Jenis dan karakteristik pohon filogenetik, contoh

A pohon filogenetik Ini adalah representasi grafis matematika dari sejarah dan hubungan leluhur - keturunan kelompok, populasi, spesies, atau kategori taksonomi lainnya. Secara teoritis, semua pohon filogenetik dapat dikelompokkan ke dalam pohon kehidupan, yang merupakan pohon universal.

Representasi grafis ini telah merevolusi studi biologi evolusioner, karena mereka memungkinkan membangun dan mendefinisikan suatu spesies, menguji berbagai hipotesis evolusioner (seperti teori endosimbiotik), mengevaluasi asal mula penyakit (seperti HIV), dll.

Sumber: John Gould (14.Sep.1804 - 3.Feb.1881) [domain publik]

Pohon dapat dibangun kembali menggunakan karakter morfologis atau molekuler, atau keduanya. Dengan cara yang sama, ada berbagai metode untuk membangunnya, yang paling umum adalah metodologi cladist. Ini berupaya mengidentifikasi karakter turunan bersama, yang dikenal sebagai synapomorphia.

[TOC]

Karakteristik

Salah satu prinsip yang dikembangkan oleh Charles Darwin merupakan leluhur bersama dari semua organisme hidup - yaitu, kita semua berbagi leluhur yang jauh.

Di dalam "Asal usul spesies" Darwin mengangkat metafora "pohon kehidupan". Faktanya, gunakan pohon grafik hipotetis untuk mengembangkan ide Anda (anehnya, itu adalah satu -satunya ilustrasi dari Asal).

Representasi metafora ini adalah apa yang kita ketahui sebagai pohon filogenetik, yang memungkinkan kita untuk secara grafis menunjukkan sejarah dan hubungan beberapa kelompok organisme konkret.

Anatomi pohon filogenetik

Dalam pohon filogenetik, kita dapat membedakan bagian -bagian berikut - berlanjut dengan analogi botani:

Ranting: Garis -garis pohon disebut "cabang", dan ini mewakili populasi penelitian pada waktunya. Tergantung pada jenis pohon (lihat nanti), panjang cabang mungkin atau mungkin tidak memiliki makna.

Di ujung cabang kami menemukan organisme yang ingin kami evaluasi. Ini bisa menjadi entitas yang saat ini hidup, atau makhluk punah. Spesies itu akan menjadi daun pohon kita.

Akar: Akar adalah cabang pohon paling leluhur. Beberapa memilikinya dan disebut pohon rooted, sementara yang lain tidak memilikinya.

Node: Titik cabang cabang dalam dua atau lebih garis keturunan disebut node. Poin ini merupakan nenek moyang yang paling baru dari kelompok keturunan (perhatikan bahwa leluhur ini hipotetis).

Keberadaan node menyiratkan peristiwa spesiasi - penciptaan spesies baru. Setelah ini, setiap spesies mengikuti jalannya evolusionernya.

Terminologi tambahan

Selain tiga konsep dasar ini, ada istilah lain yang diperlukan sehubungan dengan pohon filogenetik:

Politomi: Ketika di pohon filogenetik itu menyajikan lebih dari dua cabang dalam sebuah simpul, dikatakan bahwa ada politik. Dalam kasus ini, pohon filogenetik tidak sepenuhnya terselesaikan, karena hubungan antara organisme yang terlibat tidak jelas. Ini biasanya terjadi karena kurangnya data, dan hanya dapat diselesaikan ketika seorang peneliti mengumpulkan lebih banyak.

Dapat melayani Anda: Tetrosas: Karakteristik, Erythrosa, Sintesis, Derivatif

Grup eksternal: Dalam tema filogenetik adalah umum untuk mendengarkan konsep kelompok eksternal - juga disebut Outgroup. Grup ini dipilih untuk dapat melakukan rooting pohon. Itu harus dipilih sebagai takson yang sebelumnya menyimpang kelompok studi. Misalnya, jika saya mempelajari echinodermos, Anda dapat menggunakan Outgroup ke Ascidias.

Teman-teman

Ada tiga jenis dasar pohon: cladograms, pohon aditif dan pohon ultra berbasis.

Clayograms adalah pohon paling sederhana dan menunjukkan hubungan organisme dalam hal leluhur bersama. Informasi dari jenis pohon ini terletak pada pola percabangan, karena ukuran cabang tidak memiliki makna tambahan.

Jenis pohon kedua adalah aditif, juga disebut metrik pohon atau filogram. Panjang cabang terkait dengan jumlah perubahan evolusioner.

Akhirnya, kami memiliki pohon ultrametrik atau denogram, di mana semua ujung pohon berada pada jarak yang sama (yang tidak terjadi dalam philogram, di mana tip dapat muncul di bawah atau lebih tinggi dari pasangan Anda). Panjang cabang terkait dengan waktu evolusioner.

Pilihan pohon secara langsung terkait dengan pertanyaan evolusi yang ingin kami jawab. Misalnya, jika kita hanya peduli tentang hubungan antara individu, cladogram akan cukup untuk penelitian ini.

Kesalahan paling umum saat membaca pohon filogenetik

Meskipun pohon filogenetik biasanya merupakan grafik penggunaan luas dalam biologi evolusi (dan dalam biologi umum), ada banyak siswa dan profesional yang salah memahami pesan bahwa grafik ini - tampaknya sederhana - bermaksud untuk mengirimkan kepada pembaca.

Tidak ada bagasi

Kesalahan pertama adalah membacanya secara lateral, dengan asumsi bahwa evolusi menyiratkan kemajuan. Jika kita dengan benar memahami proses evolusi, tidak ada alasan untuk berpikir bahwa di sebelah kiri adalah spesies leluhur dan kanan spesies paling canggih.

Meskipun analogi botani pohon sangat berguna, ada titik di mana tidak lagi akurat. Ada struktur penting pohon yang tidak ada di pohon: batang. Di pohon filogenetik kami tidak menemukan cabang utama.

Secara khusus, beberapa orang dapat menganggap manusia sebagai "tujuan akhir" evolusi, dan oleh karena itu spesies Homo sapiens Itu harus selalu ditempatkan sebagai entitas akhir.

Dapat melayani Anda: faktor nekrosis tumor (TNF): struktur, mekanisme aksi, fungsi

Namun, visi ini tidak kongruen dengan prinsip -prinsip evolusioner. Jika kita memahami bahwa pohon filogenetik adalah elemen seluler, kita dapat menempatkan Homo Dalam posisi terminal pohon apa pun, karena karakteristik ini tidak relevan dalam representasi.

Node bisa berputar

Karakteristik vital yang harus kita pahami tentang pohon filogenetik adalah bahwa mereka mewakili grafik non -statis.

Di dalamnya, semua cabang ini dapat berputar - dengan cara yang sama seperti ponsel dapat melakukannya. Kami tidak bermaksud bahwa cabang dapat dipindahkan ke penduduk asli kami, karena beberapa gerakan akan menyiratkan perubahan pola atau Topologi Dari pohon. Apa yang bisa kita putar adalah node.

Untuk menafsirkan pesan pohon, kita tidak boleh fokus pada ujung cabang, kita harus melakukannya di titik cabang, yang merupakan aspek terpenting dari grafik.

Selain itu, kita harus memperhitungkan bahwa ada berbagai cara untuk menggambar pohon. Sering kali tergantung pada gaya buku atau majalah dan perubahan dalam bentuk dan posisi cabang tidak mempengaruhi informasi yang ingin mereka sampaikan.

Kita tidak dapat menyimpulkan keberadaan spesies leluhur atau "lama"

Saat kita akan merujuk pada spesies saat ini Kita tidak boleh menerapkan konotasi leluhur. Misalnya, ketika kita memikirkan hubungan antara simpanse dan manusia, kita dapat dengan keliru memahami bahwa simpanse adalah leluhur sehubungan dengan garis keturunan kita.

Namun, leluhur yang sama dari simpanse dan manusia bukan keduanya. Berpikir bahwa simpanse adalah leluhur itu untuk mengasumsikan bahwa evolusinya berhenti begitu kedua garis keturunan terpisah.

Mengikuti logika yang sama dari ide -ide ini, pohon filogenetik tidak menunjukkan apakah ada spesies muda. Karena frekuensi alelik terus -menerus dan ada karakter baru yang berubah dari waktu ke waktu, sulit untuk menentukan usia spesies dan, tentu saja, sebuah pohon tidak memberi kita data seperti itu.

"Perubahan frekuensi alel dari waktu ke waktu" adalah cara di mana populasi genetika mendefinisikan evolusi.

Mereka tidak dapat diubah

Saat mengamati pohon filogenetik, kita harus memahami bahwa grafik ini hanyalah hipotesis yang dihasilkan dari bukti konkret. Jika kita menambahkan lebih banyak karakter ke pohon, itu memodifikasi topologinya.

Keahlian para ilmuwan ketika memilih karakter terbaik yang memungkinkan untuk menjelaskan hubungan organisme yang dimaksud adalah kuncinya. Selain itu, ada alat statistik yang sangat kuat yang memungkinkan para peneliti untuk mengevaluasi pohon dan memilih yang paling masuk akal.

Dapat melayani Anda: prolin: karakteristik, struktur, fungsi, makanan

Contoh

Tiga Domain Kehidupan: Archaea, Bakteri dan Eukarya

Pada tahun 1977, peneliti Carl Woese mengusulkan organisme hidup kelompok di tiga domain: archaea, bakteri dan eukarya. Sistem klasifikasi baru ini (sebelumnya hanya ada dua kategori, Eukaryota dan Prokaryota) didasarkan pada penanda molekul tulang rusuk ribosom.

Bakteri dan eukariota adalah organisme yang dikenal luas. Archaeas biasanya bingung dengan bakteri. Namun, mereka sangat berbeda dalam struktur komponen sel mereka.

Oleh karena itu, meskipun mereka adalah organisme mikroskopis seperti bakteri, anggota domain Archaea lebih terkait dengan eukariota - karena mereka berbagi leluhur secara lebih dekat.

Sumber: Disiapkan oleh Mariana Gelambi.

Filogenesis primata

Dalam biologi evolusioner, salah satu masalah yang paling kontroversial adalah evolusi manusia. Untuk penentang teori ini, tidak ada logika untuk evolusi berdasarkan leluhur Simiesco yang memunculkan pria saat ini.

Konsep kunci adalah memahami bahwa kita tidak berevolusi dari kera saat ini, tetapi kita berbagi nenek moyang yang sama dengan mereka. Di pohon kera dan manusia, ini menyoroti bahwa apa yang kita kenal sebagai "kera" bukanlah kelompok monofilikat yang valid, karena tidak termasuk manusia.

Sumber: Disiapkan oleh Mariana Gelambi.

Phylogenesis cetartiodactilos (cetartiodactyla)

Secara evolusioner, cetacea mewakili sekelompok vertebrata yang hubungannya dengan para rekan mereka yang lain mamalia tidak terlalu jelas. Secara morfologis, paus, lumba -lumba dan anggota lainnya memiliki sedikit kesamaan dengan sisa mamalia.

Saat ini, berkat studi tentang karakter morfologis dan molekuler yang berbeda.

Sumber: Disiapkan oleh Mariana Gelambi.

Referensi

1. Baum, d. KE., Smith, s. D., & Donovan, s. S. (2005). Tantangan yang berpikiran pohon. Sains, 310(5750), 979-980.
2. Curtis, h., & Barnes, n. S. (1994). Undangan untuk Biologi. Macmillan.
3. Hall, b. K. (Ed.). (2012). Homologi: Dasar Hirarkis Biologi Komparatif. Pers Akademik.
4. Hickman, c. P., Roberts, l. S., Larson, a., Ober, w. C., & Garrison, C. (2001). Priorm yang terintegrasi zoologi. McGraw-Hill.
5. Kardong, k. V. (2006). Vertebrata: Anatomi Komparatif, Fungsi, Evolusi. McGraw-Hill.
6. Kliman, r. M. (2016). Encyclopedia of Evolutionary Biology. Pers Akademik.
7. Losos, J. B. (2013). Panduan Princeton untuk Evolusi. Princeton University Press.
8. Halaman, r. D., & Holmes, dan. C. (2009). Evolusi molekuler: pendekatan filogenetik. John Wiley & Sons.
9. Nasi, s. KE. (2009). Encyclopedia of Evolution. Menginformasikan penerbitan.
10. Starr, c., Evers, c., & Starr, l. (2010). Biologi: Konsep dan Aplikasi Tanpa Fisiologi. Pembelajaran Cengage.