系統発生の解釈、樹種、アプリケーション



一 系統学, 進化生物学において、それは子孫の線とグループ間の親族関係を強調しながら、生物のグループまたは種の進化の歴史の表現です。.

現在、生物学者は主に形態学と比較解剖学からの、そして遺伝子配列からのデータを使って何千もの木を再構築しています.

これらの木は地球に生息する動物、植物、微生物そして他の有機物の異なる種の進化の歴史を描写しようとします。.

生命の木との類似は、チャールズ・ダーウィンの時代から遡ります。この華麗なイギリスの自然主義者は傑作を反映している」種の起源「単一の画像：共通の祖先から始まる、系統の分岐を表す「木」.

索引

  • 1系統とは?
  • 2系統樹とは?
  • 3系統樹の解釈?
  • 4系統がどのように再構築されるか?
    • 4.1相同性
  • 5種類の木
  • 6つの政治
  • 7進化的分類
    • 7.1モノフィリック系統
    • 7.2パラフレーズとポリ系統の系統
  • 8アプリケーション
  • 9参考文献

系統学とは何ですか?

生物科学に照らして、起こった最も驚くべき出来事の1つは進化です。時間の経過に伴う有機形態の変化は系統樹で表すことができる。したがって、系統学は系統の歴史とそれらが経時的にどのように変化したかを表現します.

このグラフの直接的な意味の1つは、一般的な祖先です。つまり、私たちが今日見ている全ての生物は過去の形を変えた子孫として現れたのです。この考えは科学の歴史において最も重要なものの一つです。.

微視的なバクテリアから植物や大型脊椎動物まで、私たちが今日認めることのできるあらゆる形態の生命はつながっており、この関係は広大で複雑な生命の樹に表されています。.

木のアナロジーの中では、今日生きている種は葉を表し、残りの枝はそれらの進化の歴史となるでしょう.

系統樹とは?

系統樹とは、一群の生物の進化の歴史を図で表したものです。この歴史的関係のパターンは、研究者が推定しようとしている系統学です。.

木は「枝」に接続するノードで構成されています。各枝の末端節は末端分類群であり、データが知られている配列または生物を表す - これらは生きている種または絶滅した種であり得る.

内部ノードは仮想の祖先を表し、ツリーのルートにある祖先はグラフに表されているすべてのシーケンスの祖先を表します。.

系統樹の解釈方法?

系統樹を表現する方法はたくさんあります。したがって、2つのツリー間で観察されるこれらの違いがトポロジの違い（つまり2つのグラフに対応する実際の違い）に起因するのか、それとも単に表現スタイルに関連する違いなのかを知ることが重要です。.

たとえば、ラベルが一番上に表示される順序は、グラフィック表現の意味、通常は種の名前、属、家族などを変更することなく変更できます。.

これは、木がモビールに似ているために発生します。モビールは、表現された種の関係を変えずに枝が回転することができます.

この意味では、順番が変更されたり、「ぶら下がっている」オブジェクトが回転されたりする回数は問題ではありません。それは、それらがつながっている方法を変更しないからです。.

系統発生の再構築方法?

系統学は、間接的な証拠に基づいて定式化される仮説です。系統発生を希釈することは、犯罪現場の軌跡をたどることによって犯罪を解決することにおける捜査官の仕事に似ています.

生物学者はしばしば古生物学、比較解剖学、比較発生学および分子生物学などのいくつかの分野からの知識を用いて彼らの系統発生を仮定します。.

化石記録は不完全ではあるが、種群の発散時期に関する非常に貴重な情報を提供している.

時間の経過とともに、分子生物学はすべての言及された分野を超えており、そしてほとんどの系統は分子データから推測される。.

系統樹を再構築する目的は、一連の大きな欠点を含む。記載されていない約180万の命名された種ともっと多くがあります.

そして、かなりの数の科学者が毎日種間の関係を再構築しようと努力していますが、我々はまだ完全な木を持っていません.

相同性

生物学者が2つの構造または過程の間の類似性を記述したいとき、彼らは共通の祖先（相同性）、類推（機能）またはホモプラシア（形態学的類似性）に関してそうすることができます。.

系統発生を再構築するために、相同性のみが使用される。相同性は、生物の共通の祖先を適切に反映しているだけなので、進化および種間の関係の再現における重要な概念です。.

鳥、コウモリ、そして人間の3つのグループの系統を推測したいとしましょう。私達の目的を達成するために、私達は私達が私達が関係のパターンを識別するのを助ける特性として上肢を使用することにした.

鳥とコウモリは飛行のために修正された構造を持っているので、コウモリと鳥はコウモリより人間に関連していると誤って結論付けることができます。なぜ私たちは間違った結論に至ったのですか？類似した、非相同性の文字を使用したため.

正しい関係を見つけるために、私は髪の毛、乳腺、そして中耳にある3つの小さな骨の存在といった相同性のあるキャラクターを探すべきです。しかしながら、相同性は診断が容易ではない.

木の種類

すべての木が同じというわけではなく、異なるグラフィック表現があり、それぞれがグループの進化のいくつかの独特の特徴を取り入れて管理しています.

最も基本的な木はクラドグラムです。これらのグラフは、共通の祖先の観点からの関係を示しています（最新の共通の先祖によると）.

加法ツリーは追加情報を含み、枝の長さで表されます。.

各枝に関連付けられている数字は、シーケンス内のいくつかの属性（生物が経験した進化的変化の量など）に対応しています。 「加法的ツリー」に加えて、それらはメートル法ツリーまたは系統樹としても知られています。.

樹形図とも呼ばれる超パラメトリック木は、加法的木の特別な場合で、木の先端は根から木まで等距離にあります。.

これらの最後の2つの変種は、私たちがクラドグラムで見つけることができるすべてのデータと追加の情​​報を持っています。したがって、補完的ではないとしても、それらは相互に排他的ではありません.

政治

多くの場合、ツリーのノードは完全には解決されていません。視覚的には、新しい支店が3つ以上の支店を離れるときに政治があると言われています（2人以上の直系の子孫のための祖先は1人だけです）。木がpolytomiesを持たないとき、それは完全に解決されると言われます.

ポリトミーには2つのタイプがあります。 1つ目は「難しい」政治です。これらは研究グループに固有のものであり、子孫が同時に進化したことを示しています。あるいは、「ソフト」ポリトミーはデータによって引き起こされる未解決の関係を示す それ自体.

進化的分類

単系統系統

進化論の生物学者は、グループの系統発生史の分岐パターンに一致する分類を見つけようとします。このプロセスでは、進化生物学で広く使用されている一連の用語が開発されました：単系統、対系統、多系統.

分類群または単系統系統は、ノードに表される中心種とそのすべての子孫を含むが、他の種は含まないものである。このグループ分けはクレードと呼ばれます.

単系統系統は、分類階層の各レベルで定義されます。例えば、ネコ科動物（飼い猫を含む）を含む系統であるネコ科の家族は、単系統性と見なされます。.

同様に、Animaliaも単系統分類群です。私達が見るようにFelidae家族はAnimaliaの内にある、従って単系統群は入れ子にすることができる.

パラフィレティック系統とポリフィレティック系統

ただし、すべての生物学者がクラディスティック分類の考え方を共有しているわけではありません。データが完全ではない、または単に便宜上のものではない場合、より最近の共通の祖先を共有しない、異なるクレードの種またはより高い分類群の種を含む特定の分類群が命名される.

したがって、polyphyletic分類群は異なるクレードの生物を含むグループとして定義され、これらは共通の祖先を共有しません。例えば、もし我々が一群の恒温熱量を指定したいならば、それは鳥と哺乳類を含むでしょう.

これとは対照的に、パラファレティックグループは、最近の共通の祖先のすべての子孫を含むわけではありません。つまり、グループのメンバーをすべて除外します。最も使用されている例は爬虫類です、このグループは最も最近の共通の祖先のすべての子孫を含みません：鳥.

アプリケーション

系統樹を解明するという困難な仕事に貢献することに加えて、系統学はまた、いくつかの非常に重要な用途を有する。.

医学の分野では、系統学は、エイズ、デング熱、インフルエンザなどの感染症の起源と伝播率を追跡するために使用されます。.

それらは保全生物学の分野でも使われています。絶滅危惧種の系統発生に関する知識は、個体間の交配パターンや交配および近親交配のレベルを追跡するのに不可欠です。.

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