Informație

Cum putem determina strămoșul comun al unei specii?


Am văzut o mulțime de articole despre strămoși comuni. Dar nu am găsit articole perfecte care să spună despre dovezile strămoșului comun.


Cele mai definitive concluzii despre strămoșul comun sunt făcute prin compararea secvențelor genetice ale organismelor, pentru care există metode matematice / de calcul bine dezvoltate, a se vedea, de exemplu, inferirea filogeniilor sau o introducere în evoluția moleculară și filogenetica.

Pentru speciile îndepărtate, genomurile sunt rareori direct comparabile, astfel încât pot exista unele ambiguități. Prin urmare, arborele vieții existente și clasificarea speciilor se bazează pe comparația ARN ribozomal, despre care se crede că este destul de conservat:

ARNr este unul dintre puținele produse genetice prezente în toate celulele. Din acest motiv, genele care codifică rRNA (rDNA) sunt secvențiate pentru a identifica grupul taxonomic al unui organism, pentru a calcula grupurile înrudite și pentru a estima ratele divergenței speciilor. Ca rezultat, multe mii de secvențe de ARNr sunt cunoscute și stocate în baze de date specializate, cum ar fi RDP-II și SILVA.

Rețineți că acest lucru lasă încă în afară virusurile, care sunt acelulare și, prin urmare, nu au propriul ARNr.


Cum este dovada biologiei moleculare a evoluției?

Ținând cont de acest lucru, cum oferă biologia moleculară dovezi ale evoluției?

Molecular asemănările oferă dovezi pentru ascendența comună a vieții. Comparațiile secvențelor ADN pot arăta cât de strâns sunt legate speciile. Biogeografia, studiul distribuției geografice a organismelor, prevede informații despre cum și când ar fi putut evolua speciile.

La fel, cum oferă fosilele dovezi ale evoluției? Fosile sunt importante dovezi pentru evoluție pentru că arată că viața pe pământ a fost odată diferită de viața găsită pe pământ astăzi. Paleontologii pot determina vârsta fosile folosind metode precum datarea radiometrică și clasificați-le pentru a determina evolutiv relațiile dintre organisme.

De aici, de ce este importantă biologia moleculară pentru evoluție?

Unul dintre cele mai utile progrese a fost dezvoltarea de biologie moleculara. În acest domeniu, oamenii de știință se uită la proteine ​​și la altele molecule care controlează procesele vieții. În timp ce acestea molecule poate sa evolua la fel cum poate un întreg organism, unii molecule importante sunt foarte conservate printre specii.


Semnificația speciației

Rezultatul modului în care poate apărea speciația prin diferitele „forțe ale schimbării evolutive” pe care le-am detaliat în ultima prelegere oferă o perspectivă asupra modului în care - peste miliarde de ani de schimbare - organismele au dat naștere unei lumi în care actualele organisme vii pot fi organizate în milioane de specii discernabile, fiecare adaptată să trăiască într-un anumit mediu și fiecare, fiecare (acum) pre-adaptată pentru a utiliza resursele de mediu într-un mod particular.

Mai mult, în deplina știință că nu există o metodă științifică cu adevărat clară care să definească TOATE speciile. de unde luăm aceste cunoștințe? Cum clasificăm aceste specii variate & quotspecies?

Filogenie: istoria descendenței de la un strămoș comun (phyl = sat, gen = început sau origen

În ciuda faptului că sunt incomplete, înregistrările f ossil furnizează surse utile de dovezi ale similitudinilor fizice care pot fi - și care sunt - utilizate pentru a determina dacă similitudinile morfologice evidente în diferite organisme demonstrează într-adevăr legături ancestrale. În esență, aceste înregistrări fosile confirmă (precum și modifică ocazional) înțelegerea noastră că sistemele taxonomice (post Linnaeus) reflectă încă legătura evolutivă (post Darwin).

Pentru a face acest lucru, organismele înrudite sunt acum clasificate ca nodurile unui copac, ale căror ramuri oferă unele indicații despre relațiile potențiale dintre și între diferitele organisme ale căror pehnotipuri sunt comparate. Pentru a face acest lucru, organismele sunt plasate în interior copaci filogenetici & quotfamilie & quot iar progresul schimbării evolutive este considerat a fi DIVERGENT, fiecare dintre ramuri ramificându-se, luând una din cele două căi alternative.

Acești copaci sunt adesea împărțiți în termeni de MONO- PARA- și POLY- taxoni filetici.

. în care toate descendenți (mono-), sau niste descendenți (para-) a unui (recent) singur strămoș sunt incluși

Pentru a construi acești copaci, taxonomiștii din zilele din urmă presupun că diverse & quottraits & quot, care sunt moștenite de la un strămoș comun, se spune că sunt fie omolog (caracteristici & cota împărtășită cu & quot sau & quotdescend de la & quot un strămoș comun), sau trăsături derivate (adică trăsături care diferă acum de formele lor ancestrale).

Pentru a confunda problema în continuare, nu toate caracteristicile similare arată de fapt la fel - frunzele unui cactus pot arăta foarte diferit de frunzele altor copaci, dar diferențele vizuale infirmă o moștenire genetică destul de similară între diferitele tipuri de plante. După cum sa menționat anterior, unele trăsături sunt ancestral (partajat cu toți membrii unui & quotgrupuri monofiletice& quot, în timp ce alții sunt derivat (trăsături sau caracteristici care sunt prezente într-unul sau doar în unele dintre organismele din ultima zi care nu sunt prezente în strămoșii lor).

Pentru a determina adevăratele relații evolutive, sistematicienii nu trebuie doar să facă distincție între ancestral și trăsături derivate în cadrul unei filiații, dar și omolog și homoplastic trăsături (adică trăsături similare din anumite motive alte decât moștenirea).

Există vreun alt exemplu de trăsătură homoplastică care s-ar putea să-mi revină cu ușurință ??

A face astfel de distincții este destul de dificil, deoarece evoluție divergentă ar putea face trăsături omoloage apar diferit și evoluție convergentă poate face deseori trăsături homoplastice par destul de asemănătoare.

Din acest motiv, atunci când sistematicienii construiesc arbori filogenetici, trebuie să fie atenți să folosească ceea ce se numește & quotuseful & quot caracteristici, denumite adesea & unități taxonomice operaționale sau & quotOTU's & quot. Pentru fiecare copac care este construit, aceste OTU vor varia.

Dincolo și dincolo de toate aceste trăsături evidente, oamenii de știință pot face acum aprecieri și mai riguroase ale schimbărilor evolutive utilizând unele dintre „fosilele moleculare” finale înregistrate.

. sau planul genetic al fiecărui organism. profilurile lor de proteine ​​sau ADN.

Acum, după ce am înțeles toate acestea și, de asemenea, cum să facem arbori filogenetici diferiți folosind toate unitățile taxonomice adecvate etc., cum să abordăm unele dintre preocupările fundamentale pe care le putem avea cu evoluția.

Da, ne-am uitat la balene și am sugerat că preponderența dovezilor este în favoarea faptului că au evoluat dintr-un strămoș „asemănător lupului”, dar dacă toate aceste idei despre „asocierea trăsăturilor” trebuie să fie pe deplin înțelese și pe deplin reconciliate cu orice teoria evoluției, atunci nu ar trebui să existe unele „teme unificatoare” care să lege toate animalele, dacă nu toate organismele, pe care le împărtășesc TOATE?

. și se dovedește că există.

Setul de instrumente genetice (film). Multe aspecte ale acestui film vor fi tratate în profunzime la o dată mult mai târziu (după ce ne-am ocupat de Mendel și mazărea sa multifuncțională). Chiar și așa, ideile din film sunt încă de actualitate în această etapă a cursului, cel puțin pentru a sugera unele asemănări mai profunde care susțin cu adevărat gândirea evoluționistă.

OK, deci, având în vedere trecutul, ce zici de viitor. Dacă anumite trăsături sunt derivat, și apoi -în efect- ulterior & quotperfectat & quot prin selecție naturală. atunci există o problemă potențială.

Unul dintre argumentele majore împotriva unui mecanism simplu „Selectiv” pentru schimbări evolutive pune întrebarea: Cum ar putea evolua anumite organe complexe, când însăși funcția lor trebuia să fie deja disponibilă pentru ca acesta să fie perfecționat.

Așa-numita problemă a „capcanei de șoareci”.

Cum sunt dezvoltate diverse structuri complexe, cum ar fi aripile - de exemplu -, când - până când devin aripi funcționale - sunt în esență o risipă de anexe?

Într-o oarecare măsură, evoluția aripii poate fi văzută ca o adaptare a anexelor la grade variabile ale capacității unui animal de a aluneca.

Dar ce se întâmplă cu alte organe complexe, cum ar fi ochiul, care pot fi văzute sub diferite forme din regnul animal, cum ar putea fi dezvoltat un astfel de organ complex de la zero?

Chiar și cu o astfel de apreciere a similitudinilor și diferențelor - alături de variabilele potențiale ale diferențelor genetice în cadrul unor populații date - conceptele fundamentale pe care am încercat să le transmit presupun că orice specie dată este în esență un bazin relativ stabil de variabilitate inerentă (alele ) care este capabil să dobândească o nouă trăsătură din fluxul genetic și pierde sau câștigă alte trăsături (cel mai adesea) prin pierderea / achiziția aleatorie. pe care o numim.

Deși acest lucru poate părea suficient de complex, este într-adevăr o apreciere excesiv de simplistă a & quotspecies & quot și & quotpopulations & quot. Există multe, multe alte straturi suplimentare de complexitate, unele subtile și altele nu atât de subtile.

Foarte adesea concurează pentru resurse și / sau sunt interconectate cu alte specii într-o varietate de moduri diferite, cel mai ușor de înțeles fiind interacțiunea dintre pradă și prădător.

Predator & # 8211interactions interacțiuni, care poate oferi chiar schimbări în timpul evoluției
Prădătorii sunt agenți ai selecției naturale și ai mortalității, deoarece nu captează în mod aleatoriu indivizii pradă. Prin urmare, speciile de pradă au dezvoltat multe adaptări pentru a le face mai dificil de capturat și consumat.

Firele toxice, coloanele dure și substanțele chimice nocive sunt câteva exemple de adaptări defensive.

Camuflaj, sau chiar Mimetism ambele sunt mecanisme de apărare evoluate, aduse în cele din urmă pentru a contracara acțiunile prădătorilor:

Mimetism batesian apare atunci când o specie neagresivă imită aspectul uneia mai agresive și periculoase, sau o specie mai plăcută imită una neplăcută sau nocivă.

Selecție direcțională atunci acest lucru poate determina ca speciile neplăcute să evolueze departe de mimica lor. Acest lucru se întâmplă deoarece indivizii neplăcuți care seamănă cel mai puțin cu prădătorul & quotaverage & quot și mimicul vor fi pradați mai mult decât cei care mimează seamănă mai mult.

La rândul său, prădătorii pot evolua mijloace mai eficiente de a depăși apărarea prăzii.

Una dintre interacțiunile destul de neobișnuite dintre prădător și pradă, ilustrează cât de interțesută poate obține relația pradă prădător: Tritoni toxici. (film)

Se spune că au specii care se influențează reciproc evoluția celuilalt co-evoluat.
În evoluția difuză, trăsăturile speciilor sunt influențate de interacțiunile cu o mare varietate de prădători, paraziți, pradă sau mutualiști.

Populațiile sunt, prin urmare, dependente de mediul lor - ecologia lor, dar există variabile atât de inerente într-o anumită populație pe care nu le-am abordat încă.

Alți factori influențează și schimbările evolutive, cum ar fi:

A) densitatea populației (Persoanele dintr-o populație pot avea uniforme, aleatorii sau aglomerate distribuții)

b) Nașteri și decese: Nașterile, decesele, imigrația și emigrarea determină modificări ale densității și distribuției populației.

N = N0 + B - D + I + E.

Putem face un pas mai departe. Putem analiza un cohortă (sau un subgrup al unei populații), definit de o anumită determinare a vârstei.

c) Distribuția vârstei în cadrul unei populații, care dezvăluie istoria recentă a nașterilor și deceselor. Momentul acestora poate influența distribuția vârstei timp de mulți ani.

În plus, ecologiștii analizează, de asemenea, o categorie numită supraviețuire, pentru a aprecia modul în care diferiții indivizi dintr-o cohortă supraviețuiesc în mediu. Pentru unii, supraviețuirea este uniformă pe parcursul diferitelor vârste ale populației. Pentru alte populații este departe de ea.

d) Rata de crestere a populatiei & quotr & quot = numărul mediu de nașteri / numărul mediu de decese x N (numărul din populație).

Teoretic, tendința unei creșteri a populației, fără a fi afectată de mediul înconjurător, este logaritmică, dar atunci când este constrânsă de mediul înconjurător, creșterea populației poate varia în funcție de mulți factori inerenți, de tipul organismului și de stilul său de viață în curs de investigare.

Cu toate acestea, alți factori externi trebuie să intre în joc, dând naștere curbei mai sigmoidale, care definește un maxim, "K" sau "capacitatea de încărcare& quot pentru acea populație anume.

Cand numărul în populație = maxim sau & quotcapacitatea de transport& quot, creșterea populației se va opri.

Numărul populației este reglementat în esență ca răspuns la densitatea populației, din mai multe motive, cum ar fi prădarea, aprovizionarea cu alimente și sau boli potențiale de răspândire.

În consecință, chiar dacă pe termen scurt, catastofele pot afecta dimensiunea populației. pe termen lung (presupunând că populația supraviețuiește), a populației densitate ar trebui să-și revină, ceea ce se numește a echilibrul densității.

Deoarece noi, oamenii, am optat pentru a nu ieși din procesul selectiv, curba populației noastre încă explodează într-un mod exponențial.


Ce este o cladogramă?

În primul rând, să clarificăm definițiile „cladogramei” și termenii asociați. Cuvintele științifice au semnificații specifice, iar atunci când acestea sunt confundate cu o utilizare neglijentă, predarea și învățarea sunt împiedicate. Baum și Offner (2008) au definit destul de ambiguu „cladograma” ca „fie un termen general pentru o diagramă de copac, fie un anumit stil de diagramă de copac în care nu este reprezentată nici cantitatea de schimbare, nici timpul”. Davenport și colab. (2015a) au folosit o definiție mai generală: „Arborii evolutivi, cunoscuți diferit sub numele de cladograme, filogenii, arbori filogenetici și arbori genetici, sunt reprezentări ale ipotezelor de lucru ale biologilor”. Deși toate acestea ar trebui să reprezinte ipoteze empirice (nu întotdeauna), ele nu sunt sinonime. Termenul general pentru o diagramă de ramificare care prezintă relațiile dintre taxoni este dendrogramă. O dendrogramă considerată a reprezenta istoria evoluției unui grup este un arbore filogenetic. Arborii filogenetici (sau „filogenii”) pot fi reprezentări ale datelor reale, se pot baza pe judecata unor dovezi nespecificate de către o autoritate taxonomică (așa cum erau adesea înainte de anii 1970) sau pot fi rezumate picturale ale înțelepciunii convenționale cu privire la relațiile dintre un grup, des întâlnit în manuale. O cladogramă este un arbore filogenetic empiric bazat pe minimizarea numărului de pași evolutivi implicați de distribuția diferențelor de stare de caracter între taxonii observați. Astfel, este o reprezentare grafică a unei analize de date, nu o imagine a unei cronici evolutive ipotetice. După cum au remarcat Baum și Offner (2008), o cladogramă descrie ordinea de ramificare, nu cantități absolute de evoluție de-a lungul ramurilor sau timpul. Acest lucru se datorează faptului că grupurile pe cladograme sunt formate pe baza stărilor de caracter partajate, derivate (caracteristicile unice pentru un singur taxon nu oferă nicio dovadă de grupare). Alte atribute ale cladogramelor sunt că toți taxonii observați apar la vârfurile ramurilor și că nodurile interne nu reprezintă niciun fel de „strămoși” materiali. Vedeți mai multe discuții despre definiția „cladogramei” în Brower (2016).


Cuprins

Proiectul unei descrieri complete a relațiilor filogenetice între toate speciile biologice este denumit „arborele vieții”. Aceasta implică deducerea vârstelor de divergență pentru toate cladele ipotetizate, de exemplu, MRCA pentru toate carnivorele (adică MRCA pentru „pisici și câini”) se estimează că a divergut în urmă cu aproximativ 42 de milioane de ani (Miacidae). [6]

Conceptul ultimului strămoș comun din perspectiva evoluției umane este descris pentru un public popular din Povestea strămoșului de Richard Dawkins (2004). Dawkins enumeră „concestori” ai descendenței umane în ordinea creșterii vârstei, inclusiv hominin (om-cimpanzeu), hominină (om-gorilă), hominid (om-orangutan), hominoid (om-gibbon) și așa mai departe în 40 de etape în total, până la ultimul strămoș universal (om – bacterii).

Este, de asemenea, posibil să se ia în considerare ascendența genelor individuale (sau a grupurilor de gene, haplotipuri) în locul unui organism în ansamblu. Teoria coalescentă descrie un model stochastic al modului în care strămoșii acestor markeri genetici se mapează cu istoria unei populații.

Spre deosebire de organisme, o genă este transmisă de la o generație de organisme la generația următoare fie ca replici perfecte ale sale, fie ca ușor mutați. gene descendente. În timp ce organismele au grafuri ascendente și grafice descendenți prin reproducere sexuală, o genă are un lanț unic de strămoși și un arbore de descendenți. Un organism produs prin fertilizare încrucișată sexuală (alogamie) are cel puțin doi strămoși (părinții săi apropiați), dar o genă are întotdeauna un strămoș pe generație.

ADN-ul mitocondrial (ADNmt) este aproape imun la amestecul sexual, spre deosebire de ADN-ul nuclear ale cărui cromozomi sunt amestecați și recombinați în moștenirea mendeliană. Prin urmare, ADN-ul mitocondrial poate fi utilizat pentru a urmări moștenirea matrilineală și pentru a găsi Eva Mitocondrială (cunoscută și sub numele de Eva africană), cel mai recent strămoș comun al tuturor oamenilor prin calea ADN-ului mitocondrial.

La fel, cromozomul Y este prezent ca un singur cromozom sexual la individul masculin și este transmis descendenților masculini fără recombinare. Poate fi folosit pentru a urmări moștenirea patrilineală și pentru a găsi Adam cromozomial Y, cel mai recent strămoș comun al tuturor oamenilor prin calea Y-ADN.

Eva mitocondrială și Adam cromozomial Y au fost stabilite de cercetători folosind teste ADN genealogice. Se estimează că Eva mitocondrială a trăit acum aproximativ 200.000 de ani. O lucrare publicată în martie 2013 a stabilit că, cu încredere de 95% și cu condiția să nu existe erori sistematice în datele studiului, Adam cromozomial Y a trăit între 237.000 și 581.000 de ani în urmă. [7] [8]

Prin urmare, MRCA-ul oamenilor în viață ar trebui să fi trăit mai recent decât oricare dintre ei. [9] [nota 3]

Este mai complicat să se deducă ascendența umană prin cromozomi autozomali. Deși un cromozom autosomal conține gene transmise de la părinți la copii printr-un sortiment independent de la doar unul dintre cei doi părinți, recombinarea genetică (încrucișarea cromozomială) amestecă genele de la cromatidele non-surori de la ambii părinți în timpul meiozei, schimbând astfel compoziția genetică a cromozomul.

Se estimează că diferite tipuri de MRCA au trăit în momente diferite în trecut. Aceste timpul pentru MRCA (TMRCA), de asemenea, estimările sunt calculate diferit în funcție de tipul de MRCA luat în considerare. MRCA-urile patriliniare și matriliniare (Eva mitocondrială și Adam cromozomial Y) sunt urmărite de markeri genetici unici, astfel TMRCA lor este calculată pe baza rezultatelor testelor ADN și a ratelor de mutație stabilite, astfel cum se practică în genealogia genetică. Timpul până la MRCA genealogic al tuturor oamenilor vii este calculat pe baza modelelor matematice non-genetice și a simulărilor pe computer.

Deoarece Eva mitocondrială și Adam cromozomial Y sunt urmărite de gene singure printr-o singură linie parentală ancestrală, timpul până la aceste MRCA genetice va fi neapărat mai mare decât cel pentru MRCA genealogic. Acest lucru se datorează faptului că genele individuale se vor uni mai lent decât urmărirea genealogiei umane convenționale prin ambii părinți. Acesta din urmă ia în considerare numai oamenii individuali, fără a lua în considerare dacă vreo genă din MRCA calculată supraviețuiește de fapt la fiecare persoană din populația actuală. [11]

TMRCA prin intermediul markerilor genetici Edit

ADN-ul mitocondrial poate fi folosit pentru a urmări strămoșii unui set de populații. În acest caz, populațiile sunt definite prin acumularea de mutații pe ADNmt și se creează arbori speciali pentru mutații și ordinea în care au apărut în fiecare populație. Arborele se formează prin testarea unui număr mare de indivizi din întreaga lume pentru prezența sau lipsa unui anumit set de mutații. Odată ce acest lucru este făcut, este posibil să se determine câte mutații separă o populație de alta. Numărul mutațiilor, împreună cu rata de mutație estimată a ADNmt în regiunile testate, permite oamenilor de știință să determine timpul aproximativ până la MRCA (TMRCA) care indică timpul trecut de când ultimele populații au împărtășit același set de mutații sau au aparținut aceluiași haplogrup.

În cazul ADN-ului cromozomial Y, la TMRCA se ajunge într-un mod diferit. Haplogrupurile Y-ADN sunt definite prin polimorfism cu un singur nucleotid în diferite regiuni ale ADN-ului Y. Timpul până la MRCA într-un haplogrup este definit de acumularea de mutații în secvențele STR ale cromozomului Y al acelui haplogrup. Analiza rețelei Y-ADN a haplotipurilor Y-STR care prezintă un cluster non-steliar indică variabilitatea Y-STR datorită mai multor indivizi fondatori. Analiza care produce un grup de stele poate fi considerată ca reprezentând o populație descendentă dintr-un singur strămoș. În acest caz, variabilitatea secvenței Y-STR, numită și variația microsateliților, poate fi privită ca o măsură a timpului trecut de când strămoșul a fondat această populație specială. Descendenții lui Genghis Khan sau unul dintre strămoșii săi reprezintă un faimos grup de stele care poate fi datat de pe vremea lui Genghis Khan. [12]

Calculele TMRCA sunt considerate dovezi critice atunci când se încearcă determinarea datelor de migrație ale diferitelor populații pe măsură ce se răspândesc în întreaga lume. De exemplu, dacă se consideră că o mutație a avut loc acum 30.000 de ani, atunci această mutație ar trebui găsită în rândul tuturor populațiilor care au divergut după această dată. Dacă dovezile arheologice indică răspândirea culturală și formarea populațiilor izolate regional, atunci acest lucru trebuie reflectat în izolarea mutațiilor genetice ulterioare din această regiune. Dacă divergența genetică și divergența regională coincid, se poate concluziona că divergența observată se datorează migrației, după cum reiese din evidența arheologică. Cu toate acestea, dacă data divergenței genetice are loc la un moment diferit de înregistrarea arheologică, oamenii de știință vor trebui să se uite la dovezi arheologice alternative pentru a explica divergența genetică. Problema este cel mai bine ilustrată în dezbaterea referitoare la difuzia demică versus difuziunea culturală în timpul neoliticului european. [13]

TMRCA a tuturor oamenilor vii Edit

Nu se cunoaște vârsta MRCA a tuturor oamenilor vii. Este neapărat mai tânăr decât vârsta MRCA matriliniară sau patriliniară, ambele având o vârstă estimată între aproximativ 100.000 și 200.000 de ani în urmă. [14]

Un studiu matematic, dar non-genealogic, realizat de matematicienii Joseph T. Chang, Douglas Rohde și Steve Olson a calculat că MRCA a trăit remarcabil de recent, posibil până în anul 300 î.Hr. Acest model a luat în considerare faptul că oamenii nu se împerechează cu adevărat la întâmplare, ci că, în special în trecut, oamenii aproape întotdeauna s-au împerecheat cu oameni care locuiau în apropiere și, de obicei, cu oameni care locuiau în propriul oraș sau sat. Ar fi fost deosebit de rar să te împerechezi cu cineva care locuia într-o altă țară. Cu toate acestea, Chang et al. a constatat că o persoană rară care se împerechează cu o persoană îndepărtată va conecta în timp arborele genealogic mondial și că nici o populație nu este cu adevărat complet izolată. [nota 4]

MRCA al tuturor oamenilor a trăit aproape sigur în Asia de Est, ceea ce le-ar fi permis accesul cheie la populațiile extrem de izolate din Australia și America. Locațiile posibile pentru MRCA includ locuri precum Peninsulele Chuckchi și Kamchatka care sunt aproape de Alaska, locuri precum Indonezia și Malaezia care sunt aproape de Australia sau un loc precum Taiwan sau Japonia care este mai intermediar de Australia și America. Colonizarea europeană a Americii și Australiei a fost găsită de Chang ca fiind prea recentă pentru a avea un impact substanțial asupra vârstei MRCA. De fapt, dacă America și Australia nu ar fi fost descoperite niciodată de europeni, MRCA s-ar afla în trecut doar cu aproximativ 2,3% mai mult decât este. [17] [18]

Rețineți că vârsta MRCA a unei populații nu corespunde unui blocaj al populației, darămite un „prim cuplu”. Reflectă mai degrabă prezența unui singur individ cu succes reproductiv ridicat în trecut, a cărui contribuție genetică a devenit omniprezentă în întreaga populație de-a lungul timpului. De asemenea, este incorect să presupunem că MRCA a transmis toate, sau într-adevăr orice informație genetică fiecărei persoane vii. Prin reproducerea sexuală, un strămoș transmite jumătate din genele sale fiecărui descendent din generația următoare după mai mult de 32 de generații, contribuția unui singur strămoș ar fi de ordinul 2-32, un număr proporțional cu mai puțin decât o singură pereche de bază în cadrul genomului uman. [19] [15]

MRCA este cel mai recent uzual strămoș împărtășit de toți indivizii din populația luată în considerare. Acest MRCA poate avea contemporani care sunt, de asemenea, strămoși pentru unii, dar nu pentru toată populația existentă. The strămoși identici indică este un punct din trecut mai îndepărtat decât MRCA, moment în care nu mai există organisme ancestrale pentru unii, dar nu pentru toată populația modernă. Datorită colapsului pedigree, indivizii moderni pot prezenta în continuare grupări, datorită contribuțiilor foarte diferite de la fiecare populație ancestrală. [15]


  • Structurile omoloage pot îndeplini funcții diferite, dar sunt fundamental și morfologic similare, indicând faptul că specia avea un strămoș comun - funcție diferită, dar aceeași structură
  • Structurile analoge îndeplinesc funcții similare care au evoluat la specii care nu împărtășesc neapărat un strămoș comun, datorită presiunilor de selecție similare - aceeași funcție, dar structură diferită
  • Structurile vestigiale sunt structuri rămase într-un organism care a avut un rol în speciile ancestrale, dar sunt acum inutile din punct de vedere funcțional
  • Biologia dezvoltării este studiul proceselor care duc la creșterea și dezvoltarea organismelor
  • Embriologia comparativă este locul în care organismele care au un strămoș comun vor prezenta o dezvoltare embriologică similară. De exemplu, cozile sunt prezente la majoritatea vertebratelor adulte, dar nu la fetuții adulți și la bebelușii umani, cu toate acestea, într-un stadiu, avem o coadă primitivă în dezvoltarea embrionară

Vă rugăm să rețineți: notele VCE gratuite nu sunt afiliate cu VCAA sau VTAC și nici nu sunt responsabile pentru conținutul care apare pe acest site web.
Pentru toate întrebările, trimiteți-ne un mesaj pe pagina noastră de Facebook.


Testarea ascendenței comune: este vorba despre mutații

O întrebare care apare frecvent despre biologia evoluției este dacă aceasta se reduce la speculații și presupuneri. Cea mai mare parte a evoluției s-a întâmplat în trecutul îndepărtat, la urma urmei. Susținem că oamenii și cimpanzeii au coborât dintr-o singură specie ancestrală de-a lungul a milioane de ani, de exemplu, dar niciunul dintre noi nu a fost acolo pentru a observa acest proces. Pentru un om de știință, însă, întrebarea corectă nu este „Ai fost acolo?” ci mai degrabă „Ce se întâmplă dacă?” Ce se întâmplă dacă împărtășim un strămoș comun - ce ar trebui să vedem? Cum putem testa o ipoteză despre trecutul antic?

O modalitate prin care putem testa descendența comună cu cimpanzeii este să analizăm diferențele genetice dintre cele două specii. Dacă ascendența comună este adevărată, aceste diferențe rezultă din multe mutații care s-au acumulat în cele două linii de-a lungul a milioane de ani. Asta înseamnă că ar trebui să arate ca niște mutații. Pe de altă parte, dacă oamenii și cimpanzeii ar apărea printr-o creație specială, nu ne-am aștepta ca diferențele lor genetice să poarte semnătura distinctivă a descendenței de la un strămoș comun.

Cum arată mutațiile, atunci? ADN-ul constă dintr-un șir lung de patru baze chimice, pe care le numim de obicei A, C, G și T (pentru adenină, citozină, guanină și timină). O mutație este orice modificare a acelui șir. În cele mai simple mutații, o bază înlocuiește alta atunci când ADN-ul este copiat sau reparat incorect, de exemplu, un C într-un anumit loc dintr-un cromozom este înlocuit cu un T, care este apoi trecut pe descendenți. Aceste substituții nu se întâmplă toate în același ritm, unele apar mai des decât altele. De exemplu, C și T sunt chimic similare una cu cealaltă, la fel ca A și G, iar bazele chimic similare sunt mai susceptibile de a fi confundate între ele atunci când ADN-ul este copiat. Astfel, găsim un A devenind un G mai des decât un T.

Aceasta înseamnă că, pe măsură ce se acumulează, mutațiile creează un model caracteristic al schimbărilor tot mai puțin frecvente. Este acel model pe care îl putem căuta pentru a vedea dacă diferențele genetice au fost cauzate de mutații. Pentru a determina exact care este tiparul, putem doar să ne uităm la diferențele genetice dintre oamenii individuali, deoarece acestea reprezintă mutații care au avut loc de când acești doi oameni au împărțit ultima dată un strămoș comun. 1 Pot apărea douăsprezece posibile substituții (A → C, A → G, A → T, C → G, C → T, C → A etc.), dar dacă ne uităm doar la diferențele dintre două copii ale ADN, nu poate distinge unele dintre substituții. De exemplu, dacă am un A și aveți un C într-o anumită locație, cu excepția cazului în care avem ADN-ul strămoșilor noștri, nu putem spune dacă a fost inițial un A care a mutat într-un C în ADN-ul dvs. sau dacă a fost inițial un C care a mutat într-un A din ADN-ul meu. Astfel, trebuie să combinăm cele două posibilități împreună și să numărăm doar numărul de locuri în care unul dintre noi are un A și celălalt un C. O complicație suplimentară: ADN-ul nostru are două catene complementare și nu știm pe ce catene a avut loc o mutație . Poate că nu a fost de fapt A strămoșului nostru care s-a transformat în C. Pe cealaltă parte a ADN-ului său, A a fost asociat cu un T (baza complementară cu A) poate că a fost baza care a mutat de fapt. Concluzia este că se dovedesc a fi patru clase distincte de substituție: (1) Ceea ce numim „tranziții” se produc între bazele chimice similare A și G, sau C și T, aceste modificări au loc mai des decât celelalte. (2) O diferență între A și T (pe care o voi eticheta A↔T). (3) O diferență între G și C (G↔C). (4) O diferență între A și C sau G și T (A↔C / G↔T).

Acum suntem în măsură să testăm dacă diferențele genetice dintre oameni și cimpanzei arată ca niște mutații. Pentru a determina modelul mutațiilor, am calculat ratele pentru cele patru clase folosind date despre diversitatea umană (care sunt disponibile online). Apoi am calculat modelul văzut la compararea ADN-ului uman și al cimpanzeului, folosind și date publice. Primul grafic este distribuția pentru oameni. Așa cum era de așteptat, tranzițiile sunt cele mai frecvente. Acest model este semnătura noastră - semnul că mutația a funcționat.

Al doilea grafic este aceeași distribuție pentru diferențele dintre ADN-ul uman și cel al cimpanzeului. Ratele globale sunt diferite - există de 12 ori mai multe diferențe între ADN-ul uman și cel al cimpanzeului decât există între ADN-ul de la doi oameni (rețineți scara diferită pe axa y a graficelor) - dar modelul este aproape identic.

Amintiți-vă întrebarea mea de început: dacă oamenii și cimpanzeii au împărtășit un strămoș comun, ce ar trebui să vedem? Ceea ce ar trebui să vedem este ceea ce vedem: diferențe genetice între speciile care arată exact așa cum au fost produse de mutații. În termeni științifici, am avut o ipoteză despre trecutul îndepărtat, am testat ipoteza cu date și a trecut testul.

Acum, când oamenii de știință indică similitudini între ADN-ul uman și cel al cimpanzeilor, criticii uneori contestă faptul că asemănările nu dovedesc cu adevărat nimic, deoarece ar putea fi explicate la fel de bine printr-un plan comun de proiectare: creatorul ar putea folosi întinderi similare de ADN pentru a realiza sarcini similare la speciile create separat. Această obiecție nu se aplică aici, totuși, pentru că ne uităm la diferențe între specii. Nu mă pot gândi la niciun motiv pentru care un designer ar trebui să aleagă diferențele exact ca și cum ar fi rezultatul multor mutații. The obvious conclusion is that things are what they seem: humans and chimpanzees differ genetically in just this pattern because they have diverged from a single common ancestor.

We can make the same comparison for other pairs of species, all of which are thought to have common ancestry. Here is the breakdown for the differences between humans and some other primates, including apes and Old World monkeys, and some nonhuman comparisons as well. (In order to display the results on a single chart, I have rescaled the other distributions to have the same total rate as the human-human comparison.)

Everywhere we look, the pattern is the same. That’s true even though the overall rate of genetic difference ranges from less than 1% (human vs chimpanzee) to more than 5% (humans vs baboons). The genetic differences between species always look like mutations.

I also took a look at some species that are less similar to humans—mostly out of curiosity, since I was not sure exactly what to expect. Mutation patterns vary subtly even between human populations, probably because of small differences in some of the hundreds of proteins responsible for DNA replication and repair such variations are likely to become more pronounced as we look at more distantly related species. One thing I did expect, though, was still to see more transitions than other substitutions since that difference is rooted in the basic chemical similarity of some bases. The set shown here includes cats compared to dogs, cows compared to dolphins, a comparison between a couple of species of finch, and even two species of pufferfish.

There is one additional test we can make. When I made the plots above, I excluded a small part (approximately 1%) fraction of DNA because it is known to mutate much faster than the rest. The higher mutation rate occurs when a C is immediately followed by a G in the DNA sequence, a pairing known as a “CpG” (“p” stands for the phosphate group that links adjacent DNA bases). A wide range of animal species chemically modify the C when it occurs in a CpG. This has an interesting effect: modified C can spontaneously turn into a T. As a result, mutation is much more common at CpGs than for other DNA, especially for C mutating into T.

We can therefore define a more comprehensive signature of mutation by measuring the rates for the same categories as before, but now at CpG sites. (This adds three new categories rather than four, since A↔T cannot occur at a CpG site.) This signature is shown in the first plot, which once again comes from human diversity data. The second figure shows the same categories for human compared to chimpanzee DNA. Once again, the two line up almost perfectly. Even at these special sites, differences between species look exactly like they were caused by mutations.

This kind of thing is the reason that most geneticists have no doubt about common descent: it makes sense of everything we see. Even better, it makes predictions. When I started to put together this post, the only data I had seen was for humans and chimpanzees, but I still had a very good idea what I would see when I looked at other primates.

Of course, none of this says anything at all about God’s role in human origins, nor does it rule out miraculous intervention. But it does provide strong evidence that we share ancestry with other species.

Note și referințe amplificator

1. Since we are comparing common descent with the special creation of a single ancestral couple, we also have to consider the possibility that some of the genetic variation that we inherit was already present in Adam and Eve and not the result of subsequent mutation. To avoid this possibility, I looked only at genetic variants that were seen in roughly 1% of the modern population any variant we inherit from Adam and Eve would be shared by a larger fraction of the population.

Cuvântul lui Dumnezeu & # x27s. Lumea lui Dumnezeu & # x27s. Livrat în căsuța de e-mail.

BioLogos arată bisericii și lumii armonia dintre știință și credință biblică. Obțineți resurse, actualizări și multe altele.


The Proof Is in the Proteins: Test Supports Universal Common Ancestor for All Life

Earth's first life-form, floating in the proverbial froth of the primordial seas that eventually gave rise to trees, bees and humans, is not just a popular Darwinian conceit but also an essential biological premise that many researchers rely on as part of the foundation of their work.

In the 19th century, Charles Darwin went beyond others, who had proposed that there might be a common ancestor for all mammals or animals, and suggested that there was likely a common ancestor for all life on the planet&mdashplant, animal and bacterial.

A new statistical analysis takes this assumption to the bench and finds that it not only holds water but indeed is overwhelmingly sound.

Was it not already obvious, from the discovery and deciphering of DNA, that all life forms are descended from a single common organism&mdashor at least a basal species? No, says Douglas Theobald, an assistant professor of biochemistry of Brandeis University and author of the new study, detailed in the May 13 issue of Natură. (American științific is part of Nature Publishing Group.) In fact, he says, "When I went into it, I really didn't know what the answer would be."

Despite the difficulties of formally testing evolution&mdashespecially back across the eons to the emergence of life itself&mdashTheobald was able to run rigorous statistical analyses on the amino acid sequences in 23 universally conserved proteins across the three major divisions of life (eukaryotes, bacteria and archaea). By plugging these sequences into various relational and evolutionary models, he found that a universal common ancestor is at least 10^2,860 more likely to have produced the modern-day protein sequence variances than even the next most probable scenario (involving multiple separate ancestors).*

"Evolution does well where it can be tested," says David Penny, a professor of theoretical biology at the Institute of Molecular BioSciences at Massey University in New Zealand and co-author of an accompanying editorial. Yet, he notes that evolution can make "testable predictions about the past (especially quantitative ones)" tricky at best. "That Theobald could devise a formal test," he says, "was excellent&hellip. It will probably lead to a jump in what is expected of the formal evaluation of hypotheses, and that would help everybody."

Common ancestor acrimony

The mid-20th-century discoveries about the universality of DNA "really nailed it for people" in terms of establishing in popular&mdashand academic&mdashculture that there was a single universal common ancestor for all known life on Earth, Theobald says. And since then, "it's been widely assumed as true," he notes.

But in the past couple decades, new doubt has emerged in some circles. Microbiologists have gained a better understanding of genetic behavior of simple life forms, which can be much more amorphous than the typical, vertical transfer of genes from one generation to the next. The ability of microbes such as bacteria and viruses to exchange genes laterally among individuals&mdashand even among species&mdashchanges some of the basic structural understanding of the map of evolution. With horizontal gene transfers, genetic signatures can move swiftly between branches, quickly turning a traditional tree into a tangled web. This dynamic "throws doubt on this tree of life model," Theobald says. And "once you throw doubt on that, it kind of throws doubt on common ancestry as well."

With the discovery of archaea as the third major domain of life&mdashin addition to bacteria and eukaryotes&mdashmany microbiologists became more dubious of a single common ancestor across the board.

A test for evolution

Other researchers had put certain sections of life to the test, including a similar 1982 statistical analysis by Penny testing the relation of several vertebrate species. Theobald describes the paper as "cool, but the problem there is that they aren't testing universal ancestry." With advances in genetic analysis and statistical power, however, Theobald saw a way to create a more comprehensive test for all life.

In the course of his research, Theobald had been bumping against a common but "almost intractable evolutionary problem" in molecular biology. Many macromolecules, such as proteins, have similar three-dimensional structures but vastly different genetic sequences. The question that plagued him was: Were these similar structures examples of convergent evolution or evidence of common ancestry?

"All the classic evidence for common ancestry is qualitative and is based on shared similarities," Theobald says. He wanted to figure out whether focusing on those similarities was leading scientists astray.

Abandoned assumptions
Most people and even scientists operate under the premise that genetic similarities imply a common relation or ancestor. But as with similarities in physical appearance or structure, these assumptions "can be criticized," Theobald notes. Natural selection has provided numerous examples of convergent physical evolution, such as the prehensile tales of possums and spider monkeys or the long sticky insect-eating tongues of anteaters and armadillos. And with horizontal gene transfer on top of that, similar arguments could be made for genetic sequences.

"I really took a step back and tried to assume as little as possible in doing this analysis," Theobald says. He ran various statistical evolutionary models, including ones that took horizontal gene transfer into consideration and others that did not. And the models that accounted for horizontal gene transfer ended up providing the most statistical support for a universal common ancestor.

Murky origins
Theobald says his most surprising results were "how strongly they support common ancestry." Rather than being disappointed about simply backing up a long-held assumption, he says that at least, "it's always nice to know that we're on the right track."

These findings do not mean that a universal common ancestor establishes the "tree of life" pattern for early evolutionary dynamics. Nor, however, do they infer a "web of life" structure. The tree versus web debate remains "very controversial right now in evolutionary biology," Theobald says, reluctant to pick a side himself.

One of the other big unknowns remaining is just when this universal common ancestor lived and what it might have looked like&mdasha question that will take more than Theobald's statistical models to answer. Theobald also notes that the support for a universal common ancestor does not rule out the idea that life emerged independently more than once. If other, fully distinct lineages did emerge, however, they either went extinct or remain as yet undiscovered.

Research will likely push on into these dusky corners of early evolution, Penny notes, as "scientists are never satisfied." He expects that researchers will try to sort back even earlier, before DNA took over, and assess the early stages of evolution during the RNA days.

On a more foundational level, Penny says, the paper should not put an end to the assessment of ancestral assumptions. Instead it should be a reminder that "we have never thought of all possible hypotheses," he says. "So we should never stop considering some new approach we haven't thought of yet."

*Erratum (5/13/10): This sentence was changed after publication. It originally stated that a universal common ancestor is more than 10 times more likely.


How do we determine the common ancestor of a species? - Biologie

How to Draw a Phylogenetic Tree
(Using differences in molecular sequence)

A phylogenetic tree uses data to indicate relatedness of different species. This webpage explains how to construct a phylogenetic tree using differences in molecular sequences (such as differences in amino acids, or differences in nucleotides).

Numbers in the table below represent mutational differences in a particular gene. Higher numbers indicate more genetic differences between two species. The longer two species (or subspecies) are isolated, the more likely there will be an accumulation of mutational differences.

1. Identify the most different, or ancestral, species . This is the one that has the most mutational differences from the other species. In the chart above, the species with the most mutational differences (highest numbers) is Species A .

2. Select the next most different, or ancestral species, the one that shares a common ancestor with the previous species ( Species A ). To do this, look at the Species A column and look for the species that has the fewest mutational differences, which is Species B with 27.

3. Begin drawing the phylogenetic tree. This is commonly done by drawing a line with branches indicating a possible shared common ancestor. The break (or node) of a branch indicates a common ancestor, and the branch itself indicates speciation. In a phylogenetic tree, line length does not necessarily indicate the age of a species, just relatedness and ancestry.

4. Add the next organism . To do this, look at the second organism's data ( Species B ), and look for the most genetically similar organism (for that particular gene). From the table, Species B may share a common ancestor with Species C (13 differences).

5. Add the next organism. Looking at the Species C row and column, find the most genetically similar organism, which is Species D (3 differences).

6. Add the remaining organisms. Uitandu-ma la Species D , the lowest number is still the "3" from the mutation differences with Species C . What this may indicate is that Species D shares a common ancestor with Species C , but not with the remaining species ( Species E și Species F ). Uitandu-ma la Species E și Species F data, Species E is very similar to Species F , și Species E is similar to Species C . Acest lucru sugerează că Species E shared a common ancestor with Species C , nu Species D . Species F then shares a common ancestor with Species E .

7. Check to confirm that your phylogenetic tree matches the data in the table.


Biologie 171


This bee and Echinacea flower ((Figure)) could not look more different, yet they are related, as are all living organisms on Earth. By following pathways of similarities and changes—both visible and genetic—scientists seek to map the evolutionary past of how life developed from single-celled organisms to the tremendous collection of creatures that have germinated, crawled, floated, swum, flown, and walked on this planet.

Obiective de invatare

Până la sfârșitul acestei secțiuni, veți putea face următoarele:

  • Discuss the need for a comprehensive classification system
  • List the different levels of the taxonomic classification system
  • Describe how systematics and taxonomy relate to phylogeny
  • Discuss a phylogenetic tree’s components and purpose

In scientific terms, phylogeny is the evolutionary history and relationship of an organism or group of organisms. A phylogeny describes the organisim’s relationships, such as from which organisms it may have evolved, or to which species it is most closely related. Relațiile filogenetice oferă informații despre ascendența comună, dar nu neapărat despre modul în care organismele sunt similare sau diferite.

Phylogenetic Trees

Oamenii de știință folosesc un instrument numit copac filogenetic pentru a arăta căile evolutive și conexiunile dintre organisme. A phylogenetic tree is a diagram used to reflect evolutionary relationships among organisms or groups of organisms. Oamenii de știință consideră că arborii filogenetici sunt o ipoteză a trecutului evolutiv, deoarece nu se poate întoarce pentru a confirma relațiile propuse. In other words, we can construct a “tree of life” to illustrate when different organisms evolved and to show the relationships among different organisms ((Figure)).

Unlike a taxonomic classification diagram, we can read a phylogenetic tree like a map of evolutionary history. Mulți copaci filogenetici au o singură descendență la bază, reprezentând un strămoș comun. Scientists call such trees rooted , which means there is a single ancestral lineage (typically drawn from the bottom or left) to which all organisms represented in the diagram relate. Observați în arborele filogenetic înrădăcinat că cele trei domenii - Bacteria, Archaea și Eukarya - diverg dintr-un singur punct și se ramifică. Ramura mică pe care plantele și animalele (inclusiv oamenii) o ocupă în această diagramă arată cât de recente și minuscule sunt comparate aceste grupuri cu alte organisme. Unrooted trees do not show a common ancestor but do show relationships among species.


In a rooted tree, the branching indicates evolutionary relationships ((Figure)). The point where a split occurs, a branch point , represents where a single lineage evolved into a distinct new one. We call a lineage that evolved early from the root that remains unbranched a basal taxon . We call two lineages stemming from the same branch point sister taxa . A branch with more than two lineages is a polytomy and serves to illustrate where scientists have not definitively determined all of the relationships. Note that although sister taxa and polytomy do share an ancestor, it does not mean that the groups of organisms split or evolved from each other. Organisms in two taxa may have split at a specific branch point, but neither taxon gave rise to the other.


Diagramele de mai sus pot servi ca o cale către înțelegerea istoriei evoluției. We can trace the pathway from the origin of life to any individual species by navigating through the evolutionary branches between the two points. Also, by starting with a single species and tracing back towards the “trunk” of the tree, one can discover species’ ancestors, as well as where lineages share a common ancestry. In addition, we can use the tree to study entire groups of organisms.

Un alt punct de menționat asupra structurii arborelui filogenetic este că rotația la punctele ramificate nu modifică informațiile. For example, if a branch point rotated and the taxon order changed, this would not alter the information because each taxon’s evolution from the branch point was independent of the other.

Many disciplines within the study of biology contribute to understanding how past and present life evolved over time these disciplines together contribute to building, updating, and maintaining the “tree of life.” Systematics is the field that scientists use to organize and classify organisms based on evolutionary relationships. Researchers may use data from fossils, from studying the body part structures, or molecules that an organism uses, and DNA analysis. By combining data from many sources, scientists can construct an organism’s phylogeny Since phylogenetic trees are hypotheses, they will continue to change as researchers discover new types of life and learn new information.

Limitările arborilor filogenetici

Poate fi ușor să presupunem că organismele mai strâns legate sunt mai asemănătoare și, deși acest lucru este adesea cazul, nu este întotdeauna adevărat. If two closely related lineages evolved under significantly varied surroundings, it is possible for the two groups to appear more different than other groups that are not as closely related. For example, the phylogenetic tree in (Figure) shows that lizards and rabbits both have amniotic eggs whereas, frogs do not. Yet lizards and frogs appear more similar than lizards and rabbits.


Un alt aspect al arborilor filogenetici este acela că, dacă nu se indică altfel, ramurile nu țin cont de durata de timp, ci doar de ordinea evoluției. In other words, a branch’s length does not typically mean more time passed, nor does a short branch mean less time passed— unless specified on the diagram. For example, in (Figure), the tree does not indicate how much time passed between the evolution of amniotic eggs and hair. Ceea ce arată copacul este ordinea în care au avut loc lucrurile. Again using (Figure), the tree shows that the oldest trait is the vertebral column, followed by hinged jaws, and so forth. Amintiți-vă că orice copac filogenetic este o parte a întregului mai mare și, ca un copac real, nu crește într-o singură direcție după ce se dezvoltă o ramură nouă. Thus, for the organisms in (Figure), just because a vertebral column evolved does not mean that invertebrate evolution ceased. It only means that a new branch formed. De asemenea, grupurile care nu sunt strâns înrudite, dar evoluează în condiții similare, pot apărea mai asemănătoare fenotipic între ele decât cu o rudă apropiată.

Accesați acest site web pentru a vedea exerciții interactive care vă permit să explorați relațiile evolutive dintre specii.

Classification Levels

Taxonomy (which literally means “arrangement law”) is the science of classifying organisms to construct internationally shared classification systems with each organism placed into increasingly more inclusive groupings. Think about a grocery store’s organization. One large space is divided into departments, such as produce, dairy, and meats. Then each department further divides into aisles, then each aisle into categories and brands, and then finally a single product. We call this organization from larger to smaller, more specific categories a hierarchical system.

The taxonomic classification system (also called the Linnaean system after its inventor, Carl Linnaeus, a Swedish botanist, zoologist, and physician) uses a hierarchical model. Moving from the point of origin, the groups become more specific, until one branch ends as a single species. For example, after the common beginning of all life, scientists divide organisms into three large categories called domains: Bacteria, Archaea, and Eukarya. Within each domain is a second category called a kingdom . After kingdoms, the subsequent categories of increasing specificity are: phylum , class , order , family , genus , and species ((Figure)).


The kingdom Animalia stems from the Eukarya domain. (Figure) above shows the classification for the common dog. Therefore, the full name of an organism technically has eight terms. For the dog it is: Eukarya, Animalia, Chordata, Mammalia, Carnivora, Canidae, Canis, și lupus. Notice that each name is capitalized except for species, and the genus and species names are italicized. Scientists generally refer to an organism only by its genus and species, which is its two-word scientific name, or binomial nomenclature . Therefore, the scientific name of the dog is Canis lupus. The name at each level is also a taxon . In other words, dogs are in order Carnivora. Carnivora is the name of the taxon at the order level Canidae is the taxon at the family level, and so forth. Organisms also have a common name that people typically use, in this case, dog. Note that the dog is additionally a subspecies: the “familiaris”În Canis lupus familiaris. Subspecies are members of the same species that are capable of mating and reproducing viable offspring, but they are separate subspecies due to geographic or behavioral isolation or other factors.

(Figure) shows how the levels move toward specificity with other organisms. Notice how the dog shares a domain with the widest diversity of organisms, including plants and butterflies. At each sublevel, the organisms become more similar because they are more closely related. Historically, scientists classified organisms using characteristics, but as DNA technology developed, they have determined more precise phylogenies.


At what levels are cats and dogs part of the same group?

Visit this website to classify three organisms—bear, orchid, and sea cucumber—from kingdom to species. To launch the game, under Classifying Life, click the picture of the bear or the Launch Interactive button.

Recent genetic analysis and other advancements have found that some earlier phylogenetic classifications do not align with the evolutionary past therefore, researchers must make changes and updates as new discoveries occur. Recall that phylogenetic trees are hypotheses and are modified as data becomes available. In addition, classification historically has focused on grouping organisms mainly by shared characteristics and does not necessarily illustrate how the various groups relate to each other from an evolutionary perspective. For example, despite the fact that a hippopotamus resembles a pig more than a whale, the hippopotamus may be the whale’s closest living relative.

Rezumatul secțiunii

Scientists continually gain new information that helps understand the evolutionary history of life on Earth. Each group of organisms went through its own evolutionary journey, or its phylogeny. Each organism shares relatedness with others, and based on morphologic and genetic evidence, scientists attempt to map the evolutionary pathways of all life on Earth. Historically, scientists organized organisms into a taxonomic classification system. However, today many scientists build phylogenetic trees to illustrate evolutionary relationships.

Art Connections

(Figure) At what levels are cats and dogs considered part of the same group?

(Figure) Cats and dogs are part of the same group at five levels: both are in the domain Eukarya, the kingdom Animalia, the phylum Chordata, the class Mammalia, and the order Carnivora.

Întrebări de revizuire

What is used to determine phylogeny?

What do scientists in the field of systematics accomplish?

  1. discover new fossil sites
  2. organize and classify organisms
  3. name new species
  4. communicate among field biologists

Which statement about the taxonomic classification system is correct?

  1. There are more domains than kingdoms.
  2. Kingdoms are the top category of classification.
  3. Classes are divisions of orders.
  4. Subspecies are the most specific category of classification.

On a phylogenetic tree, which term refers to lineages that diverged from the same place?

Răspuns gratuit

How does a phylogenetic tree relate to the passing of time?

The phylogenetic tree shows the order in which evolutionary events took place and in what order certain characteristics and organisms evolved in relation to others. It does not relate to time.

Some organisms that appear very closely related on a phylogenetic tree may not actually be closely related. Why is this?

In most cases, organisms that appear closely related actually are however, there are cases where organisms evolved through convergence and appear closely related but are not.

List the different levels of the taxonomic classification system.

domain, kingdom, phylum, class, order, family, genus, species

Glosar


How do we determine the common ancestor of a species? - Biologie

Understanding evolutionary relationships

So how do you tell which organisms on a tree are most closely related to one another? It's tempting to focus on the Ordin of the branch tips on a tree (i.e., which lineage goes to the right and which goes to the left), but in fact, this ordering is not meaningful at all. Instead, the key to understanding evolutionary relationships is common ancestry. Common ancestry refers to the fact that distinct descendent lineages have the same ancestral lineage in common with one another, as shown in the diagram below.

Any set of taxa has a most recent common ancestor — that is, the youngest common ancestor that they all have in common. To find the most recent common ancestor of a set of taxa on a phylogenetic tree, follow each taxon's lineage back in time (towards the base of the tree) until all the lineages meet up. That node represents their most recent common ancestor. Test your understanding of most recent common ancestors with the tree shown here. Which node represents the most recent common ancestor of the square taxon and the star taxon? Click the button to see the answer.

Taxa that share a Mai mult recent common ancestor with one another are more closely related than are taxa whose most recent common ancestor is older. As shown in the diagram above, because the triangle taxon shares a more recent common ancestor with the square taxon than either does with the star taxon, we can say that the triangle and square taxa are more closely related to one another than either is to the star taxon.

Test your understanding of evolutionary relationships with the phylogenetic tree shown here. Which taxa are more closely related, the oval and the triangle or the triangle and the star? Click the button to see the answer.