Biológia I

olvassa el és elemezze a filogenetikai fát, amely tudományos szempontból dokumentálja az evolúciós kapcsolatokat

, egy szervezet vagy szervezetcsoport evolúciós történetét és kapcsolatát filogénnek nevezik. A filogenetika leírja egy szervezet kapcsolatait,például azt, hogy mely organizmusokról gondolják, hogy fejlődtek, mely fajokhoz kapcsolódik leginkább, stb. A filogenetikai kapcsolatok információkat szolgáltatnak a megosztott ősökről, de nem feltétlenül arról, hogy az organizmusok hasonlóak vagy különbözőek.,

a Tudományos Osztályozás

1. Ábra. Ebben a bogárgyűjteményben csak néhány a több mint egymillió ismert rovarfaj közül., A bogarak a rovarok fő alcsoportja. Az összes rovarfaj mintegy 40% – át, az összes ismert élőlényfaj mintegy 25% – át teszik ki.

miért osztályozzák a biológusok a szervezeteket? A fő ok az, hogy megértsük a földi élet hihetetlen sokféleségét. A tudósok több millió különböző fajt azonosítottak. Az állatok közül a szervezetek legkülönbözőbb csoportja a rovarok. Már több mint egymillió különböző rovarfajt írtak le. Becslések szerint kilencmillió rovarfajt még nem azonosítottak., A rovarfajok apró töredékét az 1.ábrán látható bogárgyűjtemény mutatja.

olyan változatos, mint a rovarok, még több baktériumfaj lehet, az organizmusok másik fő csoportja. Nyilvánvaló, hogy szükség van az élet óriási sokféleségének megszervezésére. A besorolás lehetővé teszi a tudósok számára, hogy megszervezzék és jobban megértsék a szervezetek közötti alapvető hasonlóságokat és különbségeket. Ez a tudás szükséges ahhoz, hogy megértsük a földi élet jelenlegi sokféleségét és múltbeli evolúciós történetét.,

filogenetikai fák

a tudósok egy filogenetikai fának nevezett eszközt használnak az organizmusok evolúciós útjainak és kapcsolatainak bemutatására. A filogenetikai fa olyan diagram, amelyet az organizmusok vagy szervezetek csoportjai közötti evolúciós kapcsolatok tükrözésére használnak. A tudósok a filogenetikai fákat az evolúciós múlt hipotézisének tekintik, mivel nem lehet visszamenni a javasolt kapcsolatok megerősítésére. Más szóval, az” élet fája ” felépíthető annak szemléltetésére, hogy a különböző organizmusok mikor fejlődtek ki, és hogy megmutassák a különböző organizmusok közötti kapcsolatokat (2.ábra).,

az organizmusok minden csoportja saját evolúciós útján ment keresztül, amelyet filogénnek neveztek. Minden szervezet megosztja másokkal a rokonságot, és morfológiai és genetikai bizonyítékok alapján a tudósok megpróbálják feltérképezni minden földi élet evolúciós útvonalait. Sok tudós filogenetikai fákat épít az evolúciós kapcsolatok szemléltetésére.

filogenetikai fák szerkezete

a filogenetikai fa úgy olvasható, mint az evolúciós történelem térképe. Sok filogenetikai fának egyetlen vonala van a bázison, amely egy közös őst képvisel., A tudósok ezeket a fákat gyökerezik, ami azt jelenti, hogy van egy ősi vonal (általában alulról vagy balra húzva), amelyhez a diagramban szereplő összes organizmus kapcsolódik. A gyökeres filogenetikai fában megfigyelhető, hogy a három domén—a baktériumok, az Archaea és az Eukarya—egyetlen ponttól eltér, és elágazik. A kis ág, amelyet a növények és az állatok (beleértve az embereket is) elfoglalnak ebben az ábrán, megmutatja, hogy ezeket a csoportokat miként hasonlítják össze más organizmusokkal. Az el nem gyökerezett fák nem mutatnak közös őst, hanem a fajok közötti kapcsolatokat mutatják.,

2.ábra. Mindkét filogenetikus fa az élet három tartományának—baktériumok, Archaea és Eukarya-kapcsolatát mutatja, de az (a) gyökeres fa megpróbálja azonosítani, hogy a különböző fajok eltérnek-e a közös őstől, míg a (b) nem gyökerezett fa nem. (a hitel: Eric Gaba munkájának módosítása)

egy gyökeres fában az elágazás evolúciós kapcsolatokat jelez (3.ábra). Az a pont, ahol egy osztott történik, úgynevezett ág pont, jelentése, ahol egyetlen vonal fejlődött egy különálló újat., A gyökérből Korán kifejlődött, még nem elágazó leszármazást bazális taxonnak nevezik. Amikor két vonal ugyanabból az ágpontból származik, ezeket taxon nővérnek hívják. A több mint két vonalból álló ágat politómiának nevezik, amely szemlélteti, hogy a tudósok nem határozták meg véglegesen az összes kapcsolatot. Fontos megjegyezni, hogy bár a sister taxa és a polytomia közös őse, ez nem jelenti azt, hogy az organizmusok csoportjai szétváltak vagy egymástól fejlődtek., A két taxában lévő organizmusok egy adott ágponton szétválhattak, de egyik taxon sem adott okot a másikra.

3.ábra. A filogenetikai fa gyökere azt jelzi, hogy egy ősi származás a fa összes organizmusát eredményezte. Egy elágazási pont azt jelzi, hogy két vonal eltér egymástól. A korai fejlődési vonal, amely még nem elágazó, egy bazális taxon. Ha két vonal ugyanabból az ágpontból származik,akkor ezek taxonok. A több mint két Vonalú ág egy politómia.,

a fenti diagramok az evolúciós történelem megértésének útjaként szolgálhatnak. Az út az élet eredetétől minden egyes fajig nyomon követhető úgy, hogy a két pont közötti evolúciós ágakon navigál. Is, kezdve egyetlen faj követése vissza felé a “láda” a fa, lehet felfedezni, hogy a faj ősei, valamint ahol a vonalak segítségével közös származás. Ezenkívül a fa felhasználható az organizmusok teljes csoportjainak tanulmányozására.,

egy másik pont, amelyet meg kell említeni a filogenetikai faszerkezeten, az, hogy az ágpontokon történő forgatás nem változtatja meg az információt. Például, ha egy elágazási pontot elforgattak, és a taxonrend megváltozott, ez nem változtatná meg az információt, mert az egyes taxonok fejlődése az ágponttól független volt a másiktól.

a biológia tanulmányozásán belül számos tudományág hozzájárul ahhoz, hogy megértsük, hogyan alakult ki a múlt és a jelen élet az idő múlásával; ezek a tudományágak együttesen hozzájárulnak az “életfa” felépítéséhez, frissítéséhez és fenntartásához.,”Az információt arra használják, hogy az evolúciós kapcsolatok alapján szervezzék és osztályozzák az organizmusokat a szisztematika nevű tudományos területen. Az adatokat fosszíliákból, a testrészek vagy molekulák szerkezetének tanulmányozásából, valamint DNS-elemzésből lehet gyűjteni. Számos forrásból származó adatok kombinálásával a tudósok összeállíthatják egy szervezet filogenetikai fáit; mivel a filogenetikai fák hipotézisek, továbbra is változni fognak, mivel új típusú életet fedeznek fel, és új információkat tanulnak meg.,

A filogenetikai fák korlátai

könnyen feltételezhető, hogy a szorosabban kapcsolódó szervezetek jobban hasonlítanak egymásra, és bár ez gyakran előfordul, ez nem mindig igaz. Ha két szorosan kapcsolódó vonal jelentősen változatos környezetben vagy egy jelentős új adaptáció kialakulása után alakult ki, akkor a két csoport különbözőbben jelenhet meg, mint más olyan csoportok, amelyek nem olyan szorosan kapcsolódnak egymáshoz., A 4. ábrán látható filogenetikai fa például azt mutatja, hogy a gyíkoknak és a nyulaknak egyaránt van magzattojásuk, míg a békáknak nincs; a gyíkok és békák azonban inkább hasonlítanak a gyíkokhoz és a nyulakhoz.

4.ábra. Ez a gerincesek létraszerű filogenetikai fája egy olyan szervezet gyökerezik, amely nem rendelkezett gerincoszlopgal. Minden egyes elágazási ponton a különböző karakterű organizmusokat különböző csoportokba helyezik az általuk megosztott jellemzők alapján.,

a filogenetikai fák másik aspektusa az, hogy eltérő jelzés hiányában az ágak nem veszik figyelembe az idő hosszát, csak az evolúciós rendet. Más szavakkal, az ág hossza általában nem jelenti azt, hogy több idő telt el, sem azt, hogy egy rövid ág kevesebb idő telt el-kivéve, ha a diagramon szerepel. Például a 4. ábrán a fa nem jelzi, hogy mennyi idő telt el az amniotikus tojások és a haj fejlődése között. Amit a fa mutat, az a sorrend, amelyben a dolgok zajlottak., Ismét a 4. ábrát használva a fa azt mutatja, hogy a legrégebbi tulajdonság a gerincoszlop, amelyet csuklós pofák követnek stb. Ne feledje, hogy minden filogenetikai fa része a nagyobb egésznek, és mint egy igazi fa, nem csak egy irányban nő, miután egy új ág fejlődik.

tehát a 4. ábrán szereplő organizmusok esetében csak azért, mert a gerincoszlop kialakult, nem jelenti azt, hogy a gerinctelen evolúció megszűnt, csak azt jelenti, hogy új ág alakult ki., Továbbá azok a csoportok, amelyek nem szorosan kapcsolódnak egymáshoz, de hasonló körülmények között fejlődnek, fenotípusosabban hasonlítanak egymáshoz, mint egy közeli hozzátartozóhoz.

A Rendszertani Besorolás Rendszer

Taxonómia (ami szó szerint azt jelenti “megállapodás törvény”) a tudomány osztályozása szervezetek építeni nemzetközileg közös osztályozási rendszerek minden szervezet helyezett egyre több befogadó csoportok. Gondolj arra, hogyan szerveződik egy élelmiszerbolt. Egy nagy tér van osztva osztályok, mint például a termékek, tejtermékek, húsok., Ezután minden osztály tovább oszlik folyosókra, majd minden folyosóra kategóriákba és márkákba, majd végül egyetlen termékre. Ezt a szervezetet nagyobbról kisebbre, konkrétabb kategóriákra hierarchikus rendszernek nevezik.

a rendszertani osztályozási rendszer (amelyet feltalálója, Carl Linnaeus után Linnaeus néven is neveznek) hierarchikus modellt alkalmaz. A származási ponttól kezdve a csoportok pontosabbá válnak, amíg az egyik ág egyetlen fajként véget nem ér., Például az élet közös kezdete után a tudósok három nagy kategóriába sorolják az organizmusokat, amelyeket domainnek neveznek: baktériumok, Archaea, Eukarya. Minden tartományon belül van egy második kategória, amelyet Királyságnak hívnak. A királyságok után a növekvő specificitás következő kategóriái: phylum, osztály, rend, család, nemzetség és fajok (5.ábra).

5.ábra. A rendszertani osztályozási rendszer hierarchikus modellt alkalmaz az élő szervezetek egyre konkrétabb kategóriákba történő szervezésére., A közönséges kutya, a Canis lupus familiaris a Canis lupus egyik alfaja, amely magában foglalja a farkast és a dingót is. (hitel “kutya”: Janneke Vreugdenhil munkájának módosítása)

a kingdom Animalia az Eukarya tartományból származik. A közönséges kutya esetében a besorolási szintek az 5.ábrán látható módon lennének. Ezért a szervezet teljes neve technikailag nyolc kifejezéssel rendelkezik. A kutya számára: Eukarya, Animalia, Chordata, Mammalia, Carnivora, Canidae, Canis és lupus. Figyeljük meg, hogy minden név nagybetűs, kivéve a fajok, és a nemzetség és faj nevek dőlt., A tudósok általában csak a nemzetségükre és fajaikra utalnak, ami kétszavas tudományos neve, az úgynevezett binomiális nómenklatúrában. Ezért a kutya tudományos neve Canis lupus. A nevet minden szinten taxonnak is nevezik. Más szóval, a kutyák rendben vannak Carnivora. A Carnivora a taxon neve a rend szintjén; a Canidae a családi szintű taxon, stb. Az organizmusoknak is van egy közös neve, amelyet az emberek általában használnak, ebben az esetben, kutya. Ne feledje, hogy a kutya emellett alfaj: a Canis lupus familiaris “familiaris”., Az alfajok ugyanannak a fajnak a tagjai, amelyek képesek életképes utódok párzására és reprodukálására, de földrajzi vagy viselkedési elszigeteltség vagy más tényezők miatt különálló alfajnak tekintik őket.

a 6. ábra azt mutatja, hogy a szintek hogyan mozognak a specifitás felé más organizmusokkal. Figyeljük meg, hogy a kutya osztja a domain a legszélesebb változatossága szervezetek, beleértve a növények, lepkék. Minden egyes alszintnél az organizmusok hasonlóbbá válnak, mert szorosabban kapcsolódnak egymáshoz., Történelmileg a tudósok jellemzőket használva osztályozták az organizmusokat, de a DNS-technológia fejlődésével pontosabb filogéneket határoztak meg.

gyakorlati kérdés

6.ábra. A rendszertani osztályozási rendszer minden egyes alszintjén az organizmusok hasonlóak lesznek. A kutyák és farkasok ugyanolyanok, mert képesek életképes utódokat szaporítani és termelni, de elég különbözőek ahhoz, hogy különböző alfajoknak lehessen őket besorolni., (hitel, “növény”: módosítás a munka által “berduchwal”/Flickr; hitel “rovar”: módosítás a munka által Jon Sullivan; a “halak”: módosítás a munka a Keresztény Mehlführer; a “nyúl”: módosítás a munka által Aidan Wojtas; a “macska”: módosítás a munka által Jonathan Lidbeck; a “róka”: módosítását munkáját Kevin Bacher, NPS; a “sakál”: módosítását munka Thomas A., Hermann, NBII, USGS; hitel “farkas”: Robert Dewar munkájának módosítása; hitel “kutya”: a munka módosítása a “digital_image_fan”/Flickr)

milyen szinteken tekintik a macskák és kutyák ugyanazon csoport részét?

válasz megjelenítése

A macskák és kutyák öt szinten egy csoportba tartoznak: mindkettő az Eukarya, a kingdom Animalia, a phylum Chordata, az emlősök osztályába és a Carnivora rendbe tartozik.,

a legújabb genetikai elemzések és egyéb fejlemények azt mutatták, hogy néhány korábbi filogenetikai osztályozás nem igazodik az evolúciós múlthoz, ezért új felfedezések bekövetkezésekor változtatásokat és frissítéseket kell végrehajtani. Emlékezzünk arra, hogy a filogenetikai fák hipotézisek, és az adatok elérhetővé válásával módosulnak., Ezenkívül az osztályozás történelmileg elsősorban a közös jellemzőkkel rendelkező szervezetek csoportosítására összpontosított, és nem feltétlenül szemlélteti, hogy a különböző csoportok evolúciós szempontból hogyan kapcsolódnak egymáshoz. Például annak ellenére, hogy egy víziló jobban hasonlít egy sertésre, mint egy bálna, a víziló lehet A bálna legközelebbi élő rokona.

ellenőrizze megértését

válaszoljon az alábbi kérdésre, hogy megtudja, mennyire érti az előző szakaszban tárgyalt témákat., Ez a rövid kvíz nem számít bele az osztályodba, és korlátlan számú alkalommal megismételheted.

használja ezt a kvízt, hogy ellenőrizze a megértését, majd eldöntse, hogy (1) tanulmányozza tovább az előző részt, vagy (2) lépjen tovább a következő szakaszra.