Daha çox

4.1: Filogenetik Ağaclar - Geoscience


ÖYRƏNƏCƏK MƏQSƏDLƏR

  • Həyatın necə təşkil olunacağını başa düş

  • Filogenetik ağacların həyatı necə təşkil etdiyimizi göstərin

Həyatı kateqoriyalara ayırmaq

Dünyadakı bütün həyatı, paylaşılan xüsusiyyətlərə görə əlaqəli olaraq şərh edirik. Məsələn, bütün həyat genetik məlumatları saxlamaq üçün DNT-dən istifadə edir, DNT-nin RNT-yə çevrilir və RNT hüceyrələrin biyokimyasını edən zülallara köçürülür. Müxtəlif həyat nəsilləri bir soy içində oxşar xüsusiyyətləri paylaşır, ancaq digər soylardan fərqlənir. Məsələn, bakteriya hüceyrə divarlarının tərkibi bir-birinə bənzəyir, lakin heyvanlardan əhəmiyyətli cəhətlərdən fərqlənir. Eynilə, müxtəlif növ heyvanların cəsədlərindəki simmetriya sistematik şəkildə dəyişir; ekinodermlər 5 qat simmetriyaya, ikitərəflilar isə 2 qat simmetriyaya malikdirlər. Xüsusiyyətlərdəki bu oxşar və fərqli cəhətlərin əksəriyyəti tarixi təkamül proseslərini əks etdirir və biz bunları həyatın alt qruplarını təsnif etmək və təkamül həyat tarixini yenidən qurmaq üçün istifadə edirik. Təsnifatları aparmaq, qiymətləndirmək və şərh etmək üsullarımızdan biri də filogenetik ağaclar düzəltməkdir.

Filogenetik ağaclar orqanizmlər arasındakı əlaqələri göstərən diaqramlardır. Alimlər filogenetik ağacları ağacdakı orqanizmlərin müşahidə edilə bilən xüsusiyyətlərindən irəli gələn təkamül keçmişinin fərziyyələri kimi qəbul edirlər. Başqa sözlə, müxtəlif orqanizmlər arasındakı əlaqələri göstərmək üçün bəzən deyildiyi kimi “həyat ağacı” inşa edilə bilər. Bu orqanizmlər genomlardan, funksiyalardan və ya morfologiyadan alınan məlumatlara əsasən ağaclarla birlikdə müasir və ya fosil ola bilər. Ağaclar, müxtəlif orqanizmlərin qədim ortaq əcdadlarından nə vaxt ayrıldıqları və necə inkişaf etdikləri barədə fərziyyələri göstərir.

Hipotez olunan əlaqələr qrafiki olaraq cizgilərin ucundakı orqanizmləri ağacın dərinliyindəki əcdadlarına bağlayan xətlər ilə təmsil olunur. Hatlar, bir həyat nəslinin iki nəsilə çevrildiyi (və ya bölündüyü) budaqdır. Bu dal nöqtələri və onların ağacdakı sırası orqanizmlər arasındakı fərziyyə əlaqələrini qeyd edir. Hər bir sətrin uzunluğu, orqanizmin ucundakı budaq nöqtəsindəki digər nəsillərlə ən son yayılmış əcdaddan nisbi təkamül fərqini təmsil edir; uzun xətlər əhəmiyyətli dərəcədə təkamül fərqini, qısa xətlər isə orqanizmlər arasındakı daha yaxın təkamül əlaqələrini təmsil edir. Bəzən xətlər vaxta görə kalibr olunur, hər bir filial nöqtəsinin yeri, gənc nəsillərin ayrıldığı fərziyyəli vaxta uyğun gəlir.

Filogenetik ağacın dibində bir xətt varsa (ümumiyyətlə aşağıda və ya solda çəkilir; aşağıdakı şəkildəki filogenetik ağac (a) bax), ağac "köklüdür". Köklü ağaclar, ağacda göstərilən bütün həyat üçün ortaq bir əcdadı təmsil edən ağacın dibindəki tək bir nəsildən başlayaraq, budaqlar arasından ucları əks etdirən təkamül tarixinin xəritəsi kimi oxuna bilər. canlı orqanizmlər və ya soyun ən son fosil nümayəndəsi. Aşağıda göstərilən köklü filogenetik ağac (a) həyatın üç sahəsini (Bakteriya, Arxeya və Eukarya) əhatə edir, bütün həyatın "son ortaq əcdadı" əvvəlcə iki Bakteriya və Arxeya soyuna ayrılır. Arxeya və Eukarya üçün son ortaq əcdadlar, iki nəslə ayrılaraq müasir Arxeya və Eukariyaya aparırdılar. Eukarya soyu bitkilər və heyvanlar (insanlar da daxil olmaqla) daxil olmaqla daha çox soylara ayrıldı. Bitkilər və heyvanlar arasındakı qısa xətlər, bir-birləri ilə, məsələn, bakteriyaların hər hansı birindən daha çox əlaqəli olduqlarını göstərir. Eynilə, bitki və heyvanlar arasındakı budaq nöqtəsinin ağacın xaricində yerləşməsi göstərir ki, heyvanlar və Arxeylər arasındakı heyvanlar arasındakı son ortaq əcdaddan daha yaxın zamanlarda ortaq bir əcdadı paylaşmışlar. Kökləri kəsilməmiş ağaclar (aşağıdakı şəkildəki filogenetik ağac (b) bax) ağacdakı bütün həyat üçün son ortaq əcdad göstərmir. Budaq həndəsi orqanizmlər arasında təkamül əlaqələrini göstərir, lakin mərkəzi nöqtə həmişə ortaq bir əcdadı göstərmir. Kökləri kəsilmiş ağaclar, orqanizmlər arasındakı fərziyyə əlaqələrini göstərir, lakin mütləq onların təkamül tarixi deyil.

Filogenetik ağaclar: Bu hər iki filogenetik ağac həyatın üç sahəsinin (Bakteriya, Arxeya və Eukarya) əlaqəsini göstərir, lakin (a) köklü ağac müxtəlif növlərin ortaq bir əcdaddan ayrıldığını, (b) kök götürməmiş ağacın olduğunu müəyyən etməyə çalışır. deyil.

Ağacların tərtib edilməsi və terminologiya

Filogenetik bir ağacda, hər bir budaq nöqtəsi, iki fərqli birinə çevrilən tək bir soyu təmsil edir. Bir ağacın kökündən erkən inkişaf edən və budaqsız qalan bir soy, bazal takson adlanır. İki soy eyni dal nöqtəsindən qaynaqlandıqda, qardaş taksonlar adlanır. İkidən çox soy olan bir budağa polotomiya deyilir və elm adamlarının təkamül əlaqələrini qəti şəkildə təyin etmədiklərini göstərmək üçün xidmət edir.

Köklü filogenetik ağaclar: Filogenetik ağacın kökü, əcdad nəslinin ağacdakı bütün orqanizmlərə səbəb olduğunu göstərir. Budaq nöqtəsi nəsillərin bir-birindən ayrıldığını göstərir. Erkən inkişaf etmiş və budaqsız qalan bir nəsil bazal taksondur. İki soy eyni dal nöqtəsindən qaynaqlandıqda, qardaş taksonlardır. İkidən çox soy olan budaq polotemiyadır.

Qeyd etmək vacibdir ki, ağacı təşkil edən xətlər xətlərin uclarında olan orqanizmləri deyil, əcdad orqanizmlərini təmsil edir. Bacı taksonları və polotomiya bir əcdadı paylaşır, lakin orqanizm qrupları bir-birlərindən ayrılmır və inkişaf etmir .; əksinə ortaq bir əcdaddan ayrılıb inkişaf etdilər. İki taksondakı orqanizmlər müəyyən bir filial nöqtəsində parçalanmış ola bilər, lakin heç bir takson digərinə səbəb olmur; hər ikisi budaq nöqtəsindən uclara uzanan xətlərin uzunluğu ilə təmsil olunduğu kimi inkişaf etmişdir.

Filogenetik ağaclar bir çox yolla çəkilə bilər, lakin eyni məlumatların əsasında bütün ağaclar üçün budaqların sırası həmişə eynidır. Filogenetik ağaclar çox fərqli görünə bilər, lakin yenə də eyni əlaqələri göstərir. Məsələn, bacı taksonlar filial nöqtələri ətrafında fırlana bilər, lakin yenə də qardaş taksonlardır. Heyvanların və göbələklərin yeri yuxarıdakı köklü ağacda dəyişdirilə bilər (budaqları ətrafında fırlanma). Budaqları döndərdikdə, taxon sırası dəyişir, lakin budaq nöqtələrinin ardıcıllığı eyni olduğundan ağacdakı məlumatlar eynidir. Ortaq bir əcdaddan bir orqanizmə gedən təkamül yolunu budaq ucunda izləyirsinizsə, budaqlar döndürülsə də, yol dəyişmir. Başqa sözlə, hər bir taksonun bir budaq nöqtəsindən təkamülü, ağacdakı digər orqanizmlərdən asılı deyil. Eynilə, dallar bir-birinə açılarla və ya onları birləşdirən üfüqi / şaquli / dairəvi çubuqlarla çəkilə bilər (yuxarıdakı ağacları (a) və (b) müqayisə edin). Filogenetik ağacların çəkilməsindəki bu həndəsi seçimlər, alimlərə şərhlərdə kömək etmək üçün mürəkkəb məlumatları əyani şəkildə göstərməyə imkan verir. Alimlər tez-tez təkamül əlaqələrinin təsvir etməkdə ən çox maraqlandıqları məqamları vurğulayan variantlar seçirlər.

Köklü ağacların təfsiri

Köklü filogenetik ağaclar təkamül tarixinin dərk edilməsi üçün bir yol ola bilər. İki nöqtə arasındakı təkamül budaqlarında gəzərək bir əcdaddan, hətta həyatın mənşəyindən hər hansı bir fərdi növə gedən yol tapıla bilər. Ayrıca, tək bir növdən başlayaraq və ağacın "gövdəsinə" doğru gedərək, bu növün əcdadlarını və eyni zamanda müxtəlif soyların ortaq bir atadan olduğu yerləri kəşf edə bilərsiniz. Bundan əlavə, ağac bütün orqanizmlər qrupları içərisində və ya arasındakı təkamül əlaqələrini öyrənmək üçün istifadə edilə bilər.

Biologiyadakı bir çox sahə keçmişin və indiki həyatın zamanla necə inkişaf etdiyini anlamağa kömək edir; birlikdə bu fənlər “həyat ağacının” qurulmasına, yenilənməsinə və qorunmasına kömək edir. İnformasiya sistematik adlı elmi bir sahədə təkamül əlaqələrinə əsaslanan orqanizmləri təşkil etmək və təsnif etmək üçün istifadə olunur. Məlumatlar fosillərdən, bir orqanizmin istifadə etdiyi bədən hissələrinin və ya molekulların quruluşunu öyrənmək və DNT analizi ilə toplana bilər. Bir çox mənbədən alınan məlumatları birləşdirərək elm adamları orqanizmlərin filogeniyasını bir araya gətirə bilərlər. Filogenetik ağaclar fərziyyə olduğu üçün yeni həyat növləri tapıldıqca və yeni məlumatlar öyrənildikcə dəyişməyə davam edəcəklər.

Əsas məqamlar

  • Köklü ağacların əsasında filogenetik diaqramda təqdim olunan bütün orqanizmləri birləşdirən ortaq bir əcdadı təmsil edən tək bir soy var.
  • Filogenetik ağacdakı budaq nöqtələri tək bir nəslin fərqli bir yeni nəsilə çevrildiyi bir parçalanma, bazal takson isə kökündən erkən ayrılan dalsız soyları təsvir edir.
  • Köklənməmiş ağaclar növlər arasındakı münasibətləri təsvir edir, lakin ortaq atalarını təsvir etmir.
  • Filogenetik ağaclar fərziyyələrdir və buna görə daha çox və daha yaxşı məlumat əldə edildikcə dəyişdirilir.
  • Sistematik, filogenetik ağacların qurulmasına, yenilənməsinə və saxlanmasına töhfə vermək üçün fosillərdən alınan məlumatları, bədən quruluşlarını, bir növün istifadə etdiyi molekulları və DNT analizini istifadə edir.

Əsas şərtlər

  • polotomiya: təkamül əlaqələrinin ikiqatlığa tam həll edilə bilməyəcəyi bir filogeniyanın bir hissəsi (yalnız iki nəsilə ayrılır)
  • bazal takson: filogenetik bir ağacdan istifadə edərək kökündən erkən ayrılan və başqa heç bir budağın ayrılmadığı bir soy.
  • sistematik: orqanizmlərin əlaqələrini araşdırmaq; sistematik təsnifat elmi
  • filogeniya: orqanizmlərin təkamül tarixinin vizual təsviri; ciddi təhlillərə əsaslanır

Düşünmək üçün suallar

  • Orqanizmlərin hansı tərəfləri onların təsnifatı üçün faydalı məlumatlar verir?
  • Elmi bir nəşrdə filogenetik ağaca baxın. Bunu təfsir etməyiniz rahatdır? Bununla bağlı hansı suallarınız var?


Videoya baxın: 10 كواكب شبيهة بالأرض تدعم الحياة على الأرجح (Oktyabr 2021).