Τι σας λέει το φυλογενετικό δέντρο για τις εξελικτικές σχέσεις των ζώων;

Η φυλογενετική είναι ένας κλάδος της βιολογίας που μελετά τις εξελικτικές σχέσεις μεταξύ οργανισμών. Με την πάροδο των ετών, στοιχεία που υποστηρίζουν τις σχέσεις και τα πρότυπα μεταξύ των ειδών έχουν συγκεντρωθεί μέσω μορφολογικών και μοριακών γενετικών δεδομένων. Οι εξελικτικοί βιολόγοι συγκεντρώνουν αυτά τα δεδομένα σε διαγράμματα που ονομάζονται φυλογενετικά δέντρα ή κλαδογράμματα, τα οποία απεικονίζει οπτικά πώς σχετίζεται η ζωή και παρουσιάζει ένα χρονοδιάγραμμα για την εξελικτική ιστορία του οργανισμοί.

Ένα φυλογενετικό δέντρο μοιάζει με ένα διαδοχικά διακλαδισμένο δέντρο, ξεκινώντας με ένα κοινό κλαδί, και στη συνέχεια χωρίζεται σε περισσότερα κλαδιά που στη συνέχεια αποκλίνουν ακόμη περισσότερο σε περισσότερα κλαδιά. Οι άκρες των κλάδων αντιπροσωπεύουν τα σημερινά ταξί ή είδη. Δουλεύοντας προς τα πίσω, είδη που μοιράζονται έναν "κόμβο" ή έναν κοινό κλάδο, μοιράζονται έναν πρόγονο σε αυτόν τον κόμβο. Επομένως, όσο πιο πίσω πηγαίνετε προς το κύριο κλαδί του δέντρου, τόσο πιο πίσω πηγαίνετε στην εξελικτική ιστορία. Αντίθετα, κάθε κλάδος που προήλθε από έναν κοινό κόμβο είναι απόγονοι αυτού του είδους.

Ένας εξελικτικός βιολόγος δημιουργεί ένα φυλογενετικό δέντρο συγκρίνοντας συγκεκριμένες αλληλουχίες DNA γονιδίων και μορφολογικά, ή φυσικά, χαρακτηριστικά εντός και μεταξύ ομάδων οργανισμών. Καθώς οι γενεαλογικές εξελίξεις εξελίσσονται με την πάροδο του χρόνου, οι κληρονομικές μεταλλάξεις οδηγούν σε αποκλίνουσες εξελικτικές διαδρομές, δημιουργώντας διαφορετικές ομάδες ειδών, μερικές πιο στενά συνδεδεμένες από άλλες.

Τα φυλογενετικά δέντρα είναι εξαιρετικά χρήσιμα στην απεικόνιση πληροφοριών σχετικά με τις εξελικτικές σχέσεις μεταξύ των υπαρχόντων ζώων. Μπορούν να απαντήσουν σε ερωτήσεις όπως: "Είναι ένα φίδι πιο στενά συνδεδεμένο με μια χελώνα ή έναν κροκόδειλο;" Σύμφωνα με ένα φυλογενετικό δέντρο αυτών των ειδών από στο Πανεπιστήμιο του Μεξικού, τα φίδια είναι πιο κοντά στους κροκόδειλους, επειδή τα κλαδιά τους συγκλίνουν σε έναν μόνο κόμβο, υποδηλώνοντας ότι μοιράζονται ένα κοινό πρόγονος. Ωστόσο, ένα κλαδί χελώνας είναι δύο κόμβοι μακριά, δύο πρόγονοι πίσω. Τα φυλογενετικά δέντρα συμβάλλουν επίσης σημαντικά στον τομέα της ταξινόμησης ή στην ταξινόμηση των σημερινών ειδών. Πιθανώς η πιο γνωστή μέθοδος ταξινόμησης που χρησιμοποιείται βασίζεται στο σύστημα Linnaean, εκχωρώντας οργανισμούς σε ένα βασίλειο, ένα φυλό, τάξη, τάξη, οικογένεια, γένος και είδη. Αυτό το σύστημα δεν βασίζεται στην εξέλιξη, έτσι οι βιολόγοι αρχίζουν να χρησιμοποιούν ένα φυλογενετικό σύστημα ταξινόμησης που βασίζεται σε ομάδες ή ομάδες, που αντιπροσωπεύονται από τα φυλογενετικά δέντρα.

Ένα φυλογενετικό δέντρο μπορεί να βοηθήσει στον εντοπισμό ενός είδους πίσω από την εξελικτική ιστορία, κάτω από τα κλαδιά του δέντρου και να εντοπίσει την κοινή τους καταγωγή στο δρόμο. Με την πάροδο του χρόνου, μια γενεαλογία μπορεί να διατηρήσει ορισμένα από τα προγονικά χαρακτηριστικά τους, αλλά θα τροποποιηθεί επίσης για να προσαρμοστεί στο μεταβαλλόμενο περιβάλλον. Τα δέντρα προσδιορίζουν επίσης την προέλευση ορισμένων χαρακτηριστικών ή όταν εμφανίστηκε για πρώτη φορά ένα συγκεκριμένο χαρακτηριστικό σε μια ομάδα οργανισμών. Το Πανεπιστήμιο του Μεξικού παρέχει ένα παράδειγμα της προέλευσης των χαρακτηριστικών που σχετίζονται με τη φάλαινα. Σύμφωνα με το φυλογενετικό δέντρο, οι φάλαινες και οι συγγενείς τους (κητοειδή) σχετίζονται στενά με α ομάδα που περιέχει την αγελάδα και τα ελάφια (artiodactyls), αλλά μόνο οι φάλαινες έχουν μακρύ τορπίλες σώμα. Επομένως, συνάγεται το συμπέρασμα ότι αυτό το χαρακτηριστικό εμφανίστηκε στο κλαδί αφού οι φάλαινες και τα αρδιοδιτακύλια αποκλίνουν από τον κοινό τους πρόγονο. Τα φυλογενετικά δέντρα αναγνώρισαν επίσης ότι τα πουλιά είναι απόγονοι των δεινοσαύρων με βάση ορισμένα κοινά φυσικά χαρακτηριστικά όπως τα οστά του ισχίου και τα κρανία τους.