromu není rozhodující stromová struktura: kmen. Na fylogenetických stromech nenajdeme žádné hlavní větve.
Někteří lidé mohou konkrétně považovat člověka za konečný „cíl“ evoluce, a tedy i druh. Homo sapiens by měl být vždy umístěn jako konečná entita.
Tento pohled však není v souladu s evolučními principy. Pokud pochopíme, že fylogenetické stromy jsou mobilní prvky, můžeme umístit Homo v libovolné koncové poloze stromu, protože tato charakteristika není v zobrazení relevantní.
Zásadní vlastností, které musíme o fylogenetických stromech rozumět, je to, že představují nestatické grafy..
V nich se všechny tyto větve mohou otáčet - stejně, jako to dokáže mobilní telefon. Nemyslíme tím, že můžeme větvemi pohybovat dle libosti, protože některé pohyby by znamenaly změnu vzoru nebo topologie Ze stromu. To, co můžeme otáčet, jsou uzly.
Abychom mohli interpretovat poselství stromu, nesmíme se soustředit na špičky větví, musíme se soustředit na body větví, které jsou nejdůležitějším aspektem grafu.
Kromě toho musíme mít na paměti, že existuje několik způsobů, jak nakreslit strom. Mnohokrát to závisí na stylu knihy nebo časopisu a změny tvaru a polohy větví nemají vliv na informace, které nám chtějí sdělit..
Kdy budeme odkazovat na druhy proud neměli bychom na ně aplikovat konotace předků. Například když přemýšlíme o vztazích mezi šimpanzi a lidmi, mohli bychom mylně pochopit, že šimpanzi jsou rodoví, pokud jde o naši linii..
Společným předkem šimpanzů a lidí však nebyl ani jeden. Myslet si, že šimpanz je rodový, by znamenalo předpokládat, že jeho vývoj se zastavil, jakmile se obě linie oddělily..
Podle stejné logiky těchto myšlenek nám fylogenetický strom neříká, zda existují i mladé druhy. Vzhledem k tomu, že alelické frekvence se neustále mění a v průběhu času se mění nové znaky, je obtížné určit věk druhu a strom nám jistě takové údaje neposkytuje.
„Změna frekvencí alel v čase“ je to, jak populační genetika definuje evoluci.
Při pohledu na fylogenetický strom musíme pochopit, že tento graf je pouze hypotéza vygenerovaná z konkrétních důkazů. Může se stát, že když do stromu přidáme více znaků, upraví to jeho topologii.
Klíčové jsou odborné znalosti vědců při výběru nejlepších postav k objasnění vztahů dotyčných organismů. Kromě toho existují velmi silné statistické nástroje, které vědcům umožňují hodnotit stromy a vybrat ten nejpravděpodobnější..
V roce 1977 navrhl výzkumník Carl Woese seskupení živých organismů do tří domén: Archaea, Bacteria a Eukarya. Tento nový klasifikační systém (dříve existovaly pouze dvě kategorie, Eukaryota a Prokaryota) byl založen na molekulárním markeru ribozomální RNA.
Bakterie a eukaryoty jsou široce známé organismy. Archaea jsou často zaměňovány s bakteriemi. Ty se však zásadně liší ve struktuře jejich buněčných složek..
Proto, i když se jedná o mikroskopické organismy, jako jsou bakterie, členové domény Archaea jsou více příbuzní eukaryotům - protože mají bližšího společného předka..
V rámci evoluční biologie je jedním z nejkontroverznějších témat vývoj člověka. Pro odpůrce této teorie není evoluce začínající od předka apel, která dala vzniknout modernímu člověku, logická..
Klíčovým konceptem je pochopit, že jsme se nevyvinuli ze současných opic, ale spíše s nimi sdílíme společného předka. Ve stromu lidoopů a lidí vyniká, že to, co známe jako „opice“, není platná monofyletická skupina, protože vylučuje člověka.
Evolučně řečeno, kytovci představovali skupinu obratlovců, jejichž vztahy se zbytkem jejich ostatních savců nebyly příliš jasné. Z morfologického hlediska mají velryby, delfíni a další členové málo podobností se zbytkem savců.
V současné době lze díky studiu různých morfologických a molekulárních znaků dojít k závěru, že sesterskou skupinu velkých kytovců tvoří artiodaktyli - kopytníci s rovnoměrnými kopyty..
Zatím žádné komentáře