Muster Evolutsioon – Phylogenetic Systematics Läbivaatamine

Link: https://www.geol.umd.edu/~jmerck/geol431/lectures/d02phylo.html

John Merck

Phylogenetic Süsteemi ning Taksonoomia: Iga süsteemi ning taksonoomia -, teadus-või folk, on:

  • korraldamine põhimõte
  • internested hierarhia kategooriad

Selle korraldamise põhimõtte kaasaegse bioloogia on evolutsioon (laskumine muutmine). Lõpuks, evolutsioon tähendab, et kõik taksonite – üksuste mitmekesisus (laulda. taksoni) põlvnevad üks ühine esivanem. Ajalugu need lineages on oma phylogeny. See asjade organisatsiooni põhimõte, mida kasutatakse tänapäevaste systematists. A taksonoomiline süsteem, mis põhineb see on hierarhiline, sest rühmad, mis on saanud alguse väga hiljutine ühised esivanemad on olla pesastatud rühmas saanud alguse kauges ühised esivanemad.


Graafiline esitus puu
evolutsiooni kolme taksonit, A, B, ja C.

Cladogram: stick joonis esindatus meie hüpotees puu evolutsiooni.

  • Lineages paljundus läbi aja on näidatud joon segmendid.
  • Koostise sündmused on Y-kujuline bifurcations
  • Terminal taksonite mis meil on tegelik info on esitatud otstes filiaalid.

Mõisted:

 

  • Phylogeny: hargnevate evolutsiooniline muster esivanemad ja päritolu.
  • Phylogenetic systematics: teadus rekonstrueerida phylogeny ja arendamine taksonoomiline süsteem, mis põhineb see.Monophyletic rühmade: phylogenetic systematics, taksonoomilised rühmad on määratletud rangelt poolest mitte-meelevaldne kriteerium laskumise alates ühine esivanem. Selline taksoneid nimetatakse monophyletic rühmad.
        *Pähe* see määratlus:

    monophyletic grupp on esivanem ja KÕIK tema järeltulijad

        . E. G. on cladogram paremal, viimane ühine esivanem B ja C ja kõik tema järeltulijad oleks monophyletic.

    Märkus: Sul võib olla tuttav kahte tüüpi mitte-monophyletic rühma:

    • Paraphyletic rühmade: esivanem ja mõned, kuid mitte kõik tema järeltulijad. Selles cladogram paremal, viimane ühine esivanem A ja B ja kõik tema järeltulijad välja C ja filiaali juhtiv, et see oleks paraphyletic.
    • Polyphyletic rühmade: organismidele, mis ei hõlma vähemalt mõned nende ühised esivanemad. Selles cladogram paremal, a-rühm, mis sisaldas A ja C, kuid jätta nende viimane ühine esivanem oleks polyphyletic.

    Märkus hoolikalt: Ainult monophyletic rühmade aluseks on üksnes loomulik, mitte-meelevaldne kriteeriumid. Kui me defineerime paraphyletic nimel, me peame suvaliselt otsustada, milliseid järglasi jätta. Juhul, polyphyletic rühmad, tuleb meil otsustada, mida esivanemad jätta välja.

    Hüpoteesi, Phylogeny

    Kui Jumal oli käe meie tõeline phylogeny, ja meie ainus ülesanne oli seda lugeda ja ehitada taksonoomiline süsteem, seega meie elu oleks lihtne. Selle asemel, me peame kuidagi rekonstrueerida phylogeny tehes märkuste ja katsetamine hüpoteesid. See on koht, kus “modification” pool “laskumine muutmine” on. Kui lineages areneda, tegelased oma liikmete muuta. I. e. nad lähevad alates esivanemate, tuletatud riigid.

    • Mõnikord me nimetame cladograms nagu “puid.” See aitab mõelda neile, et viis. Kujutage ette, sm värvaine süstitakse filiaal. Puu evolutsioon, tuletatud iseloomu riikide roll sm värvi.
    • Seal on teatud tüüpi saadud iseloomu riik, et me oleme eriti huvitatud. Synapomorphy = Tuletatud märk riigi poolt jagatud eri lineages.

    Synapomorphies võimaldab meil kindlaks teha monophyletic rühmades, sest kui tegelane on jagatud kahe lineages, me eeldame, et see oli pärinud oma kõige viimase ühise ancestorNote: nagu meil on disphonious cladobabble, milles kirjeldatakse eri tüüpi taksonoomilisi rühmi, meil on märke, liiga:

    • Plesiomorphy: esivanemate märk riigi päritud kaugemate esivanemate kohta. E. G. seisukohast Primaadid, millel on viis sõrme on plesiomorphy. (Symplesiomorphies on “jagatud esivanemate riikides.”)
    • Apomorphies: tuletatud (arenenud) märk riigi. E. G. seisukohast Primaadid, millel on vastanduvat pöial on apomorphy.
      • Synapomorphies: “jagatud saadud riikides.” E. G. esinemise vastanduvat pöial on synapomorphy, inimesed, šimpansid, ahvid, lemurs, ja muud lineages, primaatide.
      • Autapomorphies: Unikaalne saadud märk riigi. E. G. laienenud braincase inimestel on autapomorphy, ei jaganud teiste loomadega.

    Pange tähele, et kui me arutada tegelased, on oluline, et me kokku leppida frame of reference. Kui vastanduvat pöial on synapomorphy primaadid, kuid plesiomorphy, hominids.Vaatame, kuidas see toimib on lihtne cladistic analüüs mõned väljamõeldud mardikad. Me eeldame, et need on kuidagi seotud, kuid me ei tea, kui B-aktsiad on uuem ühine esivanem C-ga, või, või kui C-d ja D on tihedamalt seotud mõne teise, kui B.

    • esimene asi, mida me ei märka, kuidas nad on erinevad.
      • Kolm on suured lõuad, samal ajal kui üks ei ole.
      • Kaks on pikki antenne teised on lühike ones.
      • Kaks on tavaline tiib hõlmab, samal ajal kui teised on märgatud ones.
      • Üks on triibud
    • Oleme kompileerida selle teabe tabelisse nimega taksoni-märk maatriks.
      Character
      1. Suured lõuad kohal
      2. Väike antenne kohal
      3. Laikude kohal
      4. Triibud käesoleva

      Zero
      Zero
      Zero
      0
      B
      Üks
      Zero
      Zero
      0
      C
      Üks
      Üks
      Üks
      0
      D
      Üks
      Üks
      Üks
      1

      Outgroup taksoni: See maatriksi kirjed, kas täheldatud riigi iga taksoni on esivanemate või tuletatud. Kuidas me teame? Võib-olla olete märganud, et me ei ole olnud palju öelda taksoni A. analüüsi, on outgroup taksoni. See on beetle, et alusel mõned enne teave, me ei saa eeldada, on enam kaugelt seotud mardikad B -, C -, ja D-kui mõni neist üks teisele. Võib-olla me leidsime selle kivistunud kollaselt. Kui outgroup on meie standard, mis on saadud ja mida ei ole, et kõik, mida me näeme seda, me oletada, et esivanemate riik. Muide, kuna see on väiksem mandibles kui teised, olen lisanud “suur mandible” iseloomustav maatriks.

      Puu 1:

      Puu 2:

      Puu 3:

    • nüüd võrdle iga võimaliku evolutsioonilise puu kokkuleppega kaardistamine peale neid võimalikult lihtne jaotus iga märk riigi muuta. Kuna eeldatakse, et outgroup, oma esivanemate sugupuu alati oksad maha esimene, ükskõik mida.Evolutsioonilise uudsuse suurte mandibles, näiteks, võib olla selgitas, enamik lihtsalt, eeldades, et see ilmus enne kui viimane ühine esivanem A, b ja C, kes lihtsalt päris see. Lühikesed antennid on teine lugu. Kui outgroup on pikad antennid, nii me eeldame, et see on esivanemate riik, kuid beetle C säilitab neid ka. Mõned puu kord, see tähendab, et lühikesi antenne nad arenenud sõltumatult A ja B. Pärast kaardistamine iseloomu muutusi peale puud, loodame, et neid üles. Puu 1 tähendab vähemalt kuut muudatused, puu 2 soovitab vähemalt kaheksa ja puu 3, nõuaks vähemalt seitse. Kõik need korraldused on usutav hüpotees evolutsioonilist ajalugu. Nüüd tuleb meil valida parim hüpotees. Selleks on meil kasuta põhimõte parsimony,, mis leiab, et kõige lihtsam lahendus on tavaliselt parim. Meie jaoks lihtsam hüpotees on üks, mis kasutab kõige vähem märk riigi muudatusi. Mis on puu 1, kus on vaid kuus muudatusi. kas see On tõsi puu? ainult Jumal teab. Parim, mida me ei saa öelda, et see on meie parim ühtlustamise olemasolevate teadmiste põhjal.

    Mida see meetod saagikus:

    • Kõige mõistlikum hüpotees phylogeny, mis põhineb kättesaadavate andmete põhjal ei ole tingimata tõde.
    • Mudel iseloomu areng: Saame kindlaks tõenäoline, punkte iseloomu riik muutus, ja eristada ahenevad tähemärki unidirectionally arenevad need. Märkus: Mitte kõik tegelased arenevad concordantly. Mõned kogemused pöördumisi või convergences. The phylogenetic analüüs aitab meil tuvastada need homoplastic tähemärki.

    Potatohead Harjutus: koju idee on, et hüpoteesi kohaselt phylogeny, et meie tehnika tekitab on falsifiable. Saame võltsida ta, lisades uut teavet või muutes põhieeldused nagu outgroup valik.Tunne haavatavad? Rohkem läbivaatamise vt:

    Mida Phylogenies Ütle Meile

    Hüpoteesi muster evolutsiooni: Duh. Aga see ei lõpe siin. Sest kõik, mis muster evolutsioon on väärt asi teada, siis ei ole see eesmärk omaette. Rekonstrueerida Puuduvad Andmed: jõuline phylogeny võimaldab meil arendada hüpoteese seisust tähemärki väljasurnud organismidest, mis meil puudub otsene tõend.

    Rekonstrueerida puuduvad andmed, kasutades Säilinud Phylogenetic Konsool: Phylogeny rekonstrueerimine algoritme, nagu T. N. T. ka taastada optimaalse iseloomu näeb rekonstrueeritud puu tippude. Need rekonstruktsioonid, hpothetical riikide taksonite puuduvad andmed saab rekonstrueeritud samuti. 1999. aastal, Larry Witmer mõtles kasulik sõnavara kirjeldada, kuidas tundmatu tegelane riikide fossiilsete taksonite on rekonstrueeritud seoses säilinud taksonitenimega säilinud phylogenetic konsool (EPB). See on konsool mis on moodustunud kummalgi pool taksoni koos puuduvad andmed, mille säilinud taksonit, kus märk riik on teada. Kasutades seda, mida me teha saame kolme tüüpi järeldada, loetletud, et vähendada usaldust. Kaaluda levitamise pehmete kudede iseloom – neli-chambered südame – nende seas kolm fossiilsete roomajad:
    Anchiornis huxleyi tõsi värve Michael diGeiorgio Teadus-Codex

    • Tüüp ma Järeldada: linnu-nagu theropod Anchiornis on sulgudes lindude poolt ja crocodilians, mis mõlemad on tuletatud iseloomu. Koos ei ole vastuolus positiivseid tõendeid, lihtsaim eeldus on, et Anchiornis oli see ka.

      Kui phytosaur Smilosuchus gregorii Chinleana
    • Type II Järeldada: archosauriform Smilosuchus, mitte üsna archosaur, on sulgudes poolt crocodilians ja linnud kohal, ja squamates allpool. Crocs ja linnud on tuletatud iseloomu, squamates ei ole. Seega, meil on vähem turvaline kui eespool eeldamine see Smilosuchus, ja veel vähem tagada kaugemal Archosaurian node me saada. Ikka, esinemine mingi kõva koe korrelatsioonis, et iseloomujoon, või tugev biomehaanilised argument, sest see võib suurendada meie usaldust.

      Petrolacosaurus kansensis Wikia
    • Tüüp III Järeldada: basaal diapsid Petrolacosaurus on sulgudes poolt squamates ja kilpkonnad, kumbki mis on tuletatud iseloomu. Meie usaldust oma kohalolekut surnud vorm on väga madal. Me vajame tugevat positiivset fossiilsed tõendid väidavad, selle olemasolu.

    Phylogenies vasta Rock Record

    Phylogenies ja Biostratigraphy: Traditsiooniliste biostratigraphers – Geoloogid, kes kasutavad fossiilsete rekord kuupäev settekivim üksused kipuvad olema sõna otseses mõtlemisega hingi, kes arvavad, et kas kivistised on taksoni on e praegusel konkreetsel ajal, või nad ei ole. Mida teha, kui organismidele on teada vaid, alates suhteliselt haruldased isendid. I me rekonstrueerida jõuline phylogeny, võib see aidata meil kindlaks teha, ghost lineages ajavahemiku järel, mil liini oleks pidanud kohal, kuid mille kohta ei ole kivistised on leitud. See:

    • ütleb meile, kui me peaksime olema ettevaatlikud, sõnasõnaline tõlgendamine rock salvestada.
    • võimaldab meil ligikaudne minimaalne erinevus vanuses arenev lineages.

    Ghost Lineages ja minimaalne erinevus vanuses: Kui me teame, et kaks taksonite on õde taksonite (järeltulijad sama hiljutine ühine esivanem), me sisuliselt ette teada, et nad on pärit samal hetkel geoloogilised aeg – ajal nende viimane ühine esivanem ja koostise sündmus, mis tekitas neile. Ütleme, et me teame, et üks nende taksonite alates 100 miljoni aasta vanuseid kivimeid, ja teine 90 miljoni aasta vanuseid kivimeid. Isegi nägemata fossiilse, me teame, et teine grupp peab olema esindaja, mis ulatuvad tagasi vähemalt 100 miljonit aastat, lihtsalt tema õde-taksoni suhted muud. 100 miljonit aastat on minimaalne erinevus vanuse monophyletic grupi poolt moodustatud kaks kokku rühmad. A-tüvega, mille olemasolu võib järeldada, cladogram, kuid mis ei ole teada tegelik kivistised on nn ghost sugupuu. Uurimine vaimu lineages peaks võimaldama biostratigraphers, et täiustada oma mudelite stratigraphic vanuses organismid.

    Stratigraphic kongruentsus:. Kuidas me kindlaks vaimu lineages ja mõõta nende esinemissagedus cladogram? Kõik teised asjad on võrdsed, me ootame terminali taksonit, et filiaali off cladogram esimene ilmuma esimene fossiilsete rekord. Kui see on tõsi, cladogram on öelnud, et stratigraphically võrdsed. Sageli, kui on pikk vaimu lineages, cladograms ei stratigraphically võrdsed. See võib tähendada:

    • olendid olid vaesed fossilization võimalike
    • et nende fossiilid on misidentified
    • et meie rekonstrueerimine phylogeny on vale.
  • Node-põhine mõisted:, Kuni nüüd, kõik rühmad me pidanud ei ole määratud valemiga “kõige viimane ühine esivanem A ja B ja kõik tema järeltulijad.” Doodadichthyes, näiteks on viimane ühine esivanem Whatsitichthyes ja Thingamabobichthyes ja kõik tema järeltulijad. Tuvastada seda cladogram, piisab vaid punkti, et sõlm esindab ühine esivanem, mis on tema kõigi aegade esimene liige. Kõik, mis kapsas, et sõlm on kontserni liige.Kroon-grupp mõisted: erijuhtum node põhinevad mõisted, mis ankur taksonite on elu. Seega:
    • “viimane ühine esivanem Homo sapiens ja Homo habilis ja kõik tema järeltulijad” on sõlm-põhine, kuid mitte kroon rühma, arvestades, et
    • “viimane ühine esivanem inimeste ja gorillad ja kõik tema järeltulijad” on sõlm-põhine ja on ka crown group.

    Kasulikkus:

    • Utiliit sõlme põhinev mõisted: kogum synapomorphies me kasutame, et diagnoosida (s.t tuvastada) sõlm põhinev grupp on omandanud ajal evolutsiooniline muutus tüvega viiva grupi viimane ühine esivanem. Seega võime olla kindlad, et “doodads,” synapomorphy, Doodadichthyes, olid kohal, et ühine esivanem.
    • Nõrkus node-põhine mõisted: Me esindame suhteline aega cladogram, aga seda on võimatu täpselt võrrelda sündmuste jada eri oksad. Seega, kui me tahaksime teada, kas viimane ühine esivanem Thingamabobichthyes või Whatsitichthyes elas esiteks, me oleks õnne. Me saame ainult öelda, et nii elas pärast seda, kui viimane ühine esivanem Doodadichthyes.
  • Kokku-grupp mõisted: on määratletud, kasutades järgmist valemit “Kõik organismid tihedamalt seotud kui B.” Nii, Panthingamabobichthyes on määratletud, et kõik organismid on tihedamalt seotud Thingamabobichthyes kui Whatsitichthyes. Esimene selle grupi liige oleks olnud lobus vars viib A. selles näites, Panthingamabobichthyes algab esimese põlvkonna pärast osadeks tüvega esindajad viimane ühine esivanem Doodadichthyes.Kasulikkus:
    • Kasuliku Kokku-grupp mõisted: Erinevalt node-põhine õde taksonit, saame kergesti võrrelda vanuses kokku-grupp õde taksonite. Panthingamabobichthyes ja Panwhatsitichthyes nii tekkis ühest sündmus -, koostise juhul split viimane ühine esivanem Doodadichthyes kaheks lineages. Kaks gruppi on, definitsiooni, võrdse vanus. See asjaolu võib muutuda väga mugav, kui üks rühm on suur fossiilsete rekord ja muud ei ole.
    • Nõrkus kokku-grupp mõisted:, Kuid nüüd on probleem. Kui synapomorphy, Thingamabobichthyes on “thingamabobs.” Aga kuidas Panthingamabobichthyes? Me teame, et kusagil tüvega, mille tulemusel viimane ühine esivanem Thingamabobichthyes, thingamabobs paista, aga kus? Et me ei tea. Tegelikult, see on kõige tõenäolisem, et kui me võiks vaadata, et väga esimest panthingamabobichthyians, nad ei ole veel omandanud thingamabobs. tegelikult, kokku-rühmad ei saa diagnoositud synapomorphies.