20.1A:系統樹

学習目標

  • さまざまなタイプの系統樹とそれらが生命をどのように組織するかを説明します

科学者は、生物間の進化経路とつながりを示すために系統樹と呼ばれるツールを使用します。 科学者たちは、提案された関係を確認するために戻ることができないので、系統樹は進化的過去の仮説であると考えている。, 言い換えれば、”生命の木”は、時には呼ばれるように、異なる生物が進化したときを説明し、異なる生物間の関係を示すために構築することができます。

分類学的分類図とは異なり、系統樹は進化の歴史の地図のように読むことができます。 多くの系統樹は、共通の祖先を表す基部に単一の系統を持っています。 科学者たちは、このような木を”根ざした”と呼び、図に表されているすべての生物が関連する単一の祖先の系統(通常は下または左から引き出される)があることを意味します。, 根づいた系統樹では、三つのドメイン(細菌、古細菌、およびEukarya)が一点から分岐し、分岐することに注意してください。 この図では、植物や動物(人間を含む)が占める小さな枝は、これらのグループが他の生物とどのように最近で極めて小さいかを示しています。 根を張っていない木は共通の祖先を示さないが、種間の関係を示す。,

図\(\PageIndex{1}\):系統樹:これらの系統樹はどちらも生命の三つのドメイン(細菌、古細菌、Eukarya)の関係を示していますが、(a)根ざした木は様々な種が共通の祖先から分岐したときを特定しようとしますが、(b)根ざしていない木はそうではありません。

ルートツリーでは、分岐は進化的関係を示します。, 分岐点と呼ばれる分割が発生する点は、単一の系統が別個の新しい系統に進化した場所を表します。 根から早く進化し、枝分かれしていない系統は基底分類群と呼ばれます。 二つの系統が同じ分岐点から生じるとき、それらは姉妹分類群と呼ばれます。 二つ以上の系統を持つブランチは、ポリトミーと呼ばれ、科学者が決定的にすべての関係を決定していない場所を説明するのに役立ちます。, 姉妹分類群とポリトミーは祖先を共有していますが、生物のグループが互いに分裂または進化したことを意味するものではないことに注意すること 二つの分類群の生物は特定の分岐点で分裂しているかもしれないが、どちらの分類群も他の分類群を生じさせなかった。

図\(\PageIndex{1}\):根付き系統樹:系統樹の根は、先祖の系統が木上のすべての生物を生じさせたことを示します。 分岐点は、二つの系統が分岐した場所を示します。, 初期に進化し、分岐していない系統は、基礎分類群である。 二つの系統が同じ分岐点から生じるとき、それらは姉妹の分類群である。 二つ以上の系統を持つ枝はポリトミーである。

根づいた系統樹は、進化の歴史を理解するための経路として役立つことができます。 この経路は、二つの点の間の進化の枝をナビゲートすることによって、生命の起源から個々の種までをたどることができます。, また、単一の種から始まり、木の”幹”に向かってさかのぼることによって、その種の祖先と、系統が共通の祖先を共有する場所を発見することができます。 さらに、この木は生物群全体を研究するために使用することができます。

系統樹構造について言及すべきもう一つのポイントは、分岐点での回転が情報を変更しないということです。 たとえば、分岐点が回転し、分類群の順序が変更された場合、分岐点からの各分類群の進化は他の分類群とは独立しているため、情報は変更されません。,

生物学の研究内の多くの分野は、過去と現在の生命が時間の経過とともにどのように進化したかを理解することに貢献します。”情報は、系統学と呼ばれる科学分野における進化的関係に基づいて生物を整理し、分類するために使用されます。 データは、化石から、生物によって使用される身体部分または分子の構造を研究することから、およびDNA分析によって収集することができる。 多くの情報源からのデータを組み合わせることによって、科学者は生物の系統発生をまとめることができます。, 系統樹は仮説であるため、新しいタイプの生命が発見され、新しい情報が学ばれるにつれて、それらは変化し続けるでしょう。

キーポイント

  • 根ざした木は、系統発生図で提示されたすべての生物を結ぶ共通の祖先を表す基部に単一の系統を持っています。
  • 系統樹の分岐点は、単一の系統が明確な新しい系統に進化した分割を表し、基底分類群は根から早く進化した分岐していない系統を表します。,
  • 根のない木は種間の関係を描いていますが、共通の祖先を描いていません。
  • 系統樹は仮説であり、したがって、データが利用可能になるにつれて修正される。
  • 系統学は、化石からのデータ、身体構造の研究、種によって使用される分子、およびDNA分析を使用して、系統樹の構築、更新、および維持に貢献します。,

重要な用語

  • ポリトミー:進化的関係を完全に二分法に解決することができない系統発生のセクション
  • 基底分類群:系統樹を用いて表示され、根から早く進化し、他の枝から分岐していない系統発生ツリー
  • 系統学:生物の関係に関する研究;系統分類の科学
  • 系統発生:生物の進化の歴史の視覚的な表現;厳密な分析に基づいて

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