biologie pentru Majors I
citiți și analizați un arbore filogenetic care documentează relațiile evolutive
în termeni științifici, istoria evolutivă și relația unui organism sau a unui grup de organisme se numește filogenie. Filogenia descrie relațiile unui organism, cum ar fi de la care organisme se crede că au evoluat, la care specii este cel mai strâns legate, și așa mai departe. Relațiile filogenetice oferă informații despre strămoși, dar nu neapărat despre modul în care organismele sunt similare sau diferite.,
Obiectivele de Învățare
- Identifica cum și de ce oamenii de stiinta clasifica organismele de pe pământ
- diferența între tipuri de arbori filogenetici și ce structura lor ne spune
- Identifica unele limitări ale arborilor filogenetici
- se Referă la taxonomice sistem de clasificare și nomenclatura binomială
Clasificare Științifică
Figura 1. Doar câteva dintre cele peste un milion de specii cunoscute de insecte sunt reprezentate în această colecție de gândaci., Gândacii sunt un subgrup major de insecte. Ele reprezintă aproximativ 40% din toate speciile de insecte și aproximativ 25% din toate speciile cunoscute de organisme.de ce biologii clasifică organismele? Motivul principal este acela de a înțelege diversitatea incredibilă a vieții de pe Pământ. Oamenii de știință au identificat milioane de specii diferite de organisme. Printre animale, cel mai divers grup de organisme este insectele. Mai mult de un milion de specii diferite de insecte au fost deja descrise. Aproximativ nouă milioane de specii de insecte nu au fost încă identificate., O mică parte din speciile de insecte este prezentată în colecția de gândaci din Figura 1.pe cât de diverse sunt insectele, pot exista și mai multe specii de bacterii, un alt grup major de organisme. În mod evident, este nevoie de organizarea diversității extraordinare a vieții. Clasificarea permite oamenilor de știință să organizeze și să înțeleagă mai bine asemănările și diferențele de bază dintre organisme. Această cunoaștere este necesară pentru a înțelege diversitatea actuală și istoria evolutivă trecută a vieții pe Pământ.,oamenii de știință folosesc un instrument numit arbore filogenetic pentru a arăta căile evolutive și conexiunile dintre organisme. Un arbore filogenetic este o diagramă utilizată pentru a reflecta relațiile evolutive între organisme sau grupuri de organisme. Oamenii de știință consideră că arborii filogenetici sunt o ipoteză a trecutului evolutiv, deoarece nu se poate întoarce pentru a confirma relațiile propuse. Cu alte cuvinte, un „arbore al vieții” poate fi construit pentru a ilustra momentul în care diferite organisme au evoluat și pentru a arăta relațiile dintre diferite organisme (Figura 2).,fiecare grup de organisme a trecut prin propria sa călătorie evolutivă, numită filogenia sa. Fiecare organism împărtășește relația cu ceilalți și, pe baza dovezilor morfologice și genetice, oamenii de știință încearcă să cartografieze căile evolutive ale întregii vieți de pe Pământ. Mulți oameni de știință construiesc arbori filogenetici pentru a ilustra relațiile evolutive.structura arborilor filogenetici un arbore filogenetic poate fi citit ca o hartă a istoriei evolutive. Mulți arbori filogenetici au o singură linie la bază reprezentând un strămoș comun., Oamenii de știință numesc astfel de copaci înrădăcinați, ceea ce înseamnă că există o singură linie ancestrală (de obicei trasă din partea de jos sau din stânga) la care se referă toate organismele reprezentate în diagramă. Observați în arborele filogenetic înrădăcinat că cele trei domenii—bacterii, Archaea și Eucarya—se deosebesc de un singur punct și se ramifică. Ramura mică pe care plantele și animalele (inclusiv oamenii) o ocupă în această diagramă arată cât de recente și minuscule sunt aceste grupuri comparate cu alte organisme. Copacii dezrădăcinați nu prezintă un strămoș comun, dar arată relații între specii.,
Figura 2. Ambele aceste arborilor filogenetici arată relația dintre cele trei domenii de viață—Bacteria, Archaea și Eukarya—dar (a) rădăcini de copac încercări de a identifica atunci când diverse specii deviat de la un strămoș comun, în timp ce (b) fără rădăcină copac nu. (credit a: modification of work by Eric Gaba)
într-un copac înrădăcinat, ramificația indică relații evolutive (Figura 3). Punctul în care are loc o divizare, numit punct de ramură, reprezintă locul în care o singură linie a evoluat într-una nouă distinctă., O linie care a evoluat devreme de la rădăcină și rămâne neramificată se numește taxon bazal. Când două linii provin din același punct de ramură, ele sunt numite taxoni sora. O ramură cu mai mult de două linii se numește politomie și servește pentru a ilustra unde oamenii de știință nu au determinat definitiv toate relațiile. Este important de menționat că, deși sora taxoni și politomia împărtășesc un strămoș, aceasta nu înseamnă că grupurile de organisme se împart sau au evoluat unele de altele., Este posibil ca organismele din doi taxoni să se fi despărțit într-un anumit punct de ramură, dar niciunul dintre taxoni nu a dat naștere celuilalt.
Figura 3. Rădăcina unui arbore filogenetic indică faptul că o linie ancestrală a dat naștere tuturor organismelor din copac. Un punct de ramură indică în cazul în care două linii divergente. O linie care a evoluat devreme și rămâne neramificată este un taxon bazal. Când două linii provin din același punct de ramură, ele sunt taxoni sora. O ramură cu mai mult de două linii este o politomie.,diagramele de mai sus pot servi ca o cale de înțelegere a istoriei evolutive. Calea poate fi urmărită de la originea vieții la orice specie individuală navigând prin ramurile evolutive dintre cele două puncte. De asemenea, pornind de la o singură specie și trasând înapoi spre „trunchiul” copacului, se pot descoperi strămoșii acelei specii, precum și unde liniile au o strămoș comun. În plus, arborele poate fi folosit pentru a studia grupuri întregi de organisme.,un alt punct de menționat pe structura arborelui filogenetic este că rotația la punctele de ramură nu schimbă informațiile. De exemplu, dacă un punct de ramură a fost rotit și ordinea taxonului s-a schimbat, acest lucru nu ar modifica informațiile, deoarece evoluția fiecărui taxon din punctul de ramură a fost independentă de cealaltă.multe discipline din cadrul studiului biologiei contribuie la înțelegerea modului în care viața trecută și prezentă a evoluat în timp; aceste discipline contribuie împreună la construirea, actualizarea și menținerea „arborelui vieții.,”Informațiile sunt utilizate pentru organizarea și clasificarea organismelor bazate pe relații evolutive într-un domeniu științific numit sistematică. Datele pot fi colectate din fosile, din studierea structurii părților corpului sau a moleculelor utilizate de un organism și prin analiza ADN. Prin combinarea datelor din mai multe surse, oamenii de știință pot pune împreună filogenia unui organism; deoarece copacii filogenetici sunt ipoteze, ei vor continua să se schimbe pe măsură ce sunt descoperite noi tipuri de viață și se învață noi informații.,
recenzie Video
limitări ale arborilor filogenetici
poate fi ușor să presupunem că organismele mai strâns legate arată mai asemănătoare și, deși acest lucru este adesea cazul, nu este întotdeauna adevărat. Dacă două linii strâns legate au evoluat în medii semnificativ variate sau după evoluția unei noi adaptări majore, este posibil ca cele două grupuri să apară mai diferite decât alte grupuri care nu sunt la fel de strâns legate., De exemplu, arborele filogenetic din Figura 4 arată că șopârlele și iepurii au ouă amniotice, în timp ce broaștele nu; totuși șopârlele și broaștele apar mai asemănătoare decât șopârlele și iepurii.
Figura 4. Acest arbore filogenetic al vertebratelor este înrădăcinat de un organism care nu avea o coloană vertebrală. În fiecare punct de ramură, organismele cu caractere diferite sunt plasate în grupuri diferite pe baza caracteristicilor pe care le împărtășesc.,un alt aspect al copacilor filogenetici este că, dacă nu se indică altfel, ramurile nu țin cont de durata de timp, ci doar de ordinea evolutivă. Cu alte cuvinte, lungimea unei ramuri nu înseamnă în mod obișnuit mai mult timp trecut, nici o ramură scurtă nu înseamnă mai puțin timp trecut— cu excepția cazului în care este specificat în diagramă. De exemplu, în Figura 4, arborele nu indică cât timp a trecut între evoluția ouălor amniotice și a părului. Ceea ce arată copacul este ordinea în care au avut loc lucrurile., Din nou, folosind figura 4, arborele arată că cea mai veche trăsătură este coloana vertebrală, urmată de fălcile articulate și așa mai departe. Amintiți-vă că orice arbore filogenetic face parte din întregul mai mare și, ca un copac adevărat, nu crește într-o singură direcție după ce se dezvoltă o nouă ramură.deci, pentru organismele din Figura 4, doar pentru că o coloană vertebrală a evoluat nu înseamnă că evoluția nevertebratelor a încetat, înseamnă doar că s-a format o nouă ramură., De asemenea, grupurile care nu sunt strâns legate, dar evoluează în condiții similare, pot apărea mai fenotipic similare între ele decât cu o rudă apropiată.
sistemul de clasificare taxonomică
taxonomia (care înseamnă literalmente „legea aranjamentului”) este știința clasificării organismelor pentru a construi sisteme de clasificare comune la nivel internațional cu fiecare organism plasat în grupuri din ce în ce mai incluzive. Gândiți-vă cum este organizat un magazin alimentar. Un spațiu mare este împărțit în departamente, cum ar fi produse, produse lactate și carne., Apoi, fiecare departament se împarte în continuare în culoar, apoi fiecare culoar în categorii și mărci, apoi în final un singur produs. Această organizație de la categorii mai mari la mai mici, mai specifice, se numește sistem ierarhic.sistemul de clasificare taxonomică (numit și sistemul Linnaean după inventatorul său, Carl Linnaeus, botanist, zoolog și medic suedez) folosește un model ierarhic. Trecând de la punctul de origine, grupurile devin mai specifice, până când o ramură se termină ca o singură specie., De exemplu, după începutul comun al întregii vieți, oamenii de știință împart organismele în trei mari categorii numite domeniu: bacterii, Archaea și Eucarya. În cadrul fiecărui domeniu este o a doua categorie numită regat. După regate, următoarele categorii de specificitate crescătoare sunt: filum, clasă, ordine, familie, gen și specie (Figura 5).
Figura 5. Sistemul de clasificare taxonomică folosește un model ierarhic pentru a organiza organismele vii în categorii din ce în ce mai specifice., Câinele comun, Canis lupus familiaris, este un subspecii de Canis lupus, care include și lupul și dingo. (credit „câine”: modificarea de muncă de către Janneke Vreugdenhil)
regatul Animal provine din domeniul Eukarya. Pentru câinele comun, nivelurile de clasificare ar fi așa cum se arată în Figura 5. Prin urmare, numele complet al unui organism are din punct de vedere tehnic opt termeni. Pentru câine, este: Eukarya, Animalia, Chordata, Mammalia, Carnivora, Canidae, Canis și lupus. Observați că fiecare nume este scris cu majuscule, cu excepția speciilor, iar numele genului și speciilor sunt italicizate., Oamenii de știință se referă, în general, la un organism numai prin genul și specia sa, care este numele său științific cu două cuvinte, în ceea ce se numește nomenclatură binomială. Prin urmare, numele științific al câinelui este Canis lupus. Numele de la fiecare nivel este, de asemenea, numit un taxon. Cu alte cuvinte, câinii sunt în ordine Carnivora. Carnivora este numele taxonului la nivel de ordine; Canidae este taxonul la nivel de familie și așa mai departe. Organismele au, de asemenea, un nume comun pe care oamenii îl folosesc de obicei, în acest caz, câine. Rețineți că câinele este în plus o subspecie:” familiaris ” în Canis lupus familiaris., Subspecii sunt membri ai aceleiași specii care sunt capabili să împerecheze și să reproducă descendenți viabili, dar sunt considerați subspecii separate datorită izolării geografice sau comportamentale sau a altor factori.figura 6 arată modul în care nivelurile se deplasează spre specificitate cu alte organisme. Observați cum câinele împarte un domeniu cu cea mai largă diversitate de organisme, inclusiv plante și fluturi. La fiecare subnivel, organismele devin mai asemănătoare, deoarece sunt mai strâns legate., Din punct de vedere istoric, oamenii de știință au clasificat organismele folosind caracteristici, dar pe măsură ce s-a dezvoltat tehnologia ADN, s-au determinat filogenii mai precise.
Practica Întrebare
Figura 6. La fiecare subnivel din sistemul de clasificare taxonomică, organismele devin mai asemănătoare. Câinii și lupii sunt aceeași specie deoarece pot să se reproducă și să producă urmași viabili, dar sunt suficient de diferiți pentru a fi clasificați ca subspecii diferite., (credit „planta”: modificarea de muncă de către „berduchwal”/Flickr; credit „insecte”: modificarea de muncă de către Jon Sullivan; credit „pește”: modificarea de muncă de către Christian Mehlführer; credit „iepure”: modificarea de muncă de către Aidan Wojtas; credit „cat”: modificarea de muncă de către Jonathan Lidbeck; credit „fox”: modificarea de muncă de către Kevin Bacher, NPS; credit „șacalul”: modificarea de muncă de către Thomas A., Hermann, NBII, USGS; credit „lup”: modificarea de muncă de către Robert Dewar; credit „câine”: modificarea de muncă de către „digital_image_fan”/Flickr)
La ce nivel sunt pisici și câini considerate a fi parte din același grup?