KLADKOPIS: NA ČO SLÚŽI A PRÍKLADY - BIOLÓGIE - 2026

Cladogram je vetvenie schéma alebo schéma charakteristík zdieľané skupinou organizmov, ktoré predstavujú najpravdepodobnejší evolučnej histórii línie. Rekonštrukcia sa vykonáva podľa metodológie navrhnutej biológom Willi Hennigom.

Kladkopisy sa vyznačujú zoskupením taxónov na základe ich zdieľaných synapomorfií alebo odvodených znakov.

Načo to je?

Kladkopisy umožňujú vizualizovať fylogenetické vzťahy medzi skupinou alebo skupinami záujmových organizmov.

V vývojovej biológii umožňujú tieto diagramy spracovať fylogenetické stromy, a preto rekonštruovať evolučnú históriu skupiny, čo pomáha definovať jej klasifikáciu a taxonomické rozsahy.

Okrem toho pomáha objasňovať vývojové mechanizmy skúmaním toho, ako sa organizmy menia v priebehu času, smeru tejto zmeny a frekvencie, v ktorej sa tak stáva.

Ako je rozpracované?

Jedným z hlavných cieľov evolučných biológov je nájsť pozíciu druhu na „strome života“. Na dosiahnutie tohto cieľa analyzujú rôzne vlastnosti v organizmoch, či už ide o morfologické, ekologické, etologické, fyziologické alebo molekulárne.

Morfologické charakteristiky jednotlivcov sa často používajú na stanovenie ich klasifikácie; prichádza však bod, v ktorom nestačí na diskrimináciu konkrétnych vetiev stromu. V tomto prípade molekulárne nástroje pomáhajú rozoznať tieto vzťahy.

Po výbere znaku sa schematicky skonštruujú a znázornia hypotézy príbuzných vzťahov medzi záujmovými druhmi.

V tomto diagrame predstavujú vetvy hypotetickí predkovia, kde nastala udalosť kladogenézy alebo separácie vývojových línií. Na konci každej vetvy sú všetky taxóny, ktoré boli zahrnuté do pôvodnej analýzy, či sú medzi inými druhmi, rodmi.

homológie

Aby sa nadviazali vzťahy medzi skupinou organizmov, musia sa používať homologické znaky; to znamená dve vlastnosti, ktoré zdieľajú spoločného predka. Postava sa považuje za homológnu, ak svoj súčasný stav získala priamym dedičstvom.

Napríklad horné končatiny ľudí, psov, vtákov a veľrýb sú navzájom homológne. Aj keď plnia rôzne funkcie a na prvý pohľad vyzerajú veľmi rozdielne, štruktúrny vzor kostí je v skupinách rovnaký: všetky majú humerus, za ktorým nasleduje polomer a ulna.

Na rozdiel od toho krídla netopierov a vtákov (tentoraz založené na lietajúcej štruktúre) nie sú homologické, pretože tieto štruktúry nezískali priamym dedičstvom. Spoločný predok týchto lietajúcich stavovcov nemal krídla a obe skupiny ho získali konvergentným spôsobom.

Ak chceme odvodiť fylogenetické vzťahy, tieto znaky nie sú užitočné, pretože hoci sú si podobné, dostatočne nenaznačujú spoločný pôvod organizmov.

Zdieľané primitívne a odvodené znaky

Chrbtom je teraz homológna povaha všetkých cicavcov. Táto štruktúra však neslúži na odlíšenie cicavcov od iných taxónov, pretože iné skupiny - napríklad ryby a plazy - majú chrbticu. V cladistickom jazyku sa tento typ charakteru nazýva primitívny zdieľaný znak alebo jednoduchá forma.

Ak chceme nadviazať fylogenetické vzťahy medzi cicavcami pomocou kritéria chrbtice, nemôžeme dospieť k spoľahlivému záveru.

V prípade vlasov je to spoločná vlastnosť všetkých cicavcov, ktorí neexistujú v iných skupinách stavovcov. Z tohto dôvodu ide o zdieľaný odvodený charakter - synapomorfiu - a považuje sa za evolučnú novosť konkrétneho klaja.

Pri spracovaní kladogramu fylogenetická systematika navrhuje vytvorenie taxonomických skupín pomocou zdieľaných odvodených znakov.

Klasifikačné školy: kladívik

Na stanovenie klasifikácie a fylogenetických vzťahov medzi organizmami je potrebné uchýliť sa k objektívnym normám, ktoré na objasnenie týchto vzorcov používajú prísnu metódu.

Aby sa predišlo subjektívnym kritériám, vznikajú školy klasifikácie: tradičná evolučná taxonómia a plátovanie.

Cladizmus (z gréckeho kladiva, čo znamená „vetva“) alebo fylogenetická systematika bol vyvinutý v roku 1950 nemeckým entomológom Willim Hennigom a je všeobecne akceptovaný pre svoju metodologickú prísnosť.

Cladisti vytvárajú kladogramy, ktoré predstavujú genealogické vzťahy medzi druhmi a inými terminálnymi taxónmi. Podobne hľadajú usporiadané sady zdieľaných odvodených znakov alebo synapomorfií.

Táto škola nepoužíva spoločné predkové postavy ani jednoduché formy a udeľuje platnosť iba monofyletickým skupinám; to znamená, zoskupenia, ktoré zahŕňajú najnovšieho spoločného predka a všetkých potomkov.

Parafyletické skupiny (zoskupenia organizmov, ktoré zahŕňajú posledného spoločného predka, s výnimkou niektorých ich potomkov), alebo polypetiká (zoskupenia organizmov od rôznych predkov) neplatia pre kladárov.

Zásada parsimónie

Je možné, že pri výrobe kladogramu sa získa niekoľko grafických zobrazení, ktoré ukazujú rôzne vývojové histórie tej istej skupiny organizmov. V tomto prípade sa vyberie ten „parsimonious“ kladogram, ktorý obsahuje najmenší počet transformácií.

Z hľadiska parsimónie je najlepším riešením problému riešenie, ktoré si vyžaduje najmenšie predpoklady. V oblasti biológie sa to interpretuje ako menej evolučných zmien.

Rozdiely medzi kladogramami a fylogenetickými stromami

Taxonómovia majú vo všeobecnosti tendenciu vytvárať technické rozdiely medzi kladogramom a fylogenetickým stromom. Je potrebné objasniť, že kladogram nie je striktne rovnocenný fylogenetickému stromu.

Pobočky kladogramu sú formálnym spôsobom označovania vnorenej hierarchie kladov, zatiaľ čo vo fylogenetickom strome sú znázornením rodov, ktoré sa vyskytli v minulosti. Inými slovami, kladogram neznamená evolučnú históriu.

Aby sa získal fylogenetický strom, je potrebné pridať ďalšie informácie: ďalšie interpretácie týkajúce sa predkov, trvanie línií v čase a množstvo evolučných zmien, ktoré sa vyskytli medzi študovanými líniami.

Preto sú kladkopisy prvými priblíženiami pre konečné vytvorenie fylogenetického stromu, čo naznačuje možný vzor vetvenia.

Príklady

amniotes

Kladkostroj amniotov predstavuje tri skupiny stavovcov tetrapodov: plazy, vtáky a cicavce. Všetky z nich sú charakterizované prítomnosťou štyroch vrstiev (chorion, alantois, amnion a yolk sac) v embryu.

Upozorňujeme, že pojem „plaz“ je parafyletický, pretože nezahŕňa vtáky; z tohto dôvodu ho kladári odmietajú.

Apes

Kladkostroj opíc zahŕňa rody: Hylobáty, Pongo, Gorilla, Pan a Homo. Populárno je koncept opice parafyletický, pretože vylučuje rod Homo (my ľudia).

Referencie

1. Campbell, NA, a Reece, JB (2007). Biológia. Panamerican Medical Ed.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Pozvánka na biológiu. Panamerican Medical Ed.
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, a Garrison, C. (2001). Integrované princípy zoológie. New York: McGraw - Hill.
4. Kardong, KV (2002). Stavovce: porovnávacia anatómia, funkcia, vývoj. McGraw-Hill.
5. Soler, M. (2002). Evolúcia: základ biológie. Južný projekt.