Наука

Кладистика: Дефиниција, метода и примери

Posted on
Аутор: Judy Howell
Датум Стварања: 4 Јули 2021
Ажурирати Датум: 1 Јули 2024
Anonim
Филогения и кладистика. Основы.
Видео: Филогения и кладистика. Основы.

Садржај

Пре милионима година, једна ћелија започела је еволуцију која је родила дрво живота и три главна подручја: Археје, Бактерије и Еукарјота.

Свака грана је пример а клада. Клада представља групу која укључује заједничког претка и све потомци. Кладистика је модеран облик таксономија који организме поставља на разгранати дијаграм зван а цладограм (попут породичног стабла) заснована на особинама попут ДНК сличности и филогеније.

Рана историја класификационих система

У области биологије, кладистика је систем таксономије То укључује класификацију и уређивање организама на а филогенетско дрво живота. Пре ДНК анализе, класификација се у великој мери ослањала на запажања сличних и различитих особина и понашања.

Западна друштва су користила класификацију још од времена Аристотела у древној Грчкој, када су живи организми једноставно били подељени у категорије биљака и животиња у сврху проучавања.

1700-их Каролус (Карл) Линнеј развио таксономију систематске биологије засновану на класификацији организама по спољашњем изгледу и заједничким особинама. Он је развио шему за постављање организма у а хијерархални таксон (група; једнина) која је обухватала неколико својти (групе; множина). Линнаеус је такође развио биномну номенклатуру - систем додељивања научних имена попут Хомо сапиенс (човека) организмима.

Чарлс Дарвин и Алфред Руссел Валлаце предложио идеју природне селекције и Дарвин је теорију еволуције озваничио средином 1800-их. Дарвинова О пореклу врста уздрмао научну заједницу сугеришући да су сви организми порекли од заједничког претка и да би их могли класификовати у складу са својим еволуцијским односима.

Системи класификације двадесетог века

Орнитолог Ернст Маир био је врхунски еволутивни биолог 20. века који је интензивно проучавао таксономију птица док је путовао и радио као кустос у Америчком музеју природне историје у Њујорку. Његова револуционарна књига Систематика и порекло врста објављено је 1942. године у часопису Цолумбиа Университи Пресс.

Маир је познат по свом раду на генима, наследности, варијацији и спецификацији популација у изолираним областима, које се могу користити у сврхе класификације.

Појава кладистике

Кладистика је биолошки класификациони систем заснован на анализи особина, генетског састава или физиологије који су се делили са заједничким претком док се није појавила нека врста дивергенције, производећи нове врсте. Немачки таксономиста Вилли Хенниг јумпстартед кладистичка класификација 1950. када је написао своју књигу о филогенетска систематика.

Књига је касније преведена на енглески језик и широко је прочитана у Америци, након што је 1966. објавио Универзитет Илиноис Пресс.

Хеннигова теорија филогенетске систематике довела је у питање савремене приступе таксономији које су увели Дарвин и Валлаце.

Устврдио је да врсте треба идентификовати и класификовати на основу генетике и односа клада, посебно монофилетних група. Хенниг се понадао недавном роду и идентификацији еволуираних, модификованих особина организама који су делили директну лозу - чак и ако изведене карактеристике нису ништа попут оних заједничког претка.

Шта је филогенетска систематика?

Филогенетика је проучавање познатих или хипотезизованих еволуцијских односа заснованих на филогенија (родом) групираних организама. Филогенетско стабло живота илуструје како су се таксови (групе организама) развијали одређеним редоследом, као што су живот диверзификовали и разграњавали од заједничког претка.

Процес еволуцијске спецификације изгледа као гране на породичном стаблу. Пошто не постоји сигуран начин сазнања шта се догодило тако давно, науке морају да извуку закључке о томе како се живот развијао на основу фосилни записи, упоредна анатомија, физиологија, понашање, ембриологија и молекуларни подаци. Еволуциона биологија је динамично поље у којем се непрестано раде нова открића.

Дефиниција кладистике

Еволуцијски биолози закључују хипотетички еволуцијски односи између својти на основу детаљне поређења сличних и различитих карактеристика.

Проучавање еволуцијског порекла помаже у откривању одређених особина које су се пренеле и пренеле наредним генерацијама. Кладистичка анализа, попут филогенетске систематике, испитује еволуционе обрасце силаска који помажу у сједињењу еволутивне историје врста, истовремено објашњавајући разноликост живота и изумирања врста.

Основне претпоставке кладистичке класификације

Кладистика делује на средишњој претпоставци да је живот на Земљи настао само једном, што значи да се сав живот може пратити до тог првог организма предака. Сљедећа претпоставка је да се постојеће врсте раздвајају у двије групе разграничене чвором на грани дрвета. И на крају, организми се, вероватно, мењају, прилагођавају и развијају.

Тхе тачка дивергенције представља почетак две нове линије које се разгранавају и формирају две нове врсте.

Шта је кладограм?

Кладограми се користе за смислену поређење група.

У биологији, кладограм је визуелни приказ сродних карактеристика у разним организмима. Обично се групирање врши према одређеним одређеним особинама од интереса. Међутим, различите тачке података могу се комбиновати да би се створило тачније еволуцијско стабло које објашњава сложене односе.

Између кладограма и филогенетског стабла може се разликовати, али се појмови такође понекад употребљавају наизменично. Кладограми се фокусирају на карактеристике на макро и молекуларном нивоу које указују на сродност. Кладограм сугерира вјероватно еволуцијске односе између група организама или својти које могу бити мале или велике:

Примери кладистике

Вишећелијски еукариоти створили су обиље све сложенијих организама.

На пример, риба и људи сежу до заједничког претка пре више милиона година. Тај компликовани однос може се приказати на једноставном кладограму који илуструје кладистичке односе. Започните сликањем еукариота предака у дну дрвета.

Како се заједнички предак развијао, један чвор на дрвету разгранао се у водене кичмењаке попут риба без чељусти. На следећем чвору грана се развела у четвероножне тетраподе.

Следећи чвор показује дивергенцију када су животиње развиле амнионска јаја, након чега је уследило раздвајање када су животиње развиле крзно или длаку. Много касније, људи и примати су се разишли и еволуирали одвојеним стазама.

Класична терминолошка класификација

Кладистичка класификација разматра одређене карактеристике организама које директно утичу на стања предака у еволуцијској биологији. Хенниг је развио многе научне изразе како би описао свој приступ категоризацији, који су били од значаја за његове идеје и теорије. Изрази описују групе организама у односу на одређени чвор на филогенетском дрвету или кладограму:

Карактеристична стања организама

Стања карактера су особине добијене процесом природне селекције, прилагођавања и наследне варијанце које воде биолошкој разноликости у животу. Само као такав синапоморфије су релевантни када се препознају еволутивни односи. Много је синапоморфија у организмима са заједничким претком монопхилетиц:

Методе кладистике

Научници названи кладисти уређују својке у филогенетском дрвету које могу открити нове еволутивне везе. Груписање се прави на основу физичких, молекуларних, генетских и карактеристика понашања.

Дијаграм назван кладограм приказује сродност, кад год се неке врсте одвоје од заједничког претка у различитим тренуцима еволутивне историје.

Цладограми су гранати дијаграми кладистички подаци које одређују карактеристике користећи, на пример, упоредне скупове физичких података или молекуларне податке. Данас истраживачи често користе рачунарске програме за комбиновање скупова података како би створили прецизније кладограме који показују кохезивне и свеобухватне везе између организама.

Основна методологија није тешка, али сваки корак се мора извршити пажљиво:

Традиционална еволуциона класификација

Порекло традиционалне еволуцијске методе класификације датирају још од антике. За све живе организме се претпостављало да су биљке или животиње. Класичне методе нису разликовале да ли су посматране особине наслијеђене од далеког претка или новије.

Циљ је био осмислити карту како се живот на Земљи можда развијао из мора.

Карактеристике које се користе за класификацију одређују стручњаци који гледају на очите разлике попут крзна, љускица или перја. Приступ је дјеловао боље за класификацију краљежњака него бескраљежњака. Еволуциона класификација организме сврстава у групе опадајуће величине под три домена која су даље подељена на краљевство, типове / поделе, класу, ред, породицу, род и врсте.

Кладистичке методе нису везане за Линнеов класификациони систем и траже дубљу повезаност.

Традиционална систематика распоређује организме на еволуцијском стаблу у складу са временом и начином на који се врста мењала као прилагођавање новом начину живота или станишту. Дрво показује правац еволуције на време. Субјективне процјене особина и карактеристика традиционалних метода могу потенцијално пристранити резултатима и отежати или немогуће поновити студију.

Савремена кладистичка класификација

Кладистичке и филогенетске методе класификације данас су у предности у односу на традиционалне методе класификације у природним наукама. Новији приступ је научнији, заснован на доказима и непобитан је. На пример, секвенце ДНК и РНК се користе за проучавање организама на молекуларном нивоу за нијансирање смештаја на кладограму.

Организми су распоређени према њиховом дељене изведене карактеристике.

Будући правци у кладистици

Кладистика из области биологије омогућава научницима да идентификују обрасце, формирају хипотезу, тестирају хипотезе и дају предвиђања.

„Кладистика, дакле, говори о открићу“, како су то описали савремени кладисти, Давид М. Виллиамс и Малте Ц. Ебацх, 2018. Виллиамс и Ебацх предвиђају кладистику као процес природне класификације који не захтева утемељење у еволуцијској теорији.

Технологија додаје ниво прецизности и софистицираности методама кладистике. Конкретно, ДНК секвенцирање гена указује на степен сродности и заједничког претка с високим степеном поузданости. Разлике у ДНК могу пружити увид у то колико су давне врсте делиле заједничког претка.

Нова открића могу или потврдити или исправити претходне претпоставке о томе како су се организми развијали и помоћи у класификацији нових врста како су откривене.