Kladistik: Tanım, Yöntem ve Örnekler

Milyonlarca yıl önce, tek bir hücre bir evrim hayat ağacını ve onun üç ana alanını ortaya çıkaran şey: Archaea, Bacteria ve Eukaryota.

Her şube bir örnektir dal. Bir klad, ortak bir atadan oluşan bir grubu temsil eder ve herşey torunları. kladistik modern bir şeklidir sınıflandırma organizmaları, adı verilen dallı bir diyagrama yerleştiren kladogram (bir soy ağacı gibi) DNA benzerlikleri ve filogeni gibi özelliklere dayanır.

Biyoloji alanında, kladistik bir sistemi sınıflandırma organizmaların sınıflandırılmasını ve düzenlenmesini içeren filogenetik ağaç hayatın. DNA analizinden önce, sınıflandırma büyük ölçüde benzer ve farklı özelliklerin ve davranışların gözlemlerine dayanıyordu.

Batı toplumları, canlı organizmaların araştırma amacıyla bitki ve hayvan kategorilerine ayrıldığı antik Yunanistan'da Aristoteles'in günlerinden beri sınıflandırmayı kullanmıştır.

1700'lerde, Carolus (Carl) Linnaeus organizmaların dış görünüşlerine ve ortak özelliklerine göre sınıflandırılmasına dayanan sistematik bir biyoloji taksonomisi geliştirdi. Organizmayı bir yere yerleştirmek için bir şema geliştirdi.

Charles Darwin ve Alfred Russel Wallace doğal seçilim fikrini önerdi ve Darwin 1800'lerin ortalarında evrim teorisini resmileştirdi. Darwin'in Türlerin Kökeni tüm organizmaların ortak bir atadan geldiğini ve evrimsel ilişkilerine göre sınıflandırılabileceğini öne sürerek bilim camiasını sarstı.

kuşbilimci Ernst Mayr New York'taki Amerikan Doğa Tarihi Müzesi'nde seyahat ederken ve küratör olarak çalışırken kuş taksonomisini kapsamlı bir şekilde inceleyen 20. yüzyılın önde gelen bir evrim biyoloğuydu. Onun çığır açan kitabı Sistematik ve Türlerin Kökeni 1942'de Columbia University Press tarafından yayınlandı.

Mayr, sınıflandırma amacıyla kullanılabilecek izole bölgelerdeki popülasyonların genleri, kalıtımı, varyasyonu ve türleşmesi üzerine yaptığı çalışmalarla tanınır.

Kladistik, özelliklerin analizine, genetik yapı veya bir tür ayrışma meydana gelene kadar ortak bir ata ile paylaşılan fizyoloji, yeni Türler. Alman taksonomisti Willi Hennig hızlı başladı kladistik sınıflandırma 1950'de kitabını yazdığında filogenetik sistematiği.

Kitap daha sonra İngilizce'ye çevrildi ve 1966'da University of Illinois Press tarafından yayınlandıktan sonra Amerika'da geniş çapta okundu.

Hennig'in filogenetik sistematik teorisi, çağdaş yaklaşımlara meydan okudu. sınıflandırma Darwin ve Wallace tarafından tanıtıldı.

Türlerin, özellikle monofiletik gruplar olmak üzere, genetik ve klad ilişkilerine dayalı olarak tanımlanması ve sınıflandırılması gerektiğini savundu. Hennig, son atalara ve organizmaların evrimleşmiş, değiştirilmiş özelliklerinin tanımlanmasına odaklandı. doğrudan bir soy paylaştı - türetilmiş özellikler ortak özelliklerinkilere benzemese bile Ata.

filogenetik dayalı bilinen veya varsayımsal evrimsel ilişkilerin incelenmesidir. soyoluş (soy) gruplandırılmış organizmaların. Filogenetik hayat ağacı, yaşamın çeşitlenmesi ve ortak bir atadan ayrılmasıyla taksonların (organizma gruplarının) belirli bir düzende nasıl evrimleştiğini gösterir.

Evrimsel türleşme süreci, bir soy ağacındaki dallara benziyor. Çok uzun zaman önce ne olduğunu bilmenin kesin bir yolu olmadığından, bilimler, yaşamın nasıl evrimleştiğine dair çıkarımlar yapmalıdır. fosil kayıtlarıkarşılaştırmalı anatomi, fizyoloji, davranış, embriyoloji ve moleküler veriler. Evrimsel biyoloji, sürekli olarak yeni keşiflerin yapıldığı dinamik bir alandır.

Evrimsel biyologlar varsayımsal evrimsel ilişkiler benzer ve farklı özelliklerin ayrıntılı bir karşılaştırmasına dayanan taksonlar arasında.

Evrimsel kökeni incelemek, belirli özelliklerin ne zaman ortaya çıktığını ve sonraki nesillere aktarıldığını belirlemeye yardımcı olur. Kladistik analiz, filogenetik sistematik gibi, parça parça yardımcı olan evrimsel soy kalıplarını inceler. canlıların ve türlerin çeşitliliğini açıklarken türlerin evrimsel tarihini bir arada yok oluşlar.

Kladistik, dünyadaki yaşamın yalnızca bir kez ortaya çıktığı temel öncülü üzerinde çalışır, bu da tüm yaşamın o ilk ata organizmasına kadar izlenebileceği anlamına gelir. Bir sonraki varsayım, mevcut türlerin bir ağaç dalı üzerindeki bir düğüm tarafından sınırlandırılmış iki gruba ayrıldığıdır. Son olarak, organizmalar muhtemelen değişir, uyum sağlar ve gelişir.

ayrılık noktası dallanan ve iki yeni tür oluşturan iki yeni soyun başlangıcını temsil eder.

Gruplar arasında anlamlı karşılaştırmalar yapmak için kladogramlar kullanılır.

Biyolojide, bir kladogram bir görsel sunum çeşitli organizmalarda ilgili özelliklerin Genellikle gruplama, belirli belirli ilgi özelliklerine göre yapılır. Ancak, karmaşık ilişkileri açıklayan daha doğru bir evrim ağacı oluşturmak için farklı veri noktaları birleştirilebilir.

Bir kladogram ve bir filogenetik ağaç arasında bir ayrım yapılabilir, ancak terimler zaman zaman birbirinin yerine de kullanılır. Kladogramlar, ilişkiyi gösteren makro ve moleküler düzeydeki özelliklere odaklanır. Bir kladogram, sayıca az veya çok olabilen organizma veya takson grupları arasındaki olası evrimsel ilişkileri önerir:

• Monofiletik takson. içeren bir organizma klası onların en son ortak ataları ve herşey yaşayan ve soyu tükenmiş torunları. Örneğin, üç memeli türü vardır: tekdelikliler, keseliler ve öteyenler. Memeliler birçok özelliği paylaşırlar ancak üreme biçimleri bakımından farklılık gösterirler.
  

• Parafiletik takson. Bir grup organizma, en yaygın atayı içerir tüm üyeler ama torunlarından bazılarını dışarıda bırakır aynı ortak ataya kadar uzanan izler. briyofit parafiletik çünkü grup şunları içeriyor boynuz otu, ciğer otları ve yosunlar ancak vasküler bitkileri hariç tutar.

• Polifiletik takson. dışında pek ortak noktası olmayan bir organizma grubudur. bazı benzer özellikler. Bir zamanlar, filler ve su aygırı gibi kalın derililer, aslında farklı memeli ailelerine ait olmalarına rağmen, cilt tipleri nedeniyle bir araya toplandılar.
  

çok hücreli ökaryotlar giderek daha karmaşık organizmaların bolluğuna yol açtı.

Örneğin, balıklar ve insanlar milyonlarca yıl önce ortak bir ataya kadar uzanır. Bu karmaşık ilişki, kladistik ilişkileri gösteren basit bir kladogramda tasvir edilebilir. Ağacın tabanında atalardan kalma bir ökaryotu hayal ederek başlayın.

Ortak ata evrimleştikçe, ağaçtaki bir düğüm, çenesiz balıklar gibi suda yaşayan omurgalılara ayrıldı. Bir sonraki düğümde, dal dört ayaklı tetrapodlara ayrıldı.

Bir sonraki düğüm, hayvanlar amniyotik yumurta geliştirdiğinde bir ayrışmayı, ardından hayvanlar kürk veya saç geliştirdiğinde bir bölünmeyi gösterir. Çok daha sonra, insanlar ve primatlar birbirinden ayrıldı ve farklı yollarda evrimleşti.

Kladistik sınıflandırma, evrimsel biyolojide doğrudan atasal durumlara dayanan organizmaların belirli özelliklerine bakar. Hennig, kategorileştirme yaklaşımını tanımlamak için fikirlerine ve teorilerine aracı olan birçok bilimsel terim geliştirdi. Terimler, bir filogenetik ağaç veya kladogram üzerindeki belirli bir düğümle ilgili olarak organizma gruplarını tanımlar:

• Plesiomorfi. Bu, tek veya çoklu taksonlar arasındaki evrim sırasında ata türlerden sonraki türlere aktarılan ve korunan atasal bir özelliktir.

• apomorfi. Bu, belirli bir dalı tanımlayan türetilmiş bir özelliktir.

• Otomorfi. Bu, yalnızca karşılaştırılan gruplardan birinde bulunan türetilmiş bir özelliktir.

• Sinapomorfi. Bu, ortak bir atadan gelen iki veya daha fazla organizma grubu tarafından paylaşılan türetilmiş bir özelliktir.
  

Karakter durumları yaşamda biyolojik çeşitliliğe yol açan doğal seleksiyon, adaptasyon ve kalıtsal çeşitlilik sürecinden türetilen özelliklerdir. Bunun gibi, sadece sinapomorfiler evrimsel ilişkileri ayırt ederken önemlidir. Ortak bir ataya sahip organizmalarda çoklu sinapomorfiler monofiletik:

• otomorfiler işlevsel bacakları olmayan yılan taksonları gibi ortak bir atadan kaynaklanan yalnızca bir tür veya grupta bulunan özelliklerdir, sonraki en yakın takson iki veya daha fazla bacağa sahiptir.

• sinapomorfiler İnsanlarda ve primatlarda zıt başparmaklar gibi bütün bir dalda görülen bir özelliği ifade eder.
  

• homoplazi ortak bir ortak atadan türetilmemiş birden fazla grup, tür ve takson tarafından paylaşılan bir özelliktir. Kuşlar ve memeliler sıcakkanlıdır, ancak bu özelliğe sahip doğrudan ortak bir ataya sahip değildirler ki bu, yakınsak evrime bir örnektir.
  

Cladists olarak adlandırılan bilim adamları, yeni evrimsel ilişkileri ortaya çıkarabilecek filogenetik bir ağaçta taksonlar düzenler. Fiziksel, moleküler, genetik ve davranışsal özelliklere göre gruplamalar yapılır.

Kladogram adı verilen bir diyagram, türler, evrimsel tarihin çeşitli noktalarında ortak bir atadan ayrıldığında, akrabalık gösterir.

Kladogramlar dallanma diyagramlarıdır. kladistik veri örneğin karşılaştırmalı fiziksel veri kümeleri veya moleküler veriler kullanarak belirli özellikleri düzenleyen. Günümüzde araştırmacılar, organizmalar arasındaki uyumlu ve kapsamlı ilişkileri gösteren daha doğru kladogramlar oluşturmak için veri kümelerini birleştirmek için sıklıkla bilgisayar programları kullanıyor.

Temel metodoloji zor değildir, ancak her adım titizlikle yapılmalıdır:

1. Birkaç kuş türü gibi çalışmak için taksonları seçin.
   
2. Çalışmak istediğiniz özellikleri seçin ve çizin.
   
3. Benzerliklerin homolog olup olmadığını veya yakınsak evrimin ürünü olup olmadığını belirleyin.
   
4. Paylaşılan özelliklerin ortak bir atadan mı yoksa sonradan mı türetildiğini analiz edin.
   
5. Sinapomorfileri gruplandırın (paylaşılan türetilmiş homolog özellikler).
   
6. Ağaç benzeri bir diyagram üzerinde organizma gruplarını düzenleyerek bir kladogram oluşturun.
   
7. İki türün ayrıldığı noktaları temsil etmek için dallardaki düğümleri kullanın.
   
8. Taksonları düğümlere değil dalların uç noktalarına yerleştirin.
   

kökenleri geleneksel evrimsel yöntemler sınıflandırmanın tarihi antik çağa kadar uzanmaktadır. Tüm canlı organizmaların bitki veya hayvan olduğu varsayılmıştır. Klasik yöntemler, gözlenen özelliklerin uzak bir atadan mı yoksa daha yakın bir atadan mı miras alındığı arasında hiçbir ayrım yapmadı.

Amaç, Dünya'daki yaşamın denizden nasıl evrimleşmiş olabileceğine dair bir harita tasarlamaktı.

Sınıflandırma için kullanılan özellikler, kürk, pul veya tüy gibi bariz farklılıklara bakan uzmanlar tarafından belirlenir. Yaklaşım, omurgalıları sınıflandırmak için omurgasızlardan daha iyi çalıştı. evrimsel sınıflandırma organizmaları, krallık, şube/bölüm, sınıf, düzen, aile, cins ve türlere ayrılan üç alan altında azalan büyüklükteki gruplara yerleştirir.

Kladistik yöntemler Linnean sınıflandırma sistemine bağlı değildir ve bağlantı için daha derine inerler.

Geleneksel sistematikler, organizmaları, örneğin yeni bir yaşam tarzına veya habitata adaptasyon olarak bir türün ne zaman ve nasıl değiştiğine göre evrimsel bir ağaç üzerinde düzenler. ağaç gösterir evrim yönü zamanında. Geleneksel yöntemlerdeki özelliklerin ve özelliklerin öznel değerlendirmeleri, potansiyel olarak sonuçları saptırabilir ve bir çalışmayı tekrarlamayı zorlaştırabilir veya imkansız hale getirebilir.

Kladistik ve filogenetik sınıflandırma yöntemleri günümüzde doğa bilimlerinde geleneksel sınıflandırma yöntemlerine göre tercih edilmektedir. Yeni yaklaşım daha bilimsel, kanıta dayalı ve reddedilemez. Örneğin, DNA ve RNA dizilimi, bir kladograma nüanslı yerleştirme için organizmaları moleküler düzeyde incelemek için kullanılıyor.

Organizmalar bulundukları yere göre sıralanırlar. paylaşılan türetilmiş özellikler.

Biyoloji alanındaki kladistik, bilim adamlarının kalıpları tanımlamasına, bir hipotez oluşturmasına, hipotezleri test etmesine ve tahminlerde bulunmasına izin verir.

Çağdaş kladistler tarafından tarif edildiği gibi “Kladistik, o zaman, keşifle ilgilidir”, David M. Williams ve Malte C. Ebach, 2018 yılında. Williams ve Ebach, kladistiği, evrim teorisinde temellendirme gerektirmeyen bir doğal sınıflandırma süreci olarak tasavvur ederler.

Teknoloji, kladistik yöntemlere bir miktar kesinlik ve gelişmişlik katar. Özellikle, genlerin DNA dizilimi, yüksek derecede güvenle akrabalık derecesini ve paylaşılan ataları gösterir. DNA'daki farklılıklar, türlerin ne kadar zaman önce ortak bir ata paylaştıklarına dair fikir verebilir.

Yeni bulgular, organizmaların nasıl evrimleştiğine dair önceki varsayımları doğrulayabilir veya düzeltebilir ve yeni türler keşfedildikçe sınıflandırılmasına yardımcı olabilir.