Informatie

6.1: Fylogenetische bomen - biologie


LEERDOELEN

  • Beschrijf de verschillende soorten fylogenetische bomen en hoe ze het leven organiseren

Wetenschappers gebruiken een hulpmiddel dat een fylogenetische boom wordt genoemd, een soort diagram, om de evolutionaire paden en verbindingen tussen organismen te laten zien. Wetenschappers beschouwen fylogenetische bomen als een hypothese van het evolutionaire verleden, aangezien men niet terug kan om de voorgestelde relaties te bevestigen. Met andere woorden, een "levensboom", zoals het soms wordt genoemd, kan worden geconstrueerd om te illustreren wanneer verschillende organismen zich hebben ontwikkeld en om de relaties tussen verschillende organismen te laten zien.

In tegenstelling tot een taxonomisch classificatiediagram, kan een fylogenetische boom worden gelezen als een kaart van de evolutionaire geschiedenis. Veel fylogenetische bomen hebben een enkele afstamming aan de basis die een gemeenschappelijke voorouder vertegenwoordigt. Wetenschappers noemen dergelijke bomen 'geworteld', wat betekent dat er een enkele voorouderlijke afstamming is (meestal van onder of van links getekend) waarop alle organismen die in het diagram worden weergegeven, betrekking hebben. Merk in de gewortelde fylogenetische boom op dat de drie domeinen (Bacteriën, Archaea en Eukarya) vanaf één punt divergeren en vertakken. De kleine tak die planten en dieren (inclusief mensen) in dit diagram innemen, laat zien hoe recent en minuscuul deze groepen worden vergeleken met andere organismen. Ongewortelde bomen vertonen geen gemeenschappelijke voorouder, maar tonen wel relaties tussen soorten.

In een gewortelde boom geeft de vertakking evolutionaire relaties aan. Het punt waar een splitsing plaatsvindt, een vertakkingspunt genoemd, geeft aan waar een enkele afstamming is geëvolueerd naar een duidelijke nieuwe. Een afstamming die vroeg uit de wortel is geëvolueerd en onvertakt blijft, wordt basaal taxon genoemd. Wanneer twee geslachten voortkomen uit hetzelfde vertakkingspunt, worden ze zustertaxa genoemd. Een tak met meer dan twee geslachten wordt een polytomie genoemd en dient om te illustreren waar wetenschappers niet alle relaties definitief hebben vastgesteld. Het is belangrijk op te merken dat hoewel zustertaxa en polytomie een voorouder delen, dit niet betekent dat de groepen organismen zich van elkaar splitsen of van elkaar zijn geëvolueerd. Organismen in twee taxa kunnen op een specifiek vertakkingspunt uit elkaar zijn gesplitst, maar geen van beide heeft aanleiding gegeven tot de andere.

Gewortelde fylogenetische bomen kunnen dienen als een pad om de evolutionaire geschiedenis te begrijpen. Het pad kan worden getraceerd van de oorsprong van het leven tot elke individuele soort door door de evolutionaire takken tussen de twee punten te navigeren. Door met een enkele soort te beginnen en terug te gaan naar de "stam" van de boom, kan men ook de voorouders van die soort ontdekken, evenals waar geslachten een gemeenschappelijke voorouders delen. Daarnaast kan de boom gebruikt worden om hele groepen organismen te bestuderen.

Een ander punt om te vermelden over de fylogenetische boomstructuur is dat rotatie op vertakkingspunten de informatie niet verandert. Als bijvoorbeeld een vertakkingspunt werd geroteerd en de taxonvolgorde veranderde, zou dit de informatie niet veranderen omdat de evolutie van elk taxon vanaf het vertakkingspunt onafhankelijk was van de andere.

Veel disciplines binnen de studie van de biologie dragen bij aan het begrijpen hoe het verleden en het huidige leven zich in de loop van de tijd hebben ontwikkeld; samen dragen deze disciplines bij aan het bouwen, bijwerken en onderhouden van de 'boom des levens'. Informatie wordt gebruikt om organismen te organiseren en te classificeren op basis van evolutionaire relaties in een wetenschappelijk gebied dat systematiek wordt genoemd. Gegevens kunnen worden verzameld uit fossielen, uit het bestuderen van de structuur van lichaamsdelen of moleculen die door een organisme worden gebruikt, en door DNA-analyse. Door gegevens uit vele bronnen te combineren, kunnen wetenschappers de fylogenie van een organisme samenstellen. Omdat fylogenetische bomen hypothesen zijn, zullen ze blijven veranderen naarmate nieuwe soorten leven worden ontdekt en nieuwe informatie wordt geleerd.

Belangrijkste punten

  • Gewortelde bomen hebben een enkele lijn aan de basis die een gemeenschappelijke voorouder vertegenwoordigt die alle organismen verbindt die in een fylogenetisch diagram worden gepresenteerd.
  • Vertakkingspunten in een fylogenetische boom vertegenwoordigen een splitsing waarbij een enkele afstamming evolueerde naar een afzonderlijke nieuwe, terwijl basale taxon onvertakte afstammingslijnen weergeven die vroeg uit de wortel evolueerden.
  • Ongewortelde bomen geven relaties tussen soorten weer, maar geven niet hun gemeenschappelijke voorouder weer.
  • Fylogenetische bomen zijn hypothesen en worden daarom gewijzigd zodra gegevens beschikbaar komen.
  • Systematiek gebruikt gegevens van fossielen, de studie van lichaamsstructuren, moleculen die door een soort worden gebruikt en DNA-analyse om bij te dragen aan het bouwen, bijwerken en onderhouden van fylogenetische bomen.

Sleutelbegrippen

  • polytomie: een deel van een fylogenie waarin de evolutionaire relaties niet volledig kunnen worden herleid tot dichotomieën
  • basaal taxon: een afstamming, weergegeven met behulp van een fylogenetische boom, die vroeg uit de wortel is geëvolueerd en waarvan geen andere takken zijn afgeweken
  • systematiek: onderzoek naar de relaties van organismen; de wetenschap van systematische classificatie
  • fylogenie: de visuele weergave van de evolutionaire geschiedenis van organismen; gebaseerd op rigoureuze analyses


Bekijk de video: clip LA BIOLOGIE (November 2021).