CLADOGRAM: בשביל מה זה ודוגמאות - ביולוגיה - 2025

Cladogram היא דיאגרמה או ערכת הסתעפות של המאפיינים המשותפים על ידי קבוצה של אורגניזמים, המייצג את ההיסטוריה האבולוציונית ככל הנראה של השושלת. השחזור מתבצע על פי המתודולוגיה שהציע הביולוג ווילי הניג.

Cladograms מאופיינים על ידי קיבוץ מסים בהתבסס על סינפורומורפיות שלהם או תווים נגזרים המשותפים.

לשם מה זה?

Cladograms מאפשרים לך לדמיין את היחסים הפילוגנטיים בין קבוצה או קבוצות של אורגניזמים מעניינים.

בביולוגיה אבולוציונית, דיאגרמות אלה מאפשרות לפרט עצים פילוגנטיים, ולכן לשחזר את ההיסטוריה האבולוציונית של קבוצה, ועוזרים להגדיר את טווחי המיון והטקסונומי שלה.

בנוסף, זה עוזר להבהיר מנגנונים אבולוציוניים על ידי בחינת האופן בו אורגניזמים משתנים לאורך זמן, הכיוון של שינוי זה והתדירות בה הם עושים זאת.

כמפורט?

אחת המטרות העיקריות של ביולוגים אבולוציוניים היא למצוא את מיקום המינים ב"עץ החיים ". כדי להשיג זאת הם מנתחים מאפיינים שונים באורגניזמים, בין אם הם מורפולוגיים, אקולוגיים, אתולוגיים, פיזיולוגיים או מולקולריים.

המאפיינים המורפולוגיים של הפרטים היו בשימוש נרחב כדי לבסס את סיווגם; עם זאת, יש נקודה בה הם לא מספיקים להפלות על ענפי העץ הספציפיים. במקרה זה, כלים מולקולריים עוזרים להבחין במערכות יחסים אלה.

לאחר בחירת התכונה, ההנחות של יחסי קרבה בין מינים מעניינים נבנים ומוצגים באופן סכמטי.

בתרשים זה הענפים מייצגים אבות אבות היפותטיים שבהם התרחש אירוע של קלדוגנזה או הפרדה של שושלות אבולוציוניות. בסוף כל ענף נמצאים כל המיסות שנכללו בניתוח הראשוני, בין אם הם מינים, סוגים, בין היתר.

הומולוגיות

על מנת ליצור קשרים בין קבוצת אורגניזמים, יש להשתמש בתווים הומולוגיים; כלומר שני מאפיינים החולקים אב קדמון משותף. דמות נחשבת הומולוגית אם הם קיבלו את מצבם הנוכחי בירושה ישירה.

לדוגמה, הגפיים העליונות של בני אדם, כלבים, ציפורים ולוויתנים הומולוגיים זה לזה. למרות שהם ממלאים פונקציות שונות ובמבט ראשון הם נראים שונים מאוד, התבנית המבנית של העצמות זהה בקבוצות: לכולם יש humerus, ואחריהם הרדיוס והאולנה.

לעומת זאת, כנפי העטלפים והציפורים (הפעם בהתבסס על המבנה לעוף) אינם הומולוגיים מכיוון שהם לא רכשו מבנים אלה בירושה ישירה. האב הקדמון המשותף לחוליות המעופפות הללו לא הציג כנפיים ושתי הקבוצות רכשו אותו בצורה מתכנסת.

אם אנו רוצים להסיק את מערכות היחסים הפילוגנטיות, הדמויות הללו אינן מועילות מכיוון שלמרות שהן דומות, הן אינן מצביעות כראוי על מוצא משותף של האורגניזמים.

דמויות פרימיטיביות ונגזרות משותפות

כעת, אופי הומולוגי של כל היונקים הוא עמוד השדרה. עם זאת, מבנה זה אינו משמש להבדלת יונקים ממיסות אחרות, מכיוון שלקבוצות אחרות - כמו דגים וזוחלים - יש עצמות גב. בשפה הקלאדיסטית סוג זה של דמות נקרא דמות משותפת פרימיטיבית או פשוטיומורפי.

אם אנו רוצים לבסס את הקשר הפילוגנטי בין יונקים המשתמשים בעמוד השדרה כקריטריון, איננו יכולים להגיע למסקנה אמינה כלשהי.

במקרה של שיער, זהו מאפיין המשותף לכל היונקים שאינו קיים בקבוצות אחרות של חוליות. מסיבה זו, מדובר בדמות נגזרת משותפת - סינאפומורפיה - והיא נחשבת לחידוש אבולוציוני של קלדה ספציפית.

כדי לפרט קלדוגרמה, השיטתיות הפילוגנטית מציעה להקים קבוצות טקסונומיות באמצעות תווים נגזרים משותפים.

בתי ספר לסיווג: קלדיזם

כדי לבסס את המיון והקשרים הפילוגנטיים בין אורגניזמים, יש צורך לפנות לנורמות אובייקטיביות המשתמשות בשיטה קפדנית כדי להבהיר דפוסים אלה.

על מנת להימנע מקריטריונים סובייקטיביים, צצות בתי ספר לסיווג: טקסונומיה אבולוציונית מסורתית וקלדיזם.

הקלדיזם (מהקלדוס היווני, שפירושו "ענף") או סיסטמטיקה פילוגנטית פותח בשנת 1950 על ידי האנטומולוג הגרמני ווילי הניג, והוא מקובל מאוד בקפדנות המתודולוגית שלו.

Cladists בונים cladograms המייצגים את הקשרים הגנאלוגיים בין מינים ומוניות סופניות אחרות. באופן דומה, הם מחפשים קבוצות מסודרות של תווים או סינפורומורפיות משותפות.

בית ספר זה אינו משתמש בתווי אבות משותפים או בפשטות פשוטות ומעניק תוקף לקבוצות מונופילטיות; כלומר, קבוצות הכוללות את האב הקדמון השכיח ביותר ואת כל הצאצאים.

קבוצות פרפילילטיות (קבוצות של אורגניזמים הכוללות את האב הקדמון השכיח ביותר, למעט חלק מצאצאיהן) או פוליפטיות (קבוצות של אורגניזמים מאבות אבות שונים) אינן תקפות לקלדיסטים.

עקרון הפרשיות

יתכן שכאשר מכינים קלדוגרמה מתקבלים כמה ייצוגים גרפיים המראים היסטוריות אבולוציוניות שונות של אותה קבוצת אורגניזמים. במקרה זה, הקלוגרמה ה"פרסימונית "ביותר נבחרת, המכילה את מספר התמורות הנמוך ביותר.

לאור הפרסימון, הפיתרון הטוב ביותר לבעיה הוא זה הדורש את ההנחות המועטות ביותר. בתחום הביולוגיה זה מתפרש כפחות שינויים אבולוציוניים.

הבדלים בין cladograms ועצים פילוגנטיים

באופן כללי, טקסונומים נוטים לקבוע הבדלים טכניים בין cladogram לעץ פילוגנטי. יש להבהיר כי קלוגרמה אינה שקולה לחלוטין לעץ פילוגנטי.

ענפי קלדוגרמה הם דרך רשמית להצביע על היררכיה מקוננת של קלדות, ואילו בעץ פילוגנטי הענפים הם ייצוג של שושלות שהתרחשו בעבר. במילים אחרות, הקלאדוגרמה אינה מרמזת על היסטוריה אבולוציונית.

כדי להשיג עץ פילוגנטי יש להוסיף מידע נוסף: פרשנויות נוספות הקשורות לאבות הקדמונים, משך השושלות בזמן וכמות השינויים האבולוציוניים שהתרחשו בין השושלות הנחקרות.

לפיכך קלדוגרמות הן הקירובים הראשונים ליצירה הסופית של עץ פילוגנטי, המציינים את דפוס הענפים האפשרי.

דוגמאות

מי שפיר

Cladogram של מי השפיר מייצג שלוש קבוצות של בעלי חוליות זחלים: זוחלים, ציפורים ויונקים. כל אלה מאופיינים בנוכחות ארבע שכבות (כוריון, אלנטואיס, amnion ושק חלמון) בעובר.

שים לב שהמושג "זוחל" הוא פרפילילי, מכיוון שהוא מחריג ציפורים; מסיבה זו היא נדחית על ידי הקלדיסטים.

קופים

Cladogram של קופי האדם כולל את הסוגות: Hylobates, Pongo, Gorilla, Pan, and Homo. באופן פופולרי, מושג הקוף הוא פרפילילי, מכיוון שהוא מחריג את הסוג הומו (אנו בני האדם).

הפניות

1. קמפבל, NA, ו- Reece, JB (2007). ביולוגיה. פנמריקנית רפואית אד.
2. קרטיס, ח., ושנק, א '(2006). הזמנה לביולוגיה. פנמריקנית רפואית אד.
3. היקמן, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). עקרונות משולבים של זואולוגיה. ניו יורק: מקגרו היל.
4. קרדונג, KV (2002). חוליות חוליות: אנטומיה השוואתית, תפקוד, אבולוציה. מקגרו-היל.
5. Soler, M. (2002). אבולוציה: הבסיס לביולוגיה. פרויקט דרום.