CLADOGRAM: K ČEMU SLOUŽÍ A PŘÍKLADY - BIOLOGIE - 2025

Cladogram je větvení schéma nebo schéma charakteristik sdílené skupinou organismů, které představují nejpravděpodobnější evoluční historii linie. Rekonstrukce se provádí podle metodiky navržené biologem Williem Hennigem.

Kladkopisy jsou charakterizovány seskupením taxonů na základě jejich synapomorfií nebo odvozených znaků, které jsou sdíleny.

K čemu to je?

Kladogramy umožňují vizualizovat fylogenetické vztahy mezi skupinou nebo skupinami zájmových organismů.

V evoluční biologii tyto diagramy umožňují zpracovat fylogenetické stromy, a proto rekonstruovat evoluční historii skupiny, což pomáhá definovat její klasifikaci a taxonomické rozsahy.

Kromě toho pomáhá objasnit evoluční mechanismy zkoumáním způsobu, jakým se organismy mění v průběhu času, směru této změny a frekvence, v níž se tak děje.

Jak je rozpracováno?

Jedním z hlavních cílů evolučních biologů je najít postavení druhu na „stromě života“. Aby toho dosáhli, analyzují různé vlastnosti v organismech, ať už jsou to morfologické, ekologické, etologické, fyziologické nebo molekulární.

Morfologické charakteristiky jednotlivců byly široce používány pro stanovení jejich klasifikace; přichází však bod, kdy nestačí k diskriminaci na konkrétních větvích stromu. V tomto případě molekulární nástroje pomáhají rozeznat tyto vztahy.

Jakmile je vlastnost vybrána, jsou konstruovány a znázorněny hypotézy vztahů příbuznosti mezi zájmovými druhy.

V tomto diagramu představují větve hypotetické předky, kde došlo k cladogenezi nebo oddělení evolučních linií. Na konci každé větve jsou všechna taxony, které byly zahrnuty do počáteční analýzy, ať už jde o druh, rod, mimo jiné.

Homologie

K navázání vztahů mezi skupinou organismů musí být použity homologní znaky; to je dvě charakteristiky, které sdílejí společného předka. Postava je považována za homologní, pokud svůj současný stav získala přímou dědičností.

Například horní končetiny lidí, psů, ptáků a velryb jsou navzájem homologní. I když plní různé funkce a na první pohled vypadají velmi odlišně, strukturální vzorec kostí je ve skupinách stejný: všichni mají humerus, následovaný poloměrem a ulnou.

Naproti tomu křídla netopýrů a ptáků (tentokrát na základě struktury k letu) nejsou homologní, protože tyto struktury nezískaly přímou dědičností. Společný předek těchto létajících obratlovců nepředstavoval křídla a obě skupiny ho získaly konvergentním způsobem.

Pokud chceme odvodit fylogenetické vztahy, tyto znaky nejsou užitečné, protože ačkoli jsou podobné, dostatečně nenaznačují společný původ organismů.

Sdílené primitivní a odvozené znaky

Páteří je nyní homologní charakter všech savců. Tato struktura však neslouží k odlišení savců od jiných taxonů, protože jiné skupiny, jako jsou ryby a plazi, mají páteř. V cladistickém jazyce se tento typ charakteru nazývá primitivní sdílená postava nebo jednoduchá forma.

Pokud chceme navázat fylogenetické vztahy mezi savci za použití páteře jako kritéria, nemůžeme dospět k spolehlivému závěru.

V případě vlasů je to vlastnost sdílená všemi savci, která neexistuje v jiných skupinách obratlovců. Z tohoto důvodu je to sdílená odvozená postava - synapomorfie - a je považována za evoluční novost určité klaje.

Pro zpracování kladogramu navrhuje fylogenetická systematika vytvoření taxonomických skupin pomocí sdílených odvozených znaků.

Klasifikační školy: cladismus

Pro stanovení klasifikace a fylogenetických vztahů mezi organismy je nutné uchýlit se k objektivním normám, které k objasnění těchto vzorců používají přísnou metodu.

Aby se zabránilo subjektivním kritériím, vznikají školy klasifikace: tradiční evoluční taxonomie a cladismus.

Cladism (od řeckých kladív, což znamená "větev") nebo fylogenetická systematika byla vyvinuta v roce 1950 německým entomologem Willi Hennigem a je široce přijímána pro svou metodologickou přísnost.

Cladisté ​​vytvářejí kladogramy, které představují genealogické vztahy mezi druhy a dalšími terminálními taxony. Podobně hledají uspořádané sady sdílených odvozených znaků nebo synapomorfií.

Tato škola nepoužívá sdílené předkové postavy ani jednoduché verforfie a poskytuje platnost pouze monofyletickým skupinám; to je, seskupení, která zahrnují nejnovějšího společného předka a všechny potomky.

Parafyletické skupiny (seskupení organismů, které zahrnují nejnovějšího společného předka, s vyloučením některých jejich potomků) nebo polypetika (seskupení organismů od různých předků) neplatí pro cladisty.

Zásada parsimony

Je možné, že při výrobě kladogramu se získá několik grafických znázornění, které ukazují různé evoluční historie téže skupiny organismů. V tomto případě je vybrán ten „parsimonious“ kladogram, který obsahuje nejméně transformací.

Ve světle parsimony je nejlepším řešením problému řešení, které vyžaduje nejmenší předpoklady. V oblasti biologie se to interpretuje jako méně evolučních změn.

Rozdíly mezi kladogramy a fylogenetickými stromy

Taxonomové obvykle usilují o technické rozdíly mezi kladogramem a fylogenetickým stromem. Je nutné objasnit, že kladogram není striktně rovnocenný fylogenetickému stromu.

Větve kladogramu jsou formálním způsobem označování vnořené hierarchie cladů, zatímco ve fylogenetickém stromu jsou větve reprezentací linií, ke kterým došlo v minulosti. Jinými slovy, kladogram neznamená evoluční historii.

K získání fylogenetického stromu je třeba přidat další informace: další interpretace týkající se předků, délky linií v čase a množství evolučních změn, ke kterým došlo mezi studovanými liniemi.

Proto jsou kladogramy prvními aproximacemi pro finální vytvoření fylogenetického stromu, což naznačuje možný vzorec větvení.

Příklady

Amniotes

Kladkogram amniotů představuje tři skupiny obratlovců tetrapodů: plazy, ptáky a savce. Všechny tyto jsou charakterizovány přítomností čtyř vrstev (chorion, alantois, amnion a yolk sac) v embryu.

Všimněte si, že pojem „plaz“ je parafyletický, protože nezahrnuje ptáky; z tohoto důvodu je odmítnuto cladisty.

Lidoopi

Kladkostroj opic zahrnuje rod: Hylobates, Pongo, Gorilla, Pan a Homo. Populárně je koncept lidoopa parafyletický, protože vylučuje rod Homo (my lidé).

Reference

1. Campbell, NA, a Reece, JB (2007). Biologie. Panamerican Medical Ed.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Pozvánka k biologii. Panamerican Medical Ed.
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrované základy zoologie. New York: McGraw - Hill.
4. Kardong, KV (2002). Obratlovci: srovnávací anatomie, funkce, vývoj. McGraw-Hill.
5. Soler, M. (2002). Evoluce: základ biologie. Jižní projekt.