20.1 a: drzewa filogenetyczne

cele nauki

  • opisują różne rodzaje drzew filogenetycznych i ich organizowanie życia

naukowcy używają narzędzia zwanego drzewem filogenetycznym, typu diagramu, aby pokazać ewolucyjne ścieżki i połączenia między organizmami. Naukowcy uważają drzewa filogenetyczne za hipotezę przeszłości ewolucyjnej, ponieważ nie można cofnąć się w celu potwierdzenia proponowanych związków., Innymi słowy, „Drzewo Życia”, Jak to się czasami nazywa, może być skonstruowane, aby zilustrować, kiedy różne organizmy ewoluowały i pokazać relacje między różnymi organizmami.

w przeciwieństwie do diagramu klasyfikacji taksonomicznej drzewo filogenetyczne może być odczytywane jak mapa historii ewolucji. Wiele drzew filogenetycznych ma pojedynczą linię u podstawy reprezentującą wspólnego przodka. Naukowcy nazywają takie drzewa „ukorzenionymi”, co oznacza, że istnieje jedna linia przodków (Zwykle narysowana od dołu lub od lewej), do której odnoszą się wszystkie organizmy przedstawione na diagramie., Zauważ w ukorzenionym drzewie filogenetycznym, że trzy domeny (bakterie, Archaea i Eukarya) różnią się od jednego punktu i rozgałęziają się. Mała gałąź, którą zajmują Rośliny i zwierzęta (w tym Ludzie) na tym diagramie pokazuje, jak niedawne i znikome te grupy są porównywane z innymi organizmami. Niekorzenione drzewa nie wykazują wspólnego przodka, ale wykazują związki między gatunkami.,

rysunek \(\PageIndex{1}\): drzewa filogenetyczne: oba te drzewa filogenetyczne pokazuje związek trzech domen życia (bakterie, Archeea i Eukarya), ale (a) ukorzenione drzewo próbuje zidentyfikować, kiedy różne gatunki odbiegały od wspólnego przodka, podczas gdy (b) niekorzenione drzewo nie.

w ukorzenionym drzewie rozgałęzienie wskazuje na związki ewolucyjne., Punkt, w którym następuje podział, zwany punktem rozgałęzienia, reprezentuje miejsce, w którym pojedyncza linia ewoluowała w odrębną nową. Linia, która wyewoluowała wcześnie z korzenia i pozostaje nierozgałęziona, nazywana jest taksonem bazalnym. Gdy dwa rodowody pochodzą z tego samego punktu rozgałęzienia, nazywane są taksonami siostrzanymi. Gałąź z więcej niż dwoma liniami nazywa się politomią i służy do zilustrowania, gdzie naukowcy nie definitywnie ustalili wszystkich związków., Należy zauważyć, że chociaż taksony siostrzane i polytomy mają wspólnego przodka, nie oznacza to, że grupy organizmów rozdzieliły się lub wyewoluowały od siebie. Organizmy w dwóch taksonach mogły się rozdzielić w określonym punkcie rozgałęzienia, ale żaden z nich nie dał powstania drugiemu.

rysunek \(\PageIndex{1}\): ukorzenione drzewa filogenetyczne: korzeń drzewa filogenetycznego wskazuje, że rodowód przodków dał początek wszystkim organizmom na drzewie. Punkt rozgałęzienia wskazuje, gdzie dwie linie się rozeszły., Linia, która rozwinęła się wcześnie i pozostaje nierozgałęziona, jest taksonem bazalnym. Gdy dwa rodowody pochodzą z tego samego punktu rozgałęzienia, są taksonami siostrzanymi. Gałąź z więcej niż dwoma rodowodami jest politomią.

ukorzenione drzewa filogenetyczne mogą służyć jako droga do zrozumienia historii ewolucji. Ścieżka ta może być prześledzona od początków życia do poszczególnych gatunków poprzez nawigację przez gałęzie ewolucyjne między tymi dwoma punktami., Ponadto, zaczynając od jednego gatunku i wracając do „pnia” drzewa, można odkryć przodków tego gatunku, a także gdzie rodowody mają wspólnego przodka. Ponadto drzewo może być wykorzystywane do badania całych grup organizmów.

Kolejną kwestią, o której warto wspomnieć na temat struktury drzewa filogenetycznego, jest to, że rotacja w punktach rozgałęzień nie zmienia informacji. Na przykład, jeśli punkt rozgałęzienia został obrócony, a kolejność taksonów zmieniona, nie zmieniłoby to Informacji, ponieważ ewolucja każdego taksonu z punktu rozgałęzienia była niezależna od drugiego.,

wiele dyscyplin w ramach studiów nad biologią przyczynia się do zrozumienia, jak przeszłe i obecne życie ewoluowało w czasie; razem te dyscypliny przyczyniają się do budowania, aktualizowania i utrzymywania „drzewa życia.”Informacje są wykorzystywane do organizowania i klasyfikowania organizmów na podstawie zależności ewolucyjnych w dziedzinie naukowej zwanej systematyką. Dane mogą być zbierane ze skamieniałości, z badania struktury części ciała lub cząsteczek używanych przez organizm, a także z analizy DNA. Łącząc dane z wielu źródeł, naukowcy mogą umieścić razem filogenezę organizmu., Ponieważ drzewa filogenetyczne są hipotezami, będą one nadal się zmieniać w miarę odkrywania nowych rodzajów życia i poznawania nowych informacji.

kluczowe punkty

  • u podstawy drzewa mają pojedynczą linię reprezentującą wspólnego przodka, która łączy wszystkie organizmy przedstawione na diagramie filogenetycznym.
  • punkty rozgałęzień w drzewie filogenetycznym reprezentują podział, w którym pojedyncza linia ewoluowała w odrębną nową, podczas gdy takson bazalny przedstawia niezrównoważone linie, które wyewoluowały wcześnie z korzenia.,
  • Niekorzenione drzewa przedstawiają relacje między gatunkami, ale nie przedstawiają ich wspólnego przodka.
  • drzewa filogenetyczne są hipotezami i dlatego są modyfikowane w miarę dostępności danych.
  • Systematyka wykorzystuje dane ze skamieniałości, badania struktur ciała, cząsteczek używanych przez gatunek i analizy DNA, aby przyczynić się do budowy, aktualizacji i utrzymania drzew filogenetycznych.,

kluczowe terminy

  • politomia: sekcja filogenezy, w której zależności ewolucyjne nie mogą być w pełni rozdzielone na dychotomie
  • takson bazalny: linia, wyświetlana przy użyciu drzewa filogenetycznego, która wyewoluowała wcześnie z korzenia i od której nie oddzieliły się żadne inne gałęzie
  • Systematyka: badania nad związkami organizmów; nauka o klasyfikacji systematycznej
  • filogeneza: wizualna reprezentacja ewolucyjnej historii organizmów; na podstawie wnikliwych analiz

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *