Φυλογενετική Συστηματική-Εξελικτικά δένδρα

Filed in ΑΦΙΕΡΩΜΑΤΑ by on 13 Σεπτεμβρίου 2013

Ανασυνθέτοντας ένα δένδρο: Μια βήμα προς βήμα μέθοδος

Μια κλαδιστική ανάλυση τυπικά απαιτεί την εκτέλεση των ακόλουθων βημάτων. Αν και τα βήματα αυτά μπορεί να φαίνονται απλά, καθένα τους στην πραγματικότητα απαιτεί ένα μεγάλο υπόβαθρο γνώσης και εργασίας.

1.Επιλογή των ταxa των οποίων σε ενδιαφέρουν οι εξελικτικές σχέσεις.  Τα taxa αυτά θα βρίσκονται στις άκρες του δένδρου σου και θα πρέπει να αποτελούν αυτά τα ίδια κλάδους. Για παράδειγμα μπορείτε να επιλέξετε 20 είδη σκαθαριών που ανήκουν στο ίδιο γένος. Εναλλακτικά μπορείτε να επιλέξετε να ανασυνθέσετε τις σχέσεις μεταξύ των κύριων κλάδων των εντόμων (σκαθάρια, μύγες, σκώροι και πεταλούδες, ημίπτερα, λιβελλούλες κ.α΄.) στα οποία το κάθε taxon περιλαμβάνει πολλά είδη.

2. Καθορισμός των χαρακτηριστικών και εξέταση του κάθε taxon για τον προσδιορισμό της κατάστασης στην οποία βρίσκεται το κάθε χαρακτηριστικό. Για παράδειγμα μπορείτε να επιλέξετε ένα σύνολο ανατομικών γνωρισμάτων, ως χαρακτηριστικά (λ.χ. ο αριθμός των τμημάτων της κεραίας, η ύπαρξη άνω φλέβας στην πτέρυγα, κ.τ.λ.), έτσι ώστε ή κατάσταση στην οποία βρίσκονται τα χαρακτηριστικά αυτά, να είναι ο διαφορετικός τρόπος με τον οποίο εκδηλώνονται στην ανατομία των οργανισμών (λ.χ. οι κεραίες τους αποτελούνται από 6 ή από 5 τμήματα; έχουν ή δεν έχουν άνω φλέβα στις πτέρυγες;). Εναλλακτικά μπορείτε να επιλέξετε ως χαρακτηριστικά τις 362 βάσεις ενός συγκεκριμένου γονιδίου και η κατάσταση κάθε χαρακτηριστικού να είναι αν κάθε μια από τις 362 βάσεις αυτές είναι η A, T, G, ή η C. Σημειώστε ότι είναι σημαντικό να επιλέξετε χαρακτηριστικά που φαίνεται να είναι ομόλογα, δηλαδή χαρακτηριστικά που έχουν κληρονομηθεί από κοινό πρόγονο. Τα ανάλογα χαρακτηριστικά, δηλαδή αυτά που εξελίχθηκαν μέσω της συγκλίνουσας εξέλιξης σε διαφορετικές καταγωγικές γραμμές (όπως λ.χ. τα ραχιαία πτερύγια στους καρχαρίες και τα δελφίνια) δεν είναι χρήσιμα στην ανασύνθεση φυλογενέσεων.

3. Καθορισμός της πολικότητας των χαρακτηριστικών ή με άλλα λόγια προσδιορισμός της σειράς εξέλιξής τους. Για παράδειγμα τα είδη σκώρων που εξετάζουμε εξελίχθηκαν όλα από έναν πρόγονο με κεραίες με  5 τμήματα, και μόνον αργότερα αναδύθηκε το έκτο, ή αντίστροφα; Μήπως μια καταγωγική γραμμή με κεραίες που έχουν 6 τμήματα εξελίχθηκε σε μια καταγωγική γραμμή με 5 τμήματα; Ο προσδιορισμός της πολικότητας ενός χαρακτηριστικού απαιτεί αρκετή δουλειά. Σε μερικές περιπτώσεις είναι εύλογο να υποθέσουμε ότι η κατάσταση του χαρακτηριστικού στην εξωομάδα είναι η αρχέγονη κατάσταση για τα taxa του ενδιαφέροντός μας.

Σε άλλες περιπτώσεις οι παλαιοντολόγοι μπορούν να έχουν στη διάθεσή τους ευρήματα που υποδηλώνουν την πιθανή αρχέγονη κατάσταση του χαρακτηριστικού. Πολλές διαφορετικές μέθοδοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν προκειμένου να αιτιολογηθεί η πολικότητα ενός χαρακτηριστικού. (Σημειώστε πως για μερικούς τύπους κλαδιστικής ανάλυσης ο καθορισμός της πολικότητας του χαρακτηριστικού δεν είναι απολύτως αναγκαίος).

4. Ομαδοποιήστε τα taxa από τις συναπομορφίες και όχι από τις συμπλησιομορφίες. Οι συναπομορφίες είναι παράγωγες ή “τροποποιημένες” καταστάσεις χαρακτηριστικών που μοιράζονται από δύο taxa. Για παράδειγμα, φανταστείτε ότι έχετε προσδιορίσει πώς ο κοινός πρόγονος του κλάδου των σκαθαριών μας έχει 5 τμήματα στις κεραίες του και ότι πέρασε αυτήν την κατάσταση χαρακτηριστικών στους άμεσους απογόνους του: Επτά από τα σύγχρονα είδη σκαθαριών εξακολουθούν να έχουν αυτήν την κατάσταση του χαρακτηριστικού. Εν τούτοις στην καταγωγική γραμμή, στο εσωτερικό του κλάδου εξελίχθηκαν τα 6 τμήματα στις κεραίες και αυτή η κατάσταση του χαρακτηριστικού περάστηκε στους απογόνους τους, τα 14 από τα είδη σκαθαριών. Σύμφωνα με τον κανόνα αυτόν θα πρέπει να ομαδοποιήσουμε τα 14 είδη με 6 τμήματα στις κεραίες τους, και όχι 7 είδη με τα 5 τμήματα στις κεραίες τους, διότι αυτά αντιπροσωπεύουν την αρχική κατάσταση του χαρακτήρα.

5. Επεξεργαστείτε τις διενέξεις που μπορεί να προκύψουν κάνοντας χρήση μιας πιο ξεκάθαρης μεθόδου, συνήθως της φειδούς (που θα αναπτυχθεί στη συνέχεια).

6. Κατασκευάστε το δένδρο σας ακολουθώντας τους εξής κανόνες:

  • Όλα τα taxa τοποθετούνται στις κορυφές του δένδρου, ποτέ στους κόμβους.
  • Όλοι οι κόμβοι πρέπει να έχουν μια λίστα συναπομορφιών που είναι κοινές για όλα τα taxa, πάνω από τον κόμβο (εκτός αν ο χαρακτήρας τροποποιήθηκε αργότερα).
  • Όλες οι συναπομορφίες εμφανίζονται στο δένδρο μόνο μια φορά, εκτός αν η κατάσταση του χαρακτήρα προήλθε ξεχωριστά μέσω του εξελικτικού παραλληλισμού.

7. Ορίστε λοιπόν. Κατασκευάσατε τη φυλογένεσή σας. Εν τούτοις να θυμάστε πως η φυλογένεση αποτελεί μια υπόθεση. Υποστηρίζεται από τα υπάρχοντα δεδομένα, όμως τα νέα δεδομένα ή η νέα ερμηνεία των παλαιών δεδομένων, μπορεί να την μεταβάλλουν. Για να είστε σίγουροι για την υπόθεσή σας πρέπει να υποβάλετε ερωτήματα όπως τα ακόλουθα:

  • Μπορεί μια υποτιθέμενη συναπομορφία να είναι αποτέλεσμα συγκλίνουσας εξέλιξης;
  • Έχουν οι χαρακτήρες σας νόημα, από την εξελικτική σκοπιά;
  • Μήπως πρέπει να συμπεριλάβετε στη μελέτη σας άλλους χαρακτήρες;
  • Μήπως πρέπει να συμπεριλάβετε στη μελέτη σας πρόσθετα taxa;

nextpage

Σελίδες: 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Tags: ,

Comments are closed.