PUNONG PHYLOGENETIC: MGA URI AT ANG KANILANG MGA KATANGIAN, HALIMBAWA - BIOLOGY - 2025

Ang isang punong phylogenetic ay isang pang-matematika na graphical na representasyon ng kasaysayan at mga relasyon ng ninuno-ninuno ng mga pangkat, populasyon, species, o anumang iba pang kategorya ng taxonomic. Sa teoretikal, ang lahat ng mga puno ng phylogenetic ay maaaring maipangkat sa puno ng buhay, na bumubuo sa unibersal na punong kahoy.

Ang mga graphic na representasyong ito ay nagbago ng pag-aaral ng evolutionary biology, dahil pinahihintulutan nilang maitaguyod at tukuyin ang isang species, subukan ang iba't ibang mga ebolusyon ng hypotheses (tulad ng endosymbiotic theory), suriin ang pinagmulan ng mga sakit (tulad ng HIV), atbp.

Pinagmulan: John Gould (14.Sep.1804 - 3.Feb.1881)

Ang mga punungkahoy ay maaaring maiayos muli gamit ang morphological o molekular na mga character, o pareho. Sa parehong paraan, mayroong iba't ibang mga pamamaraan upang maitaguyod ang mga ito, ang pinaka-karaniwang pagiging pamamaraan ng cladist. Nilalayon nitong makilala ang ibinahaging mga character na kilala, na kilala bilang synapomorphy.

katangian

Ang isa sa mga prinsipyo na binuo ni Charles Darwin ay ang karaniwang ninuno ng lahat ng mga nabubuhay na organismo - ibig sabihin, lahat tayo ay nagbabahagi ng isang malayong ninuno.

Sa "Ang Pinagmulan ng mga Pananaliksik" pinatataas ni Darwin ang talinghaga ng "puno ng buhay." Sa katunayan, gumagamit siya ng isang hypothetical graphic tree upang bumuo ng kanyang ideya (mausisa, ito ay ang tanging paglalarawan ng Pinagmulan).

Ang representasyon ng talinghaga na ito ay ang alam natin bilang mga puno ng phylogenetic, na nagbibigay-daan sa amin upang ipakita ng graphically ang kasaysayan at mga relasyon ng isang tiyak na grupo ng mga organismo.

Anatomy ng isang puno ng phylogenetic

Sa mga puno ng phylogenetic, maaari nating makilala ang mga sumusunod na bahagi - patuloy sa botanical pagkakatulad:

Mga Sangay: ang mga linya ng puno ay tinatawag na "mga sanga", at ito ay kumakatawan sa mga populasyon ng pag-aaral sa paglipas ng panahon. Depende sa uri ng puno (tingnan sa ibaba), ang haba ng sangay ay maaaring o maaaring walang kahulugan.

Sa mga tip ng mga sanga nakita namin ang mga organismo na nais naming suriin. Ang mga ito ay maaaring maging mga nilalang na kasalukuyang nabubuhay, o namatay na mga nilalang. Ang mga species ay ang mga dahon ng aming puno.

Root: ang ugat ay ang pinaka sinaunang sangay ng puno. Ang ilan ay mayroon nito at tinawag na mga nakaugat na puno, habang ang iba ay hindi.

Mga nod: Ang mga puntos ng sanga ng mga sanga sa dalawa o higit pang mga linya ay tinatawag na mga node. Ang tuldok ay kumakatawan sa pinakahuling karaniwang ninuno ng mga pangkat ng mga inapo (tandaan na ang mga ninuno na ito ay hypothetical).

Ang pagkakaroon ng isang node ay nagpapahiwatig ng isang kaganapan sa pagtutukoy - paglikha ng mga bagong species. Pagkatapos nito, ang bawat species ay sumusunod sa kurso ng ebolusyon nito.

Karagdagang terminolohiya

Bilang karagdagan sa mga tatlong pangunahing konsepto na ito, mayroong iba pang mga kinakailangang termino pagdating sa phylogenetic puno:

Politomy: kapag ang isang puno ng phylogenetic ay may higit sa dalawang sanga sa isang node, sinasabing mayroong isang polytomy. Sa mga kasong ito, ang puno ng phylogenetic ay hindi ganap na nalutas, dahil ang mga ugnayan sa pagitan ng mga organismo na kasangkot ay hindi malinaw. Madalas itong nangyayari dahil sa isang kakulangan ng data, at maaari lamang maayos kapag ang isang mananaliksik ay makaipon ng higit pa.

Panlabas na pangkat: sa mga isyu ng phylogenetic karaniwan na marinig ang konsepto ng panlabas na grupo - tinatawag ding outgroup. Napili ang pangkat na ito upang makapag-ugat ng puno. Dapat itong mapili bilang isang taxon na dati nang naka-diver mula sa pangkat ng pag-aaral. Halimbawa, kung nag-aaral ako ng mga echinoderms, maaari kang mag-outgroup ng mga squad ng dagat.

Mga Uri

Mayroong tatlong pangunahing uri ng mga puno: mga cladograms, additive puno, at mga puno ng ultrametric.

Ang mga cladograms ay ang pinakasimpleng mga puno at ipinapakita ang kaugnayan ng mga organismo sa mga tuntunin ng karaniwang ninuno. Ang impormasyon ng ganitong uri ng puno ay naninirahan sa mga pattern ng sumasanga, dahil ang laki ng mga sanga ay walang karagdagang kahulugan.

Ang pangalawang uri ng puno ay ang additive, na tinatawag ding metric puno o phylograms. Ang haba ng mga sanga ay nauugnay sa dami ng pagbabago ng ebolusyon.

Sa wakas, mayroon kaming mga puno ng ultrametric o dendograms, kung saan ang lahat ng mga tip ng mga puno ay nasa parehong distansya (na hindi ito ang kaso sa phylogram, kung saan ang isang tip ay maaaring lumitaw na mas mababa o mas mataas kaysa sa kasosyo nito). Ang haba ng sangay ay nauugnay sa oras ng ebolusyon.

Ang pagpili ng puno ay direktang nauugnay sa ebolusyon na tanong na nais nating sagutin. Halimbawa, kung nababahala lamang namin ang mga relasyon sa pagitan ng mga indibidwal, ang isang cladogram ay sapat para sa pag-aaral.

Karamihan sa mga karaniwang pagkakamali kapag nagbabasa ng mga puno ng phylogenetic

Bagaman ang mga punong phylogenetic ay madalas na ginagamit na mga graph sa evolutionary biology (at pangkalahatang biology), maraming mga mag-aaral at mga propesyonal na nag-misinterpret ng mensahe na ang mga ito ay tila simpleng mga graph ay inilaan upang maihatid sa mambabasa.

Walang baul

Ang unang pagkakamali ay basahin ang mga ito sa mga patagilid, na inaakalang ang ebolusyon ay nagpapahiwatig ng pag-unlad. Kung nauunawaan natin nang tama ang proseso ng ebolusyon, walang dahilan upang isipin na ang mga species ng ninuno ay nasa kaliwa at ang mas advanced na mga species sa kanan.

Bagaman ang botanikal na pagkakatulad ng isang puno ay lubhang kapaki-pakinabang, may dumating na isang punto kung saan hindi na ito eksaktong. Mayroong isang mahalagang istraktura ng puno na hindi naroroon sa puno: ang puno ng kahoy. Sa mga puno ng phylogenetic ay wala kaming nakitang pangunahing mga sanga.

Partikular, maaaring isaalang-alang ng ilang mga tao ang tao bilang panghuli na "layunin" ng ebolusyon, at samakatuwid ang mga species ng Homo sapiens ay dapat palaging matatagpuan bilang pangwakas na nilalang.

Gayunpaman, ang pananaw na ito ay hindi naaayon sa mga prinsipyo ng ebolusyon. Kung nauunawaan namin na ang mga puno ng phylogenetic ay mga elemento ng mobile, maaari naming ilagay ang Homo sa anumang posisyon ng terminal ng puno, dahil ang katangian na ito ay hindi nauugnay sa representasyon.

Ang mga node ay maaaring paikutin

Ang isang mahalagang tampok na dapat nating maunawaan tungkol sa mga puno ng phylogenetic ay kumakatawan sa mga di-static na mga graph.

Sa kanila, ang lahat ng mga sanga na ito ay maaaring paikutin - sa parehong paraan na maaari ng isang mobile. Hindi namin nangangahulugang maaari nating ilipat ang mga sanga sa kagustuhan, sapagkat ang ilang mga paggalaw ay kasangkot sa pagbabago ng pattern o topology ng puno. Ang maaari nating paikutin ay ang mga node.

Upang bigyang-kahulugan ang mensahe ng isang puno, hindi tayo dapat tumuon sa mga tip ng mga sanga, dapat tayong tumuon sa mga puntong sanga, na siyang pinakamahalagang aspeto ng grapiko.

Bilang karagdagan, dapat nating tandaan na maraming mga paraan upang gumuhit ng isang puno. Maraming beses na nakasalalay sa estilo ng libro o magazine at ang mga pagbabago sa hugis at posisyon ng mga sanga ay hindi nakakaapekto sa impormasyong nais iparating sa amin.

Hindi namin maibabawas ang pagkakaroon ng kasalukuyang mga lahi o "old" species

Kapag tinutukoy natin ang kasalukuyang mga species, hindi natin dapat ilapat ang mga koneksyon sa mga ninuno sa kanila. Halimbawa, kapag iniisip natin ang mga ugnayan sa pagitan ng mga chimpanzees at mga tao, maaari nating hindi maunawaan na ang mga chimpanzees ay ninuno sa ating lahi.

Gayunpaman, ang karaniwang ninuno ng mga chimpanzees at mga tao ay wala rin. Upang isipin na ang chimpanzee ay ang ninuno ay dapat ipalagay na ang ebolusyon nito ay tumigil sa sandaling magkahiwalay ang mga linya ng lahi.

Kasunod ng parehong lohika ng mga ideyang ito, ang isang puno ng phylogenetic ay hindi sinasabi sa amin kung may mga batang species din. Habang ang mga haluang metal na dalas ay patuloy na nagbabago at may mga bagong character na nagbabago sa paglipas ng panahon, mahirap matukoy ang edad ng isang species at, tiyak, ang isang puno ay hindi nagbibigay sa amin ng ganitong impormasyon.

Ang "pagbabago ng mga frequency ng allele sa paglipas ng panahon" ay kung paano tinukoy ng genetika ng populasyon ang ebolusyon.

Hindi sila nababago

Kapag tumitingin sa isang puno ng phylogenetic, dapat nating maunawaan na ang graph na ito ay simpleng hypothesis na nabuo mula sa kongkretong ebidensya. Maaaring maging kung magdagdag kami ng higit pang mga character sa puno, mababago nito ang topology.

Ang kadalubhasaan ng mga siyentipiko sa pagpili ng pinakamahusay na mga character upang mapalabas ang mga ugnayan ng mga organismo na pinag-uusapan ay susi. Bilang karagdagan, mayroong napakalakas na mga tool na pang-istatistika na nagbibigay-daan sa mga mananaliksik na suriin ang mga puno at piliin ang pinaka posible.

Mga halimbawa

Ang tatlong mga domain ng buhay: Archaea, Bakterya at Eukarya

Noong 1977, iminungkahi ng mananaliksik na si Carl Woese ang pag-grupo ng mga nabubuhay na organismo sa tatlong mga domain: Archaea, Bacteria at Eukarya. Ang sistema ng pag-uuri ng nobela na ito (dati mayroong dalawang kategorya lamang, Eukaryota at Prokaryota) ay batay sa ribosomal RNA molekular na molekular.

Ang mga bakterya at eukaryotes ay malawak na kilalang mga organismo. Ang Archaea ay madalas na nagkakamali sa mga bakterya. Gayunpaman, ang mga ito ay magkakaiba-iba sa istraktura ng kanilang mga bahagi ng cellular.

Samakatuwid, kahit na sila ay mga mikroskopiko na organismo tulad ng bakterya, ang mga kasapi ng domain ng Archaea ay mas malapit na nauugnay sa mga eukaryotes - sapagkat nagbabahagi sila ng isang mas malapit na karaniwang ninuno.

Pinagmulan: Inihanda ni Mariana Gelambi.

Phylogeny ng mga primata

Sa loob ng evolutionary biology, ang isa sa mga pinaka-kontrobersyal na mga paksa ay ang ebolusyon ng tao. Para sa mga kalaban ng teoryang ito, ang isang ebolusyon na nagsisimula sa isang ninuno ng apelike na nagbigay ng pagtaas sa modernong tao ay hindi lohikal.

Ang isang pangunahing konsepto ay ang pag-unawa na hindi kami nagbago mula sa kasalukuyang mga apes, ngunit sa halip ay nagbahagi ng isang karaniwang ninuno sa kanila. Sa punungkahoy ng mga apes at mga tao, itinatakda na ang alam natin bilang "ape" ay hindi isang wastong pangkat na monopolletic, dahil hindi ito ibinubukod sa mga tao.

Pinagmulan: Inihanda ni Mariana Gelambi.

Phylogeny ng cetartiodactyls (Cetartiodactyla)

Ebolusyon na nagsasalita, ang mga cetaceans ay kumakatawan sa isang pangkat ng mga vertebrates na ang mga ugnayan sa nalalabi sa kanilang mga kapwa mga mammal ay hindi masyadong malinaw. Ang morolohiko, mga balyena, dolphin, at iba pang mga miyembro ay may kaunting pagkakahawig sa ibang mga mammal.

Sa kasalukuyan, salamat sa pag-aaral ng iba't ibang mga morphological at molekular na mga character, posible na magtapos na ang pangkat ng kapatid na babae ng malalaking cetaceans ay nabuo ng mga artiodactyls - mga hindiulate na may kahit na hoofs.

Pinagmulan: Inihanda ni Mariana Gelambi.

Mga Sanggunian

1. Baum, DA, Smith, SD, & Donovan, SS (2005). Ang hamon sa pag-iisip ng puno. Agham, 310 (5750), 979-980.
2. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Imbitasyon sa biyolohiya. Macmillan.
3. Hall, BK (Ed.). (2012). Homology: Ang hierarchical na batayan ng comparative biology. Akademikong Press.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Ang mga pinagsamang prinsipyo ng zoology. McGraw - Hill.
5. Kardong, KV (2006). Mga Vertebrates: comparative anatomy, function, evolution. McGraw-Hill.
6. Kliman, RM (2016). Encyclopedia ng Ebolusyonaryong Biology. Akademikong Press.
7. Losos, JB (2013). Ang gabay ng Princeton sa ebolusyon. Princeton University Press.
8. Pahina, RD, at Holmes, EC (2009). Ebolusyon ng molekular: isang phylogenetic diskarte. John Wiley at Mga Anak.
9. Rice, SA (2009). Encyclopedia ng ebolusyon. Infobase Publishing.
10. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Biology: mga konsepto at aplikasyon nang walang pisyolohiya. Pag-aaral ng Cengage.