KLADOGRAMMA: KAM TĀ PAREDZĒTA, UN PIEMĒRI - BIOLOĢIJA - 2025

Cladogram ir sazarots shēma vai shēma īpašībām kopīgas grupa organismiem, kas pārstāv visticamāk evolūcijas vēsturi ciltsrakstiem. Rekonstrukcija tiek veikta pēc biologa Vilija Henniga piedāvātās metodikas.

Kladogrammas raksturo taksonu sagrupēšana, pamatojoties uz to kopīgajām sinatopomogrāfijām vai atvasinātajām rakstzīmēm.

Kam tas domāts?

Kladogrammas ļauj vizualizēt filoģenētiskās attiecības starp interesējošo organismu grupu vai grupām.

Evolūcijas bioloģijā šīs diagrammas ļauj izstrādāt filoģenētiskos kokus un tāpēc rekonstruēt grupas evolūcijas vēsturi, palīdzot noteikt tās klasifikāciju un taksonomijas diapazonus.

Turklāt tas palīdz noskaidrot evolūcijas mehānismus, pārbaudot veidu, kā organismi mainās laika gaitā, šo izmaiņu virzienu un biežumu, kādā tie mainās.

Kā izstrādāts?

Viens no evolūcijas biologu galvenajiem mērķiem ir atrast sugu stāvokli uz "dzīvības koka". Lai to panāktu, viņi analizē dažādas organismu īpašības - morfoloģiskās, ekoloģiskās, etoloģiskās, fizioloģiskās vai molekulārās.

Personu morfoloģiskās īpašības tiek plaši izmantotas, lai noteiktu viņu klasifikāciju; tomēr nāk brīdis, kad ar tiem nepietiek, lai diskriminētu noteiktus koka zarus. Šajā gadījumā molekulārie rīki palīdz izprast šīs attiecības.

Kad iezīme ir izvēlēta, tiek konstruētas un shematiski parādītas hipotēzes par radniecības attiecībām starp interesējošajām sugām.

Šajā diagrammā filiāles attēlo hipotētiskus senčus, kur notika kladēnizācijas vai evolūcijas līniju atdalīšanas notikums. Katras nozares beigās ir taksoni, kas tika iekļauti sākotnējā analīzē, neatkarīgi no tā, vai tie cita starpā ir sugas, ģintis.

Homoloģijas

Lai nodibinātu attiecības starp organismu grupu, jāizmanto homologi simboli; tas ir, divas pazīmes, kurām ir kopīgs sencis. Raksturs tiek uzskatīts par homologu, ja viņš pašreizējo stāvokli ieguvis tiešā mantojumā.

Piemēram, cilvēku, suņu, putnu un vaļu augšējās ekstremitātes ir homologiskas viena otrai. Lai arī tie pilda dažādas funkcijas un no pirmā acu uzmetiena izskatās ļoti atšķirīgi, grupās kaulu struktūras struktūra ir vienāda: viņiem visiem ir apakšdelma, kam seko rādiuss un ulna.

Turpretī sikspārņu un putnu spārni (šoreiz balstoties uz lidošanas struktūru) nav homologiski, jo viņi šīs struktūras nav ieguvuši tiešā mantojumā. Šo lidojošo mugurkaulnieku kopējais sencis neparādīja spārnus, un abas grupas to ieguva konverģenti.

Ja mēs vēlamies izsecināt filoģenētiskās attiecības, šīs rakstzīmes nav noderīgas, jo, kaut arī tās ir līdzīgas, tās pietiekami nenorāda uz organismu kopējo senču.

Dalītas primitīvas un atvasinātas rakstzīmes

Tagad visu zīdītāju homologs raksturs ir mugurkauls. Tomēr šī struktūra neveicina zīdītāju atšķiršanu no citiem taksoniem, jo ​​citām grupām - piemēram, zivīm un rāpuļiem - ir mugurkauls. Kladistiskā valodā šo rakstzīmju veidu sauc par primitīvu dalītu raksturu vai par vienkāršuomorfiju.

Ja mēs vēlamies noteikt filoģenētiskās attiecības starp zīdītājiem, par kritēriju izmantojot mugurkaulu, mēs nevaram izdarīt ticamu secinājumu.

Apmatojuma gadījumā tā ir raksturīga pazīme, kas kopīga visiem zīdītājiem, kas nepastāv citās mugurkaulnieku grupās. Šī iemesla dēļ tas ir kopīgi iegūts raksturs - sinapomorfija - un tiek uzskatīts par noteiktas kladītes evolūcijas jaunumu.

Lai izstrādātu kladogrammu, filoģenētiskā sistemātika ierosina veidot taksonomijas grupas, izmantojot dalītas atvasinātās rakstzīmes.

Klasifikācijas skolas: kladisms

Lai noteiktu klasifikāciju un filoģenētiskās attiecības starp organismiem, ir jāizmanto objektīvās normas, kuras šo modeļu noskaidrošanai izmanto stingru metodi.

Lai izvairītos no subjektīviem kritērijiem, rodas klasifikācijas skolas: tradicionālā evolūcijas taksonomija un kladisms.

Kladisms (no grieķu klados, kas nozīmē "filiāle") vai filoģenētiskā sistemātika 1950. gadā tika izstrādāts vācu entomologa Vilija Henniga vārdos, un tas ir plaši atzīts par tā metodoloģisko stingrību.

Kladisti konstruē kladogrammas, kas attēlo sugu un citu galīgo taksonu ģenealoģiskās attiecības. Līdzīgi viņi meklē pasūtītus koplietojamu atvasinātu rakstzīmju vai sinapomorfiju komplektus.

Šī skola neizmanto kopīgas senču rakstzīmes vai vienkāršāsomorfijas un piešķir derīgumu tikai monofiliskām grupām; tas ir, grupas, kurās ietilpst jaunākais kopīgais sencis un visi pēcnācēji.

Kladistiem nav parafītiskas grupas (organismu grupas, kurās ietilpst visjaunākie senči, izņemot dažus viņu pēcnācējus) vai polifētiskās grupas (dažādu senču organismu grupas).

Parsimonijas princips

Iespējams, ka, veidojot kladogrammu, tiek iegūti vairāki grafiski attēli, kas parāda dažādas vienas un tās pašas organismu grupas evolūcijas vēstures. Šajā gadījumā tiek izvēlēta vispareizākā kladogramma, kurā ir vismazāk pārvērtību.

Ņemot vērā liecības, labākais problēmas risinājums ir tāds, kuram nepieciešami vismazākie pieņēmumi. Bioloģijas jomā to interpretē kā mazāk evolūcijas izmaiņu.

Kladogrammu un filoģenētisko koku atšķirības

Parasti taksonomistiem ir tendence noteikt tehniskas atšķirības starp kladogrammu un filoģenētisko koku. Jāprecizē, ka kladogramma nav stingri līdzvērtīga filoģenētiskajam kokam.

Kladogrammas zari ir formāls veids, kā norādīt ligzdotu kladīšu hierarhiju, turpretī filoģenētiskajā kokā zari ir pagātnē notikušu ciltsrakstu attēlojumi. Citiem vārdiem sakot, kladogramma nenozīmē evolūcijas vēsturi.

Filoģenētiskā koka iegūšanai ir jāpievieno papildu informācija: papildu interpretācijas, kas saistītas ar senčiem, cilts ilgumu laikā un evolūcijas izmaiņu daudzumu, kas notikušas starp pētītajām ciltskopām.

Tāpēc kladogrammas ir pirmie tuvinājumi filoģenētiskā koka galīgajai izveidošanai, norādot iespējamo sazarojuma modeli.

Piemēri

Amnija

Amniotu kladogramma pārstāv trīs četrkāju mugurkaulnieku grupas: rāpuļus, putnus un zīdītājus. Tos visus raksturo četru slāņu (horiona, alantozes, amniona un dzeltenuma maisa) klātbūtne embrijā.

Ņemiet vērā, ka "rāpuļa" jēdziens ir parafiletisks, jo tas izslēdz putnus; šī iemesla dēļ kladisti to noraida.

Pērtiķi

Pērtiķu kladogrammā ietilpst ģints: Hylobates, Pongo, Gorilla, Pan un Homo. Populāri apes jēdzienam ir parafiletisks raksturs, jo tas izslēdz Homo ģinti (mēs, cilvēki).

Atsauces

1. Kempbela, NA, un Reece, JB (2007). Bioloģija. Panamerican Medical Ed.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Ielūgums uz bioloģiju. Panamerican Medical Ed.
3. Hikmans, CP, Roberts, LS, Larsons, A., Obers, WC, & Garrison, C. (2001). Integrēti zooloģijas principi. Ņujorka: Makgreivs - Hils.
4. Kardongs, KV (2002). Mugurkaulnieki: salīdzinošā anatomija, funkcijas, evolūcija. Makgreivs.
5. Solers, M. (2002). Evolūcija: bioloģijas pamats. Dienvidu projekts.