Wat is fylogenie? Definitie en voorbeelden

Fylogenie is de studie van relaties tussen verschillende groepen organismen en hun evolutionaire ontwikkeling. Fylogenie probeert de evolutionaire geschiedenis van al het leven op aarde te traceren. Het is gebaseerd op de fylogenetische hypothese dat alle levende organismen een gemeenschappelijke afkomst hebben. De relaties tussen organismen worden weergegeven in een zogenaamde fylogenetische boom. Relaties worden bepaald door gedeelde kenmerken, zoals aangegeven door de vergelijking van genetische en anatomische overeenkomsten.

In moleculaire fylogenie, analyse van DNA en de eiwitstructuur wordt gebruikt om genetische relaties tussen verschillende organismen te bepalen. Bijvoorbeeld de analyse van cytochroom C, een eiwit in cel mitochondriën dat functioneert in de elektronentransportsysteem en energieproductie, wordt gebruikt om de mate van relatie tussen organismen te bepalen op basis van overeenkomsten van aminozuur sequenties in cytochroom C. Overeenkomsten in kenmerken van biochemische structuren, zoals DNA en

Belangrijkste punten: wat is fylogenie?

EEN fylogenetische boomof cladogram, is een schematisch diagram dat wordt gebruikt als een visuele illustratie van voorgestelde evolutionaire relaties tussen taxa. Fylogenetische bomen worden geschetst op basis van aannames van cladistics of fylogenetische systematiek. Cladistics is een classificatiesysteem dat organismen categoriseert op basis van gedeeld eigenschappen, of synapomorfen, zoals bepaald door genetische, anatomische en moleculaire analyse. De belangrijkste aannames van cladistics zijn:

1. Alle organismen stammen af ​​van een gemeenschappelijke voorouder.
2. Nieuwe organismen ontwikkelen zich wanneer bestaande populaties in twee groepen worden opgesplitst.
3. In de loop van de tijd ervaren afstammelingen veranderingen in kenmerken.

De fylogenetische boomstructuur wordt bepaald door gedeelde eigenschappen tussen verschillende organismen. De boomachtige vertakking vertegenwoordigt divergerende taxa van een gemeenschappelijke voorouder. Termen die belangrijk zijn om te begrijpen bij het interpreteren van een fylogenetisch boomdiagram zijn:

• Knooppunten: Dit zijn punten op een fylogenetische boom waar vertakking optreedt. Een knooppunt vertegenwoordigt het einde van het voorouderlijke taxon en het punt waar een nieuwe soort zich splitst van zijn voorganger.
• Vestigingen: Dit zijn de lijnen op een fylogenetische boom die voorouderlijke en / of afstammingslijnen vertegenwoordigen. Takken die voortkomen uit knooppunten vertegenwoordigen afstammelingen die zich splitsen van een gemeenschappelijke voorouder.
• Monophyletic Group (Clade): Deze groep is een enkele tak op een fylogenetische boom die een groep organismen vertegenwoordigt die afstammen van een meest recente gemeenschappelijke voorouder.
• Taxon (mv. Taxa): Taxa zijn specifieke groepen of categorieën levende organismen. De toppen van takken in een fylogenetische boom eindigen in een taxon.

Taxa met een recentere gemeenschappelijke voorouder zijn nauwer verwant dan taxa met een minder recente gemeenschappelijke voorouder. In de afbeelding hierboven bijvoorbeeld, paarden zijn nauwer verwant aan ezels dan voor varkens. Dit komt omdat paarden en ezels een recentere gemeenschappelijke voorouder hebben. Bovendien kan worden vastgesteld dat paarden en ezels nauwer verwant zijn omdat ze tot een monofyletische groep behoren die geen varkens omvat.

De verwantschap in een fylogenetische boom wordt bepaald door afstamming van een recente gemeenschappelijke voorouder. Bij het interpreteren van een fylogenetische boom is er de neiging om aan te nemen dat afstand tussen taxa kan worden gebruikt om verwantschap te bepalen. De nabijheid van de aftakpunt is echter willekeurig gepositioneerd en kan niet worden gebruikt om de verwantschap te bepalen. In de bovenstaande afbeelding bevat de branchtips bijvoorbeeld pinguïns en schildpadden staan ​​dicht bij elkaar. Dit kan verkeerd worden geïnterpreteerd als nauwe verwantschap tussen de twee taxa. Door naar de meest recente gemeenschappelijke voorouders te kijken, kan correct worden vastgesteld dat de twee taxa in de verte verwant zijn.

Een andere manier waarop fylogenetische bomen verkeerd kunnen worden geïnterpreteerd, is door het aantal knooppunten tussen taxa te tellen om de verwantschap te bepalen. In de fylogenetische boom hierboven, varkens en konijnen worden gescheiden door drie knooppunten, terwijl honden en konijnen worden gescheiden door twee knooppunten. Het kan verkeerd worden geïnterpreteerd dat honden nauwer verwant zijn aan konijnen omdat de twee taxa door minder knooppunten worden gescheiden. Rekening houdend met de meest recente gemeenschappelijke afkomst, kan correct worden vastgesteld dat honden en varkens in gelijke mate verwant zijn aan konijnen.

Fylogenie en taxonomie zijn twee systemen voor classificerende organismen. Ze vertegenwoordigen de twee hoofdgebieden van de systematische biologie. Beide systemen zijn afhankelijk van kenmerken of eigenschappen voor het classificeren van organismen in verschillende groepen. Bij fylogenetica is het doel om de evolutionaire geschiedenis van soorten te traceren door te proberen de levensfylogenie of de evolutionaire levensboom te reconstrueren. Taxonomie is een hiërarchisch systeem voor het benoemen, classificeren en identificeren van organismen. Fylogenische kenmerken worden gebruikt om taxanomische groeperingen te helpen vaststellen. De taxonomische organisatie van het leven classificeert organismen in drie domeinen:

• Archaea: Dit domein omvat prokaryote organismen (die geen kern hebben) die verschillen van bacteriën in membraansamenstelling en RNA.
• Bacteriën: Dit domein omvat prokaryote organismen met unieke celwandsamenstellingen en RNA-types.
• Eukarya: Dit domein omvat eukaryoten of organismen met een echte kern. Eukaryote organismen omvatten planten, dieren, protistenen schimmels.

Organismen in het domein Eukarya zijn verder onderverdeeld in kleinere groepen: Kingdom, Phylum, Class, Order, Family, Genus en Species. Deze groeperingen zijn ook onderverdeeld in tussenliggende categorieën zoals subphyla, suborders, superfamilies en superklassen.

Taxonomie is niet alleen nuttig voor het categoriseren van organismen, maar stelt ook een specifiek naamgevingssysteem voor organismen op. Bekend als binominale nomenclatuurbiedt dit systeem een ​​unieke naam voor een organisme dat bestaat uit een geslachtsnaam en soortnaam. Dit universele naamgevingssysteem wordt wereldwijd erkend en vermijdt verwarring over de naamgeving van organismen.

• Dees, Jonathan et al. "Studentinterpretaties van fylogenetische bomen in een inleidende cursus biologie" CBE life sciences onderwijs vol. 13,4 (2014): 666-76.
• "Reis naar fylogenetische systematiek." UCMP, www.ucmp.berkeley.edu/clad/clad4.html.