Определение Клэда
Клад состоит из организм и все его потомки. Например, общий предок обезьян и все такое вид потомки будут включать «кладу».
Термин «клад» происходит от греческого «кладос», что означает «ветвь». Полезно думать о кладе как об одной «ветке» на древе жизни, где общий предок – это место, где ветвь отделяется от основного ствола.
Поскольку клады – это способ думать о «ветвях древа жизни», клада может содержать только организмы, которые имеют общего предка. Клад также содержит всех потомков этой ветви, за исключением ни одного.
Клэды полезны при изучении биологии, потому что биологи изучают, как устроена жизнь и как она меняется со временем. Видение того, как разные виды произошли от общего предка, и как они похожи или различаются, может помочь биологам понять, как развиваются различные характеристики жизни.
На следующем рисунке показано, как идентифицируются и определяются ключи.
Изучение кладистика это изучение классификации организмов на основе их отношения друг к другу.
Исторически биологи пытались определить, насколько тесно связаны организмы, изучая их физические характеристики, такие как мех, перья и структура кости на предмет сходства. Например, несколько основных ветвей млекопитающих были впервые классифицированы на основе общих структур костей, унаследованных от общего предка.
Сегодня ученые могут напрямую секвенировать ДНК организма – буквально читая «план» организма и видя, где произошли мутации. Это привело к гораздо более точному пониманию того, какие организмы связаны и насколько близко.
Функция Клэда
Клады используются, чтобы помочь ученым понять сходства и различия между формами жизни, а также то, как жизнь меняется и развивается с течением времени.
Идея классификации организмов на основе их родства возникла из теории эволюции Дарвина. Когда Дарвин обнаружил, что популяции животных могут со временем изменять свои физические характеристики, он понял, что популяции могут со временем разделиться на разные виды.
Затем он предположил, что виды с похожими характеристиками, такие как люди и обезьяны, могли в какой-то момент происходить от одного и того же общего предка.
Вплоть до теории эволюции Дарвина биологи пытались понять и классифицировать виды по поверхностным признакам. Например, млекопитающие были определены как организмы, которые имели волосы, имели четыре конечности и кормили своих детенышей – но доарвинистские биологи не верили, что млекопитающие были родственными, только похожими.
В рамках этой системы на вопрос о том, почему существует так много видов организмов – и почему некоторые из них очень похожи друг на друга, а другие совершенно разные – не было дано ответа.
С теорией эволюции Дарвина пришли ответы на эти вопросы. Было так много видов организмов, потому что было много разных сред, и много разных «ниш» в этих средах, чтобы выжить. Со временем у организмов появилось много различных признаков, позволяющих им успешно выживать и размножаться.
Это также объясняет, почему некоторые виды животных были такими разными, в то время как другие были очень похожи. Например, львы и тигры, возможно, недавно отошли от общего предка; Львы и обезьяны, вероятно, имели общего предка, который имел мех и ухаживал за своим молодым, но ясно, что это было очень давно, и с тех пор произошли значительные изменения с обоими видами.
Сегодня изучение кладистики продолжает помогать нам понять, откуда мы пришли. Последние события в генетика позволили нам найти микроскопические сходства и различия между формами жизни, которые привели к некоторым неожиданностям.
Некоторые интересные открытия, которые явились результатом молекулярно-биологического подхода к кладистике, включают:
- Грибы Более тесно связаны с животными, чем с растениями. Теперь, изучая наш геном, ученые считают, что предки грибов и животных разошлись после того, как предок растений уже был отдельной линией. Это отвечает на вопросы об интригующих различиях между грибами и растениями и помогает нам понять, как развивались характеристики наших собственных клеток.
- Archaebacteria – ранее классифицируется как «странный тип бактерии »- это фактически совершенно отдельная ветвь жизни от современных бактерий. Они генетически и молекулярно очень отличаются от современных бактерий и многоклеточный организмы.
- Анализ генома предполагает, что многоклеточные организмы, такие как мы, могли на самом деле эволюционировать от древних архебактерий. Хотя их клетки с��йчас сильно отличаются от наших, некоторые гены, обнаруженные в наших собственных клетках, были обнаружены у архебактерий, которых нет у современных бактерий.
Примеры Клад
Archaebacteria
Архебактерии – это «ветвь» древа жизни, в которую входят все представители древнего происхождения бактерий. Архебактерии очень отличаются от других клеток, используют разные молекулярные компоненты в своих мембранах и имеют очень разные геномы.
Раньше считалось, что это просто «странные бактерии», археи – совершенно другая ветвь жизни, члены которой уникально приспособлены к жизни в экстремальных условиях, и которые могут выполнять некоторые жизненные функции, недоступные членам других линий. ,
Например, было обнаружено, что только архебактерии превращают метан в побочный продукт своего метаболизма. Архебактерии также обычно встречаются в очень жарких, очень соленых и очень кислых средах. Их уникальный биохимия – невидимый до появления молекулярной биологии – делает это возможным.
Apoikozoa
Происхождение животных представляет особый интерес для биологов по понятным причинам: мы животные! И поэтому открытие Апойкозоа, которое произошло в 2015 году, было важным.
Животные долгое время определялись их очевидными характеристиками: мы многоклеточные, мы передвигаемся, мы едим, пьем, дышим и т. Д. Но как наши первые предки отделялись от других отраслей жизни, таких как грибы, растения и т. Д., не было ясно
Апойкозоа – это «ветвь» жизни, которая включает в себя и нас самих, и группу одноклеточных организмов под названием Choanoflagellatea.
Ранние биологи заметили еще в 1840-х годах, что эти одноклеточные организмы выглядели подобными клеткам, видимым в губках – примитивном животном. Но это не было обнаружено до появления современной молекулярной биологии, с которой мы почти наверняка связаны.
В дополнение к клеточным характеристикам, которые можно было наблюдать под микроскопом, было обнаружено, что одноклеточные организмы Choanoflagellatea имеют некоторые гены, которые были бы жизненно важны для развития многоклеточности у животных.
Весьма вероятно, что Choanoflagellatea и Animalia разошлись после того, как у первого предка животных развилась многоклеточность. Оттуда животные становились все более сложными, в то время как род Choanoglatellatea оставался одноклеточным.
Подобно тому, как ветвь дерева может иметь множество мелких ветвей, отрывающихся от нее, одна ветвь может содержать множество других, более мелких ветвей. Так обстоит дело с Apoikozoa и его «дочерью» кладой, Metazoa – также известной как Animalia.
Animalia / Metazoa
На протяжении тысячелетий «animalis» было именем в греческом языке для существ, которые двигаются и дышат.
В 1870-х годах биолог Эрнст Геккель придумал новый термин для многоклеточных животных, чтобы отличать нас от одноклеточных эукариотических организмов, которые были открыты с недавним появлением микроскопа. Он назвал многоклеточных животных «Метазоа».
Исследования молекулярной биологии подтвердили, что все организмы Геккеля, классифицированные как Metazoa, связаны между собой – вероятно, все потомки того же предка, у которого развилась многоклеточность.
Было обнаружено, что одноклеточные «животные» Геккеля существенно отличаются от нас в клеточном отношении и перемещаются в другую кладу – так что «Metazoa» и «Animalia» теперь обозначают одну и ту же «ветвь» дерева жизни.
Изучение Metazoa / Animalia позволило определить проблемы и преимущества биологии и науки в целом. Философы начали пытаться понять природу «animalis» – живые, дышащие вещи – тысячелетия назад, и сегодня молекулярная биология позволила нам точно узнать, какие мутации позволили нам развить отличительные черты от признаков растений и других форм жизни.
- геном – Молекулярный «план» или «исходный код» для живого существа. Достижения за последние два десятилетия позволили ученым прочитать клетка Геном, буквально читающий исходный код живых существ вплоть до буквы.
- царство – Традиционная система классификации жизни на широкие категории, такие как «растение, «Животное» и «грибки».
- Молекулярная биология – Изучение живых существ на уровне молекул, которые их составляют, таких как ДНК и белки.
викторина
1. Что из следующего НЕ будет кладой?A. Первая клетка на Земле и все ее потомки.B. В настоящее время живущий вид обезьяны и все ее потомки.C. Группа деревьев, которые все имеют цветы одного цвета.D. Группа явно разных клеток, которые при генетическом тестировании оказались связанными.
Ответ на вопрос № 1
С верно. Клэды группируют организмы по родству, а не по поверхностным характеристикам, таким как цвет. Организмы, которые выглядят очень похожими, могут не входить в одну и ту же кладу, если они не имеют общего предка; Аналогично, организмы, которые выглядят очень разными, могут быть частью одной и той же клады.
2. Почему было удивительно узнать, что грибы более тесно связаны с растениями, чем с животными?A. Поскольку биологи ранее классифицировали организмы по поверхностным характеристикам, таким как способность двигаться и наличие или отсутствие клеточная стенка,B. Потому что считалось, что грибы старше животных.C. Потому что грибы больше похожи на растения.D. A & C
Ответ на вопрос № 2
D верно. Прежде чем молекулярная биология обнаружила, что геномы животных и грибов стали более похожими, растения и грибы выглядели более похожими друг на друга, как для биологов, так и для непрофессионалов.
Это просто показывает, насколько важны молекулярные различия для определения того, что жизненная форма может или не может делать.