Cladogram για το τι λειτουργεί, Διαφορά με φυλογενετικό δέντρο και παραδείγματα

Α cladogram Πρόκειται για ένα διάγραμμα ή διακλαδισμένη καθεστώς μοιράζονται μια ομάδα οργανισμών χαρακτηριστικών, που αντιπροσωπεύει την πιο πιθανή γράμμωσης εξελικτική ιστορία. Η ανασυγκρότηση πραγματοποιείται σύμφωνα με τη μεθοδολογία που πρότεινε ο βιολόγος Willi Hennig.

Τα cladogramas χαρακτηρίζονται επειδή ομαδοποιούν τα ταξινομικά με βάση τις συναπομορφίες τους ή τους προερχόμενους χαρακτήρες που έχουν κοινό χαρακτήρα.

Ευρετήριο

• 1 Για ποιο λόγο χρησιμοποιείται;?
• 2 Πώς είναι επεξεργασμένο?
  • 2.1 Ομολογίες
  • 2.2 Πρωτεύοντες χαρακτήρες και κοινά παράγωγα
• 3 Σχολές ταξινόμησης: κλαδισμός
  • 3.1 Αρχή της φειδωλότητας
• 4 Διαφορές μεταξύ κλαστογραμμάτων και φυλογενετικών δένδρων
• 5 Παραδείγματα
  • 5.1 Amniotes
  • 5.2 πιπέτες
• 6 Αναφορές

Γιατί είναι;?

Τα cladograms επιτρέπουν την οπτικοποίηση των φυλογενετικών σχέσεων μεταξύ μίας ομάδας ή ομάδων οργανισμών ενδιαφέροντος.

Στην εξελικτική βιολογία, αυτά τα διαγράμματα καθιστούν δυνατή την επεξεργασία φυλογενετικών δένδρων και, ως εκ τούτου, ανασυνθέτουν το εξελικτικό ιστορικό μιας ομάδας, συμβάλλοντας στον καθορισμό της ταξινόμησης και των ταξινομικών σειρών.

Επιπλέον, βοηθάει στην αποσαφήνιση των εξελικτικών μηχανισμών εξετάζοντας τον τρόπο με τον οποίο οι οργανισμοί αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου, την κατεύθυνση αυτής της αλλαγής και τη συχνότητα με την οποία κάνουν..

Πώς γίνεται αυτό?

Ένας από τους κύριους στόχους των εξελικτικών βιολόγων είναι να βρουν τη θέση του είδους στο «δέντρο της ζωής». Για να επιτευχθεί αυτό, αναλύουν διαφορετικά χαρακτηριστικά στους οργανισμούς, είτε είναι μορφολογικά, οικολογικά, ηθολογικά, φυσιολογικά ή μοριακά..

Τα μορφολογικά χαρακτηριστικά των ατόμων έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως για να καθορίσουν την ταξινόμησή τους. Ωστόσο, υπάρχει ένα σημείο όπου δεν αρκούν για να κάνουν διακρίσεις σε συγκεκριμένους κλάδους του δέντρου. Σε αυτή την περίπτωση, τα μοριακά εργαλεία βοηθούν να διακρίνουν αυτές τις σχέσεις.

Μόλις επιλεγεί ο χαρακτήρας, οι υποθέσεις των συγγενικών σχέσεων μεταξύ των ειδών ενδιαφέροντος κατασκευάζονται και αντιπροσωπεύονται σχηματικά..

Σε αυτό το διάγραμμα οι κλάδοι αντιπροσωπεύουν υποθετικές προγόνους όπου υπήρχε ένα cladogenesis γεγονός ή διαχωρισμός της εξελικτικής καταγωγές. Στο τέλος του κάθε κλάδου βρίσκονται καθένα από τα είδη που έχουν περιληφθεί στην αρχική ανάλυση, αν τα είδη, γένη, μεταξύ άλλων,.

Ομολογίες

Προκειμένου να καθοριστούν οι σχέσεις μεταξύ μιας ομάδας οργανισμών, πρέπει να χρησιμοποιούνται ομόλογοι χαρακτήρες. δηλαδή δύο χαρακτηριστικά που μοιράζονται έναν κοινό πρόγονο. Ένας χαρακτήρας θεωρείται ομόλογος εάν αποκτήσει την τρέχουσα κατάστασή του με άμεση κληρονομικότητα.

Για παράδειγμα, τα ανώτερα άκρα των ανθρώπων, των σκύλων, των πτηνών και των φαλαινών είναι ομόλογα μεταξύ τους. Αν και εκπληρώνουν διαφορετικές λειτουργίες και με την πρώτη ματιά φαίνονται πολύ διαφορετικές, το δομικό σχέδιο των οστών είναι το ίδιο στις ομάδες: όλοι έχουν ένα βραχιόνιο, ακολουθούμενο από την ακτίνα και την ωλένη.

Αντίθετα, τα φτερά των νυχτερίδων και των πτηνών (αυτή τη φορά, ανάλογα με τη δομή που πετάει) δεν είναι ομόλογες επειδή δεν απέκτησαν αυτές τις δομές με άμεση κληρονομιά. Ο κοινός πρόγονος αυτών των ιπτάμενων σπονδυλωτών δεν είχε πτέρυγες και οι δύο ομάδες το απέκτησαν με συγκλίνοντα τρόπο.

Αν θέλουμε να συναγάγουμε τις φυλογενετικές σχέσεις, αυτοί οι χαρακτήρες δεν είναι χρήσιμοι επειδή, παρόλο που είναι παρόμοιοι, δεν δείχνουν επαρκώς την κοινή καταγωγή των οργανισμών.

Πρωτογενείς χαρακτήρες και κοινά παράγωγα

Τώρα, ένας ομόλογος χαρακτήρας όλων των θηλαστικών είναι η σπονδυλική στήλη. Ωστόσο, αυτή η δομή δεν χρησιμεύει για τη διαφοροποίηση των θηλαστικών από άλλα ταξί, επειδή άλλες ομάδες - όπως τα ψάρια και τα ερπετά - κατέχουν τη σπονδυλική στήλη. Στην κλασική γλώσσα αυτός ο τύπος χαρακτήρος ονομάζεται πρωταρχικός κοινός χαρακτήρας ή απλή συμβολογία.

Εάν θέλουμε να καθορίσουμε φυλογενετικές σχέσεις μεταξύ των θηλαστικών χρησιμοποιώντας τη σπονδυλική στήλη ως κριτήριο, δεν μπορούμε να καταλήξουμε σε κανένα αξιόπιστο συμπέρασμα.

Στην περίπτωση των μαλλιών, είναι ένας χαρακτήρας κοινός για όλα τα θηλαστικά που δεν υπάρχει σε άλλες ομάδες σπονδυλωτών. Ως εκ τούτου, είναι ένας παράγωγος παράγωγος χαρακτήρας - συναπομορφία - και θεωρείται μια εξελικτική καινοτομία μιας συγκεκριμένης κατηγορίας..

Για να αναπτύξει ένα cladogram, η φυλογενετική συστηματική προτείνει τον σχηματισμό ταξονομικών ομάδων χρησιμοποιώντας κοινούς προερχόμενους χαρακτήρες.

Σχολές ταξινόμησης: cladism

Για την καθιέρωση της ταξινόμησης και των φυλογενετικών σχέσεων μεταξύ των οργανισμών είναι απαραίτητο να καταφύγουμε σε αντικειμενικούς κανόνες που χρησιμοποιούν μια αυστηρή μέθοδο για να διασαφηνίσουν τέτοια πρότυπα.

Προκειμένου να αποφευχθούν υποκειμενικά κριτήρια, εμφανίζονται τα σχολεία ταξινόμησης: η παραδοσιακή εξελικτική ταξινόμηση και ο κλαδισμός.

Κλαδισμός (από ελληνικά clades, που σημαίνει "κλάδος") ή συστηματική φυλογενετική αναπτύχθηκε το 1950 από τον Γερμανό ενδόλογο Willi Hennig και έχει ευρεία αποδοχή για τη μεθοδολογική αυστηρότητα.

Οι κλαδιστές κατασκευάζουν πλάκες που αντιπροσωπεύουν τις γενεαλογικές σχέσεις μεταξύ ειδών και άλλων τελικών ταξινομικών. Με τον ίδιο τρόπο, αναζητούν παραγγελθέντα σύνολα κοινών προερχόμενων χαρακτήρων ή συνωμομορφιών.

Αυτό το σχολείο δεν χρησιμοποιεί κοινούς προγονικούς χαρακτήρες ή απλοϊομορφίες και δίνει μόνο ισχύ στις μονοφυλετικές ομάδες. δηλαδή, ομαδοποιήσεις που περιλαμβάνουν τον πιο πρόσφατο κοινό πρόγονο και όλους τους απογόνους.

Οι παραφυλετικές ομάδες (ομαδοποιήσεις οργανισμών που περιλαμβάνουν τον πιο πρόσφατο κοινό πρόγονο, με εξαίρεση κάποιους από τους απογόνους τους) ή πολυφαξία (ομάδες οργανισμών από διαφορετικούς προγόνους) δεν ισχύουν για τους cladists.

Αρχή της φαντασίας

Είναι πιθανό ότι όταν παράγεται ένα cladogram λαμβάνονται πολλές γραφικές παραστάσεις που εμφανίζουν διαφορετικές εξελικτικές ιστορίες της ίδιας ομάδας οργανισμών. Σε αυτή την περίπτωση, επιλέγεται το πιο "parsimonious" cladogram, το οποίο περιέχει τον ελάχιστο αριθμό μετασχηματισμών.

Υπό το φως της φαντασίας, η καλύτερη λύση σε ένα πρόβλημα είναι εκείνη που απαιτεί τον ελάχιστο αριθμό υποθέσεων. Στον τομέα της βιολογίας αυτό ερμηνεύεται ως ένας μικρότερος αριθμός εξελικτικών αλλαγών.

Διαφορές μεταξύ κλαστογραμμάτων και φυλογενετικών δέντρων

Γενικά, οι ταξινομιστές συνήθως καθορίζουν τις τεχνικές διαφορές μεταξύ ενός κλαδογράμματος και ενός φυλογενετικού δέντρου. Είναι απαραίτητο να διευκρινιστεί ότι ένα cladogram δεν είναι απολύτως ισοδύναμο με ένα φυλογενετικό δέντρο.

Οι κλαδιά ενός κλαδογράμματος είναι ένας επίσημος τρόπος υποδείξεως μίας ένθετης ιεραρχίας των κλαδιών, ενώ σε ένα φυλογενετικό δέντρο τα κλαδιά είναι παραστάσεις γραμμών που έχουν συμβεί στο παρελθόν. Με άλλα λόγια, το cladogram δεν συνεπάγεται μια εξελικτική ιστορία.

Για να αποκτήσουμε ένα φυλογενετικό δέντρο είναι απαραίτητο να προσθέσουμε επιπλέον πληροφορίες: πρόσθετες ερμηνείες που σχετίζονται με τους προγόνους, τη διάρκεια των γραμμών στο χρόνο και την ποσότητα εξελικτικών μεταβολών που έχουν συμβεί μεταξύ των γραμμών που μελετήθηκαν.

Επομένως, τα cladograms είναι οι πρώτες προσεγγίσεις για την τελική δημιουργία ενός φυλογενετικού δένδρου, υποδεικνύοντας το πιθανό μοτίβο διακλάδωσης.

Παραδείγματα

Amniotes

Το cladogram των αμνιωτών αντιπροσωπεύει τρεις ομάδες τετραπόδων σπονδυλωτών: ερπετά, πουλιά και θηλαστικά. Όλα αυτά χαρακτηρίζονται από την παρουσία τεσσάρων στρωμάτων (χοριακό, αλλαντοϊκό, αμμίνιο και κρόκο) στο έμβρυο.

Σημειώστε ότι η έννοια του "ερπετού" είναι παραφατικές, αφού αποκλείει τα πτηνά. για το λόγο αυτό απορρίπτεται από τους κλαδιστές.

Οι πίτες

Το cladogram των πιθήκων περιλαμβάνει τα γένη: Hylobates, Pongo, Gorilla, Ψωμί και Ομό. Πολύ δημοφιλής, η έννοια του πιθήκου είναι παραφατική, επειδή αποκλείει το γένος Ομό (εμείς οι άνθρωποι).

Αναφορές

1. Campbell, Ν.Α., & Reece, J. Β. (2007). Βιολογία. Ed. Panamericana Medical.
2. Curtis, Η., & Schnek, Α. (2006). Πρόσκληση στη Βιολογία. Ed. Panamericana Medical.
3. Hickman, C.Ρ., Roberts, L.S., Larson, Α., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Ολοκληρωμένες αρχές της ζωολογίας. Νέα Υόρκη: McGraw-Hill.
4. Kardong, Κ. V. (2002). Σπονδυλωτά: συγκριτική ανατομία, λειτουργία, εξέλιξη. McGraw-Hill.
5. Soler, Μ. (2002). Εξέλιξη: η βάση της Βιολογίας. Νότιο έργο.