Надо Знать

добавить знаний



Филогенетики



План:


Введение

Филогенетики или филогенетическая систематика - область биологической систематики, которая занимается идентификацией и прояснением эволюционных взаимоотношений среди разных видов жизни на Земле, как современных, так и вымерших. Эволюционная теория утверждает, что сходство среди индивидуумов или видов часто указывает на общее происхождение или общего предка. Поэтому взаимоотношения, установленные филогенетической систематикой, часто описывают эволюционную историю видов и, отныне, его филогенез, исторические взаимоотношения среди ветвями организмов или их частей, например их генов. Филогенетическая таксономия, которая является ответвлением, но не логическим продолжением, филогенетической систематики, занимается классификацией групп организмов в соответствии со степенью их эволюционных отношений.

Основателем систематики, области науки, занимающейся классификацией живых организмов и взаимоотношения между компонентами живого, считается Карл Линней. Однако только в конце 1950-х немецкий энтомолог Вилли Генниг (Willi Hennig) предложил, что систематика должна отражать известную эволюционную историю так близко, как только возможно, подход который он назвал филогенетической систематикой. Противники Геннига презрительно называли его последователей "кладистамы", через акцент на признание только монофилетического групп или клад. Однако, кладисты быстро приняли это название как полезный срок, и сейчас кладистичний подход доминирует в систематике.


1. Филогенетические деревья

Основная статья: Филогенетическое дерево

Систематика описывает образец взаимоотношений среди таксонами и назначается помочь нам понять историю всех живых организмов. Но история не является чем-то, что мы можем увидеть, она случилась однажды и оставила только указание на фактических событий. Ученые используют эти указания чтобы построить гипотезы, или модели, истории жизни. В филогенетици удобный путь визуально представление эволюционных взаимоотношений среди групп организмов осуществляется через иллюстрации, которые называются филогенетическими деревьями.

Пример филогенетического дерева
  • Узел: представляет таксономическую единицу. Он может быть либо существующей группой или предком.
  • Ветка: определяет взаимоотношения между таксонами в терминах потомков и предков.
  • Топология: правило по которому разветвляется дерево.
  • Длина ветви: представляет число изменений, которые произошли между таксонами.
  • Корень: общий предок всех организмов, которые рассматриваются.
  • Масштаб расстояния: масштаб, который представляет количество различий между организмами или последовательностями генома.
  • Клада : группа из двух или более таксонов или последовательностей ДНК, которая включает как своего общего предка, так и всех его потомков.
  • Оперативная таксономическая единица (ОТО, OTU): уровень деталей, выбранный исследователем для данной работы, например индивидуумы, популяции, виды, роды или штаммы бактерий.

2. Методы филогенетического анализа

Существуют две главные группы методов изучения филогенетических взаимоотношений: фенетични и кладистични методы. Важно отметить, что фенетика и кладистика имели запутанные взаимоотношения в течение прошлых 40 лет. Большинство современных эволюционных биологов предпочитают кладистици, хотя, строго говоря, кладистичний подход может привести к неинтуитивних результатов.

2.1. Фенетични методы

Основная статья: Фенетика

Фенетика, также известная как числовая таксономия, использует различные мероприятия для определения определенное сходство рассматриваемых видов. Нет никаких ограничений на число или тип особенностей (данных), которые могут использоваться, хотя все данные должны быть впервые преобразованы в числовые значения, без которого "нормирования". Каждый организм затем сравнивается с каждым другим по всем особенностям, в результате подсчитывается число сходства (или различия). Организмы потом группируются таким образом, что найподибниши были расположены вместе, а найвидминниши - на максимальном расстоянии. В результате получают таксономические кластеры или фенограмы, которые не обязательно отражают генетическое сходство или эволюционная связь. Отсутствие эволюционного значения в фенетици привела к незначительному влияния на классификацию животных, и в последствии интерес к использованию фенетикы значительно уменьшился.


2.2. Кладистични методы

Основная статья: Кладистика

Альтернативный подход к схематического изображения взаимоотношений между таксонами называется кладистикою. Основное предположение кладистикы заключается в том, что члены группы разделяют общую эволюционную историю. Поэтому они более близко относятся друг к другу, чем они к другим группам организмов. Связанные группы определяются по наличию набора уникальных особенностей (апоморфий), которые отсутствовали у отдаленных предков, но разделяются большинством или всеми организмами в пределах группы. Полученные характеристики, разделяемых членами группы, называются синапоморфиямы. Поэтому, в отличие от фенетичних, кладистични группы не зависят от того, организмы разделяют физические черты, но зависят от их эволюционных взаимоотношений. Действительно, в кладистичних анализах два организма могут разделять многочисленные характеристики, но быть членами разных групп.

Кладистичний анализ использует ряд предположений. Например, считается виды появляются только раздвоением, или отделением, с наследственной группы. В случае гибридизации (скрещивание) или горизонтального переноса генетической информации виды считаются пропавшими, а такие явления - жидкими или отсутствовать. Кроме того, кладистични группы должны иметь следующие характеристики: все виды в группе должны разделять общего предка и все виды, полученные от общего предка, должны войти в таксона. Соблюдение этих требований приводит к следующим терминов, используемых для ссылки на различные возможные способы состав групп (см. также: парафилий):

  • Монофилетической группы (или клада), в которой все виды разделяют общего предка и все виды происходящих от этого общего предка включаются. Только такая форма воспринимается кладистамы как "правильная".
  • Парафилетична группа, в которой все виды разделяют общего предка, но не все виды, происходящие от этого общего предка, включаются.
  • Полифилетична группа, в которой виды, которые не разделяют непосредственного общего предка, состоят одну группу, исключая виды, которые связали их.

3. Молекулярная филогенетики

Основная статья: Молекулярная филогенетики

Макромолекулярные данные, под которыми подразумевается последовательности генетического материала (ДНК) и белков, накапливаются все быстрыми темпами благодаря успехам молекулярной биологии. Для эволюционной биологии быстрое накопление данных последовательностей целых геномов имеет значительную ценность, потому что сама природа ДНК позволяет использовать его как "документ" эволюционной истории. Сравнение последовательностей ДНК различных генов между разными организмами могут сказать ученому много нового о взаимоотношениях организмов, не могут иначе быть обнаружены основываясь на морфологии, или внешней форме организмов и ИЗ внутренней структуре. Поскольку геномы эволюционируют постепенным накоплением мутаций, количество отличий последовательности нуклеотидов между парой геномов различных организмов должна указать, как недавно эти два геномы разделили общего предка. Два геномы, которые отклонились в недавнем прошлом, должны иметь меньшие различия, двух геномы, чей общий предок очень древний. Поэтому, сравнивая различные геномы друг с другом, можно получить эволюционные взаимоотношения между ними, главная задача молекулярной филогенетики.

Молекулярная филогенетики пытается определить скорость и различия изменений в ДНК и белках чтобы восстановить эволюционную историю генов и организмов. Два общие подходы могут использоваться чтобы получить эту информацию. В первом подходе, ученые используют ДНК, чтобы изучать эволюцию организма. Во втором подходе, разные организмы используются, чтобы изучать эволюцию ДНК. В любом подходе общая цель - сделать вывод о процессе эволюции организма по изменениям ДНК и процесса молекулярной эволюции по картине изменений ДНК.

п ? в ? р Эволюционная биология
Эволюционные процессы
Механизмы генетики популяций
Современные концепции
Видообразования
История эволюционных взглядов
Другие отрасли
Экологическая генетика ? Молекулярная эволюция ? Филогенетика ? Систематика ? Антропогенез ? Эволюционная биология развития

код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам