A filogenie, În biologia evoluției, este o reprezentare a istoriei evolutive a unui grup de organisme sau a unei specii, subliniind linia descendenței și relațiile de rudenie dintre grupuri..
Astăzi, biologii au folosit date în principal din morfologia și anatomia comparativă și din secvențele genetice pentru a reconstrui mii și mii de copaci..
Acești copaci caută să descrie istoria evoluției diferitelor specii de animale, plante, microbi și alte ființe organice care locuiesc pe pământ..
Analogia cu arborele vieții datează din timpul lui Charles Darwin. Acest genial naturalist britanic surprinde în capodopera "Originea speciilor„O singură imagine: un„ copac ”care reprezintă ramificația descendențelor, pornind de la un strămoș comun.
Indice articol
În lumina științelor biologice, unul dintre cele mai uimitoare evenimente care a avut loc este evoluția. Această schimbare a formelor organice în timp poate fi reprezentată într-un copac filogenetic. Prin urmare, filogenia exprimă istoria descendențelor și modul în care acestea s-au schimbat de-a lungul timpului..
Una dintre implicațiile directe ale acestui grafic este ascendența comună. Adică, toate organismele pe care le vedem astăzi au apărut ca descendenți cu modificări ale formelor trecute. Această idee a fost una dintre cele mai semnificative din istoria științei.
Toate formele de viață pe care le putem aprecia astăzi - de la bacterii microscopice, la plante și cele mai mari vertebrate - sunt conectate și această relație este reprezentată în arborele vast și complicat al vieții..
În analogia arborelui, speciile care trăiesc astăzi ar reprezenta frunzele, iar restul ramurilor ar fi istoria lor evolutivă.
Un copac filogenetic este o reprezentare grafică a istoriei evolutive a unui grup de organisme. Acest tipar de relații istorice este filogenia pe care cercetătorii încearcă să o estimeze..
Copacii constau din noduri care leagă „ramurile”. Nodurile terminale ale fiecărei ramuri sunt taxonii terminali și reprezintă secvențele sau organismele pentru care se cunosc date - acestea pot fi specii vii sau dispărute.
Nodurile interne reprezintă strămoși ipotetici, în timp ce strămoșul găsit la rădăcina arborelui reprezintă strămoșul tuturor secvențelor reprezentate în grafic..
Există multe modalități de a reprezenta un copac filogenetic. Prin urmare, este important să știm cum să recunoaștem dacă aceste diferențe care se observă între doi copaci se datorează unor topologii diferite - adică diferențe reale corespunzătoare a două ortografii - sau sunt pur și simplu diferențe legate de stilul de reprezentare..
De exemplu, ordinea în care etichetele apar în partea de sus poate varia, fără a modifica semnificația reprezentării grafice, în general numele speciei, genului, familiei, printre alte categorii..
Acest lucru se întâmplă deoarece copacii seamănă cu un dispozitiv mobil, unde ramurile se pot roti fără a schimba relația speciei reprezentate..
În acest sens, nu contează de câte ori se schimbă ordinea sau se rotesc obiectele „agățate”, deoarece nu schimbă modul în care sunt conectate - și acesta este lucrul important..
Filogeniile sunt ipoteze care sunt formulate pe baza dovezilor indirecte. Elucidarea unei filogenii seamănă cu munca unui investigator de a rezolva o crimă urmărind indicii de la locul crimei.
Biologii își postulează adesea filogeniile folosind cunoștințe din diferite ramuri, cum ar fi paleontologia, anatomia comparată, embriologia comparată și biologia moleculară..
Înregistrarea fosilelor, deși incompletă, oferă informații foarte valoroase cu privire la timpul de divergență al grupurilor de specii.
Odată cu trecerea timpului, biologia moleculară a depășit toate domeniile menționate mai sus, iar majoritatea filogeniilor sunt deduse din datele moleculare..
Scopul reconstituirii unui arbore filogenetic are o serie de dezavantaje majore. Există aproximativ 1,8 milioane de specii numite și multe altele fără a fi descrise.
Și, deși un număr semnificativ de oameni de știință se străduiesc în fiecare zi să reconstruiască relațiile dintre specii, nu există încă un copac complet.
Când biologii doresc să descrie asemănările dintre două structuri sau procese, pot face acest lucru în termeni de ascendență comună (omologii), analogii (funcție) sau homoplasie (asemănare morfologică)..
Pentru reconstituirea unei filogenii, se folosesc caractere exclusiv omoloage. Omologia este un concept cheie în evoluție și în recreerea relațiilor dintre specii, deoarece doar reflectă în mod adecvat ascendența comună a organismelor.
Să presupunem că vrem să deducem filogenia a trei grupe: păsări, lilieci și oameni. Pentru a ne îndeplini obiectivul, am decis să folosim extremitățile superioare ca o caracteristică care ne ajută să discernem tiparul relațiilor..
Deoarece păsările și liliecii au structuri modificate pentru zbor, am putea concluziona în mod eronat că liliecii și păsările sunt mai strâns legate între ele decât liliecii de oameni. De ce am ajuns la o concluzie greșită? Pentru că am folosit un caracter analog și neomolog.
Pentru a găsi relația corectă, trebuie să caut un personaj omolog, cum ar fi prezența părului, glandelor mamare și trei oase mici în urechea medie - doar pentru a numi doar câteva. Cu toate acestea, omologiile nu sunt ușor de diagnosticat.
Nu toți copacii sunt la fel, există reprezentări grafice diferite și fiecare reușește să încorporeze o caracteristică particulară a evoluției grupului.
Cei mai de bază copaci sunt cladogramele. Aceste grafice arată relațiile în termeni de strămoși comuni (conform celor mai recente strămoși comuni).
Arborii aditivi conțin informații suplimentare și sunt reprezentați în lungimea ramurilor.
Numerele asociate fiecărei ramuri corespund unor atribute din secvență - cum ar fi cantitatea de schimbări evolutive suferite de organisme. Pe lângă „copacii aditivi”, aceștia sunt cunoscuți și sub numele de arbori metrici sau filograme..
Copacii ultrametrici, numiți și dendograme, sunt un caz particular al copacilor aditivi, unde vârfurile copacului sunt echidistante de la rădăcină la copac.
Aceste ultime două variante au toate datele pe care le putem găsi într-o cladogramă și informații suplimentare. Prin urmare, acestea nu sunt exclusive, dacă nu complementare.
De multe ori, nodurile copacilor nu sunt complet rezolvate. Vizual, se spune că există o politomie, când mai mult de trei ramuri ies dintr-una nouă (există un singur strămoș pentru mai mult de doi descendenți imediați). Când un copac nu are politomii, se spune că este complet rezolvat.
Există două tipuri de politomii. Primele sunt politomiile „dure”. Acestea sunt intrinseci grupului de studiu și indică faptul că descendenții au evoluat în același timp. Alternativ, politomiile „moi” indică relații nerezolvate cauzate de date în sine.
Biologii evolutivi caută să găsească o clasificare care să se potrivească cu modelul de ramificare a istoriei filogenetice a grupurilor. În acest proces, s-au dezvoltat o serie de termeni folosiți pe scară largă în biologia evoluției: monofiletic, parafiletic și polifiletic..
Un taxon sau linie monofiletică este unul care cuprinde o specie ancestrală, care este reprezentată în nod și toți descendenții săi, dar nu și alte specii. Această grupare se numește cladă.
Linii monofiletice sunt definite la fiecare nivel al ierarhiei taxonomice. De exemplu, Familia Felidae, o descendență care conține feline (inclusiv pisici domestice), este considerată monofiletică..
În mod similar, Animalia este, de asemenea, un taxon monofiletic. După cum vedem, familia Felidae se află în Animalia, astfel încât grupurile monofiletice pot fi cuibărite.
Cu toate acestea, nu toți biologii împărtășesc gândirea de clasificare cladistică. În cazurile în care datele nu sunt complete sau pur și simplu pentru comoditate, sunt denumiți anumiți taxoni care includ specii din diferite clade sau taxoni superiori care nu împărtășesc un strămoș comun mai recent..
În acest fel, un taxon este polifiletic, este definit ca un grup care include organisme din diferite clade, iar acestea nu au un strămoș comun. De exemplu, dacă vrem să desemnăm un grup de homeotermi, acesta ar include păsări și mamifere..
În schimb, un grup parafiletic nu conține toți descendenții celui mai recent strămoș comun. Cu alte cuvinte, exclude unii dintre membrii grupului. Cel mai folosit exemplu sunt reptilele, acest grup nu conține toți descendenții celui mai recent strămoș comun: păsări.
Pe lângă faptul că contribuie la sarcina dificilă de elucidare a arborelui vieții, filogeniile au și unele aplicații destul de semnificative.
În domeniul medical, filogeniile sunt utilizate pentru a urmări originea și ratele de transmitere a bolilor infecțioase, cum ar fi SIDA, febra dengue și gripa..
Ele sunt, de asemenea, utilizate în domeniul biologiei conservării. Cunoașterea filogeniei unei specii pe cale de dispariție este esențială pentru a urmări tiparele de încrucișare și nivelul de hibridizare și consangvinizare între indivizi..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.