Определение кладограммы

Кладограмма – это диаграмма, используемая для представления гипотетических отношений между группами животных, называемая филогения, Кладограмма используется ученым, изучающим филогенетическую систематику, для визуализации сравниваемых групп организмов, их взаимосвязи и их наиболее распространенных предков. Кладограмма может быть простой, сравнивая только две или три группы организмов, или она может быть чрезвычайно сложной и содержать все известные формы жизни.

Дизайн кладограммы универсален, хотя и прост. Кладограмма состоит из изучаемых организмов, линий и узлов, где эти линии пересекаются. Линии представляют эволюционное время или серию организмов, которые приводят к Население это соединяется с. Узлы представляют общих предков между вид, В какой-то момент в прошлом популяция организмов общих предков была разделена, что привело к изучению различных организмов. Некоторые кладограммы показывают эволюционное время в масштабе линий, более длинные линии означают больше времени. Некоторые кладограммы решили показать исчезнувшие виды, в то время как другие опускают их. Любая конкретная кладограмма сформулирована специально для использования, в котором она необходима.

Кладограмма получает свое название от клад, или групп организмов, которые отображаются. клады это группа живых организмов и общего предка, от которого они происходят. Ученые используют синапомофии или общие производные символы, чтобы определить эти группы. Например, молочные железы являются общей характеристикой млекопитающих. Все млекопитающие и их самый старый общий предок имели или имеют молочные железы. Таким образом, если мы смотрим на неопознанное животное и пытаемся поместить его в кладограмму, если у него есть молочные железы, мы знаем, что оно принадлежит к этой ветви. Симплесиоморфии, напротив, являются признаками, которые имеют все организмы в кладограмме. Если кладограмма, включая млекопитающих, была всех позвоночных, то наличие позвонки у нашего неизвестного животного была бы симпозиоморфия. Симплесиоморфии ничего не говорят нам о взаимосвязи разных групп в кладограмме, потому что все организмы имеют (или имели) эту характеристику. Очень простая кладограмма позвоночных можно увидеть ниже.

Ученые используют кладограммы, чтобы предлагать и задавать вопросы об эволюционных отношениях между различными видами. Оценивая производные признаки и признавая наследственные признаки, ученые могут сравнивать различные филогении одних и тех же групп организмов. Некоторые из них будут очень сложными, так как символы должны будут возникать независимо в несколько строк. Другие будут простыми или экономными и будут содержать меньше изменений между группами. Любой набор символов может быть использован для создания кладограммы. ДНК является предпочтительным методом, поскольку он невероятно точен. Однако до дней ДНК ученые создали точные кладограммы, используя множество других признаков. В то время как эволюционные отношения между организмами не могут быть определены по какой-либо одной характеристике, объединение скупых результатов многих различных признаков приведет к наиболее вероятной филогении. Кладограмма, описывающая эту филогению, вероятно, будет самой простой и будет иметь наименьшее количество узлов.

Примеры кладограммы

приматы

В приведенной выше кладограмме приматов различные сравниваемые группы приматов перечислены в верхней части. Различные узлы на диаграмме представляют различных общих предков между группами. Обезьяны, группа, содержащая людей, и все общие предки (узлы) вплоть до самой низкой обезьяны считаются кладой или группой организмов с похожими персонажами из-за общий спуск, Кладу можно расширить, включив в нее все, кроме лемуров, лоризов и самого нижнего узла. Если бы это было так, линия, ведущая к лемурам, будет считаться внешней группой, в то время как остальные приматы будут считаться внутренней группой. Эти термины просто используются для описания различных групп при обсуждении их в научной литературе.

Ниже приведена гораздо более сложная кладограмма китов и животных, с которыми они связаны. Представлено еще много групп, вплоть до род и виды в некоторых случаях. В этой кладограмме жирные линии представляют живые виды, а узкие линии представляют вымершие виды из Окаменелости, Числа над каждой линией представляют количество эволюционных изменений, которые должны были произойти в этой ветви от исконной формы.

Глядя на верхнюю коробку китообразных, эта ветвь представляет китообразных (китов и дельфинов) и связанных с ними предков. До открытия различных ископаемые что мост между пропасть гиппопотамов и китов, филогения этого дерева была под вопросом. Однако эти окаменелости начали сокращать разрыв между гиппопотамами и китообразными, образуя серию небольших шагов. В верхней части диаграммы число эволюционных изменений прыгает с 1 или 2 до 9 или 10 на каждом шаге. Это представляет собой эволюционный разрыв, который до сих пор не понят. Родовые формы китов и дельфинов, представленные на этой кладограмме, были бы мелководными животными, как видно по их функциональным конечностям. По мере того, как предки китов перемещались дальше в море, становится все менее вероятным, что их окаменелые останки будут обнаружены.

Многие характеристики были учтены при создании этой кладограммы. Например, внешняя группа Ferae – единственная группа, у которой нет копыт или больших пальцев на ногах. Кроме того, у Ferae есть специализированные плотоядные зубы, Остальные группы различаются по различным производным признакам, таким как горбы у верблюдов, наличие рубца у руминантиафорфы и другие. Киты являются особенно трудной группой для гипотезы из-за отсутствия ископаемых свидетельств и огромного физиологического различия между китами и их ближайшими родственниками. Например, без конечностей невозможно понять, что киты связаны с животными с конечностями, если не найдено каких-либо доказательств этого. К счастью для систематики, новые методы анализа ДНК позволяют ученым сравнивать ДНК напрямую, что приводит к лучшему пониманию того, как организмы связаны и как происходят изменения между популяциями.

Интерпретация кладограмм

В следующих кладограммах кажется, что представлены две разные филогении. На кладограмме справа видно, что A более тесно связан с C, чем на кладограмме слева. Это просто уловка изложения, но не имеет смысла с точки зрения взаимосвязанности. Эти две кладограммы фактически представляют одну филогению.

При создании или чтении кладограммы важно помнить, что единственными важными особенностями кладограммы являются линии и узлы. На этих двух кладограммах длины линий примерно одинаковы и, что более важно, узлы находятся в одинаковых местах. На обеих диаграммах A и B совместно используют узел, который находится дальше от начала линии на диаграмме. Это говорит нам о том, что A и B более тесно связаны, чем C, с любой из групп. Порядок A и B, а также ориентация линий не имеют значения. Кладограмма может быть нарисована слева направо, справа налево, сверху вниз или снизу вверх. Некоторые большие кладограммы даже вылеплены в круг, чтобы включить все группы, которые они представляют. В некоторых кладограммах эволюционное время в миллионах лет представлено для приближения к длине линий.

  • Филогения – гипотетические отношения между организмами, представленные кладограммой.
  • Symplesiomorphy – характеристика, которой обладают все организмы на кладограмме.
  • синапоморфия – характеристика, которой обладает только определенная группа, произошедшая от общего предка.
  • Homoplasy – Общий персонаж, которым делятся через конвергентная эволюция, не обычный приличный.

викторина

1. В следующей кладограмме, какие группы наиболее тесно связаны?

Ответ на вопрос № 1

С верно. Из этого выбора, согласно этой кладограмме, мотыльки и мухи являются наиболее родственными организмами. Мухи и жуки являются наименее связанными, потому что они разделены самым дальним расстоянием и количеством узлов. Жуки и муравьи ближе, но согласно этой диаграмме именно бабочки и мухи в последнее время разошлись и обладают большинством характеристик.

2. Вы делаете кладограмму фруктов. У вас есть 4 фрукта: банан, апельсин, красное яблоко и зеленое яблоко. По внешнему виду, какая из них является внешней группой, и какие две принадлежат узлу, наиболее удаленному от начала диаграммы?A. Оранжевый; Банан и красное яблокоB. Банан; Оранжево-красное яблокоC. Банан; Красное яблоко и зеленое яблоко

Ответ на вопрос № 2

С верно. По форме и внешнему виду банан является очевидной внешней группой. В отличие от других трех плодов, он продолговатый, а не круглый. Два ближайших связанных плода простираются от самого дальнего от источника узла. Красные и зеленые яблоки, очевидно, больше похожи на апельсин, который имеет совершенно другой тип кожа не говоря уже о цвете. Это ставит яблоки в положение, наиболее удаленное от происхождения.

3. Посмотрите на кладограмму, указанную в вопросе № 1. Какая из следующих характеристик является симптомоморфностью кладограммы?A. крылышкиB. Язык для сбора нектараC. Крылья, которые складываются под твердой оболочкой

Ответ на вопрос № 3

верно. У всех организмов в этой кладограмме есть крылья. Если ДНК или ископаемые свидетельства не показывают иное, следует предположить, что крылья произошли от предков и что все группы с тех пор адаптировали свои крылья. Поэтому крылья являются симпозиоморфностью. Крылья, которые складываются под раковиной, однако, являются общим производным характером жуков, что делает выбор C синапоморфизмом. Аналогично, язык для сбора нектара – это черта, полученная различными группами мотыльков, бабочек, пчел и некоторых мух. Поэтому нектар, собирающий язык, также является синапоморфией.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *