Содержание
- Ранняя история систем классификации
- Системы классификации двадцатого века
- Появление кладистики
- Что такое филогенетическая систематика?
- Определение кладистики
- Основные допущения кладистической классификации
- Что такое кладограмма?
- Примеры кладистики
- Классификация кладистической классификации
- Характер состояний организмов
- Методы кладистики
- Традиционная эволюционная классификация
- Современная кладистическая классификация
- Будущие направления в области логистики
Миллионы лет назад одна клетка начала эволюцию, которая дала начало дереву жизни и его трем основным областям: Археи, Бактерии и Эукариота.
Каждая ветвь является примером клады, Клэйд представляет группу, которая включает в себя общего предка и все потомки. кладистика это современная форма таксономия который размещает организмы на разветвленной диаграмме, называемой кладограмма (как родословная), основанная на таких чертах, как сходство ДНК и филогения.
Ранняя история систем классификации
В области биологии кладистика является система таксономии которая включает в себя классификацию и организацию организмов на филогенетическое древо жизни, До анализа ДНК классификация в значительной степени основывалась на наблюдениях сходных и различных признаков и поведения.
Западные общества использовали классификацию со времен Аристотеля в древней Греции, когда живые организмы были просто разделены на категории растений и животных для целей изучения.
В 1700-х годах Каролус (Карл) Линней разработал таксономию систематической биологии, основанную на классификации организмов по внешнему виду и общим признакам. Он разработал схему размещения организма в иерархический таксон (группа; единственное число), которая включала несколько таксонов (группы; множественное число). Линней также разработал биномиальную номенклатуру - систему присвоения научных названий, таких как Homo Sapiens (человек) к организмам.
Чарльз Дарвин а также Альфред Рассел Уоллес предложил идею естественного отбора, и Дарвин формализовал теорию эволюции в середине 1800-х годов. Дарвина Происхождение видов встряхнуло научное сообщество, предположив, что все организмы произошли от общего предка и могут быть классифицированы в соответствии с их эволюционными взаимоотношениями.
Системы классификации двадцатого века
Орнитолог Эрнст Майр был выдающимся биологом-эволюционистом 20-го века, который активно изучал таксономию птиц, путешествуя и работая куратором в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке. Его новаторская книга Систематика и происхождение видов был опубликован в 1942 году издательством Колумбийского университета.
Майр известен своими работами по генам, наследственности, изменчивости и видообразованию популяций в изолированных районах, которые могут быть использованы для целей классификации.
Появление кладистики
Cladistics - это система биологической классификации, основанная на анализе признаков, генетического состава или физиологии, которые были общими с общим предком до тех пор, пока не произошел какой-либо тип расхождения, в результате которого появились новые виды. Немецкий таксономист Вилли Хенниг jumpstarted кладистическая классификация в 1950 году, когда он написал свою книгу о филогенетическая систематика.
Позднее книга была переведена на английский язык и широко прочитана в Америке после публикации издательством Университета Иллинойса в 1966 году.
Теория филогенетической систематики Хеннига оспаривала современные подходы к таксономии, введенные Дарвином и Уоллесом.
Он утверждал, что виды должны быть идентифицированы и классифицированы на основе генетики и отношений Клэда, особенно монофилетических групп. Хенниг оттачивал внимание на недавнем происхождении и идентификации эволюционировавших, модифицированных признаков организмов, которые имели прямое происхождение - даже если производные характеристики не были похожи на характеристики общего предка.
Что такое филогенетическая систематика?
Филогенетика это исследование известных или предполагаемых эволюционных отношений, основанных на филогения (происхождение) сгруппированных организмов. Филогенетическое древо жизни иллюстрирует, как таксоны (группы организмов) эволюционировали в определенном порядке, поскольку жизнь разносторонне развивалась и разветвлялась от общего предка.
Процесс эволюционного видообразования выглядит как ветви на родословной. Поскольку нет точного способа узнать, что произошло так давно, науки должны сделать выводы о том, как развивалась жизнь, основываясь на записи окаменелостей, сравнительная анатомия, физиология, поведение, эмбриология и молекулярные данные, Эволюционная биология - это динамичное поле, в котором постоянно делаются новые открытия.
Определение кладистики
Эволюционные биологи делают вывод гипотетические эволюционные отношения между таксонами на основе детального сравнения похожих и разных характеристик.
Изучение эволюционного происхождения помогает точно определить, когда возникли определенные черты и были переданы последующим поколениям. Кладистический анализ, как и филогенетическая систематика, исследует эволюционные паттерны происхождения, которые помогают собрать воедино эволюционную историю видов, а также объясняет разнообразие жизни и исчезновение видов.
Основные допущения кладистической классификации
Cladistics работает над основной предпосылкой, что жизнь на Земле возникла только один раз, а это означает, что всю жизнь можно проследить до этого первого исконного организма. Следующее предположение состоит в том, что существующие виды разделяются на две группы, разграниченные узлом на ветке дерева. Наконец, организмы предположительно изменяются, адаптируются и развиваются.
точка расхождения представляет начало двух новых линий, разветвляющихся и образующих два новых вида.
Что такое кладограмма?
Кладограммы используются для осмысленного сравнения групп.
В биологии кладограмма Визуальное представление связанных характеристик у различных организмов. Обычно группировка осуществляется в соответствии с определенными интересующими чертами. Тем не менее, различные точки данных могут быть объединены для создания более точного эволюционного дерева, которое объясняет сложные отношения.
Можно провести различие между кладограммой и филогенетическим деревом, но термины также иногда используются взаимозаменяемо. Кладограммы фокусируются на характеристиках на макро- и молекулярном уровне, которые указывают на родство. Кладограмма предполагает вероятные эволюционные отношения между группами организмов или таксонов, которые могут быть маленькими или большими в количестве:
Примеры кладистики
Многоклеточные эукариоты породили множество все более сложных организмов.
Например, рыба и люди восходят к общему предку миллионы лет назад. Эти сложные отношения могут быть изображены на простой кладограмме, иллюстрирующей кладистические отношения. Начните с изображения наследственного эукариота у основания дерева.
По мере развития общего предка один узел на дереве разветвлялся на водных позвоночных, как челюсть без рыбы. В следующем узле ветвь разошлась на четвероногих четвероногих.
Следующий узел показывает расхождение, когда у животных развились амниотические яйца, а затем расщепление, когда у животных развился мех или шерсть. Гораздо позже люди и приматы расходились и развивались по разным путям.
Классификация кладистической классификации
Кладистическая классификация рассматривает некоторые характеристики организмов, которые непосредственно влияют на наследственные состояния в эволюционной биологии. Хенниг разработал много научных терминов для описания своего подхода к категоризации, которые были полезны для его идей и теорий. Термины описывают группы организмов по отношению к конкретному узлу на филогенетическом дереве или кладограмме:
Характер состояний организмов
Состояния персонажа являются признаками, полученными в процессе естественного отбора, адаптации и унаследованной дисперсии, которые приводят к биоразнообразию в жизни. Таким образом, только синапоморфии актуальны при различении эволюционных отношений. Множественные синапоморфии в организмах с общим предком монофилетическая:
Методы кладистики
Ученые, которых называют кладистами, располагают таксоны в филогенетическом дереве, которое может выявить новые эволюционные связи. Группировка производится на основе физических, молекулярных, генетических и поведенческих характеристик.
Диаграмма, называемая кладограммой, показывает родство, когда виды отошли от общего предка в разные моменты эволюционной истории.
Кладограммы - это разветвленные диаграммы кладистические данные которые упорядочивают определенные характеристики, используя, например, сравнительные физические наборы данных или молекулярные данные. Исследователи сегодня часто используют компьютерные программы для объединения наборов данных, чтобы создать более точные кладограммы, которые показывают связные и всесторонние отношения между организмами.
Базовая методология не сложна, но каждый шаг должен выполняться тщательно:
Традиционная эволюционная классификация
Истоки традиционные эволюционные методы классификация восходит к древности. Все живые организмы считались растениями или животными. Классические методы не делали различий между тем, были ли наблюдаемые признаки унаследованы от далекого предка или более позднего.
Цель состояла в том, чтобы разработать карту того, как жизнь на Земле могла развиться из моря.
Характеристики, используемые для классификации, определяются экспертами, которые рассматривают очевидные различия, такие как мех, чешуя или перья. Подход работал лучше для классификации позвоночных, чем беспозвоночных. Эволюционная классификация Размещает организмы в группы уменьшающегося размера в трех областях, которые далее делятся на королевство, тип / разделение, класс, порядок, семейство, род и виды.
Клэдистические методы не привязаны к системе классификации Линнея, и они глубже исследуют возможности соединения.
Традиционная систематика размещает организмы на эволюционном дереве в зависимости от того, когда и как вид изменился, например, в результате адаптации к новому образу жизни или среде обитания. Дерево показывает направление эволюции во время. Субъективные оценки признаков и характеристик в традиционных методах могут привести к искажению результатов и сделать исследование трудным или невозможным для воспроизведения.
Современная кладистическая классификация
Клэдистические и филогенетические методы классификации в настоящее время предпочтительнее традиционных методов классификации в естественных науках. Новый подход является более научным, научно обоснованным и неопровержимым. Например, секвенирование ДНК и РНК используется для изучения организмов на молекулярном уровне для детального размещения на кладограмме.
Организмы расположены в соответствии с их общие производные характеристики.
Будущие направления в области логистики
Кладистика в области биологии позволяет ученым выявлять закономерности, формировать гипотезы, проверять гипотезы и делать прогнозы.
«Cladistics, значит, об открытии», как описывают современные кладисты, Дэвид М. Уильямс и Малте К. Эбах, в 2018 году. Уильямс и Эбах рассматривают кладистику как процесс естественной классификации, которая не требует основ в эволюционной теории.
Технология добавляет уровень точности и сложности в методы логистики. В частности, секвенирование ДНК генов указывает на степень родства и общего происхождения с высокой степенью достоверности. Различия в ДНК могут дать представление о том, как давно виды имели общего предка.
Новые результаты могут подтвердить или исправить предыдущие предположения о том, как эволюционировали организмы, и помочь классифицировать новые виды по мере их обнаружения.