Hva er fylogeni? Definisjon og eksempler

fylogeni er studiet av sammenhenger mellom forskjellige grupper av organismer og deres evolusjonær utvikling. Filogeny prøver å spore den evolusjonære historien til alt liv på planeten. Det er basert på fylogenetisk hypotese at alle levende organismer har en felles aner. Forholdene mellom organismer er avbildet i det som er kjent som et fylogenetisk tre. Forhold bestemmes av delte egenskaper, som indikert ved sammenligning av genetiske og anatomiske likheter.

I molekylær fylogeni, analyse av DNA og proteinstruktur brukes til å bestemme genetiske sammenhenger mellom forskjellige organismer. For eksempel analysen av cytokrom C, et protein i cellen mitokondrier som fungerer i elektrontransportsystem og energiproduksjon, brukes til å bestemme grader av forhold mellom organismer basert på likheter aminosyre sekvenser i cytokrom C. Likheter i kjennetegn ved biokjemiske strukturer, for eksempel DNA og proteiner, brukes deretter til å utvikle et fylogenetisk tre basert på arvelige delte egenskaper.

Viktige takeaways: Hva er fylogeni?

EN fylogenetisk tre, eller kladogram, er et skjematisk diagram som brukes som en visuell illustrasjon av foreslåtte evolusjonsrelasjoner mellom taxa. Filogenetiske trær er skjematisk basert på antagelser om kledistikk, eller fylogenetisk systematikk. Cladistics er et klassifiseringssystem som kategoriserer organismer basert på delte trekk, eller synapomorphiessom bestemt av genetisk, anatomisk og molekylær analyse. Hovedforutsetningene for kladistikk er:

1. Alle organismer stammer fra en felles stamfar.
2. Nye organismer utvikler seg når eksisterende bestander deles i to grupper.
3. Over tid opplever linjer endringer i egenskaper.

Filogenetisk trestruktur bestemmes av delte egenskaper blant forskjellige organismer. Dens trelignende forgrening representerer divergerende taxa fra en vanlig stamfar. Begrep som er viktig å forstå når du tolker et fylogenetisk trediagram inkluderer:

• noder: Dette er punkter på et fylogenetisk tre der forgrening skjer. En node representerer slutten av forfedres taxon og punktet der en ny art deler seg fra forgjengeren.
• grener: Dette er linjene på et fylogenetisk tre som representerer stamfarer og / eller etterkommere. Grener som stammer fra noder representerer etterkommende arter som deler seg fra en felles stamfar.
• Monofyletisk gruppe (Clade): Denne gruppen er en enkelt gren på et fylogenetisk tre som representerer en gruppe organismer som er avstammet fra en nylig vanlig stamfar.
• Taxon (pl. Taxa): Taxa er spesifikke grupper eller kategorier av levende organismer. Spissene av grener i et fylogenetisk tre ender i et takson.

Taxa som deler en nyere felles stamfar er nærmere beslektet enn taxa med en mindre ny vanlig stamfar. For eksempel på bildet over, hester er nærmere beslektet med esler enn til griser. Dette er fordi hester og esler deler en nyere felles stamfar. I tillegg kan det bestemmes at hester og esler er nærmere beslektet fordi de tilhører en monofyletisk gruppe som ikke inkluderer svin.

Beslektet i et fylogenetisk tre bestemmes av avstamning fra en nylig vanlig stamfar. Når du tolker et fylogenetisk tre, er det en tendens til å anta at avstanden mellom taxa kan brukes for å bestemme beslektighet. Imidlertid er nærhet til grenspiss plassert vilkårlig og kan ikke brukes til å bestemme beslektighet. For eksempel i bildet over, tipser grenen inkludert pingviner og skilpadder er plassert tett sammen. Dette kan tolkes feil som nær tilknytning mellom de to taxaene. Ved å se på de nyeste vanlige aner, kan det korrekt fastslås at de to taxaene er fjernt beslektede.

En annen måte at fylogenetiske trær kan tolkes feil, er ved å telle antall noder mellom taxa for å bestemme beslektighet. I det fylogenetiske treet over griser og kaniner skilles med tre noder, mens hunder og kaniner er atskilt med to noder. Det kan mistolkes at hunder er nærmere beslektet med kaniner fordi de to taxaene er atskilt av færre noder. Når man tar hensyn til den nyeste vanlige aner, kan det riktig bestemmes at hunder og griser er like beslektet med kaniner.

Filogeni og taksonomi er to systemer for klassifisering av organismer. De representerer de to hovedområdene innen systematisk biologi. Begge disse systemene er avhengige av egenskaper eller egenskaper for å klassifisere organismer i forskjellige grupper. I fylogenetikk er målet å spore evolusjonshistorien til arter ved å forsøke å rekonstruere livets fylogeni eller livets evolusjonære tre. Taksonomi er et hierarkisk system for å navngi, klassifisere og identifisere organismer. Filogeniske egenskaper brukes til å bidra til å etablere taxanomiske grupperinger. Den taksonomiske organisasjonen av liv klassifiserer organismer i tre domener:

• archaea: Dette domenet inkluderer prokaryote organismer (de som mangler en kjerne) som skiller seg fra bakterie i membransammensetning og RNA.
• Bakterie: Dette domenet inkluderer prokaryote organismer med unike celleveggsammensetninger og RNA-typer.
• eukarya: Dette domenet inkluderer eukaryoter, eller organismer med en ekte kjerne. Eukaryote organismer inkluderer planter, dyr, protister, og sopp.

Organismer i domenet Eukarya er videre kategorisert i mindre grupperinger: Rike, Filum, Klasse, Orden, Familie, Slekt og arter. Disse grupperingene er også delt inn i mellomkategorier som subfyla, underordninger, superfamilier og superklasser.

Taksonomi er ikke bare nyttig for å kategorisere organismer, men etablerer også et spesifikt navnesystem for organismer. Kjent som binomial nomenklatur, gir dette systemet et unikt navn for en organisme som består av et slektenavn og artsnavn. Dette universelle navnesystemet er anerkjent over hele verden og unngår forvirring rundt navngiving av organismer.

• Dees, Jonathan et al. "Studenttolkninger av fylogenetiske trær i et introduksjonskurs i biologi" CBE livsvitenskapelig utdanning vol. 13,4 (2014): 666-76.
• "Reise til fylogenetisk systematikk." UCMP, www.ucmp.berkeley.edu/clad/clad4.html.