КЛАДОГРАММА: ДЛЯ ЧЕГО И ПРИМЕРЫ - БИОЛОГИЯ - 2026

Кладограмма является разветвленности диаграмма , или схема характеристик , разделяемых группой организмов, представляющих наиболее вероятной эволюционной истории линии. Реконструкция проводится по методике, предложенной биологом Вилли Хеннигом.

Кладограммы характеризуются группировкой таксонов на основе их синапоморфий или производных признаков, которые являются общими.

Для чего это?

Кладограммы позволяют визуализировать филогенетические отношения между группой или группами представляющих интерес организмов.

В эволюционной биологии эти диаграммы позволяют построить филогенетические деревья и, следовательно, реконструировать эволюционную историю группы, помогая определить ее классификацию и таксономические ареалы.

Кроме того, это помогает выяснить эволюционные механизмы, исследуя то, как организмы меняются с течением времени, направление этого изменения и частоту, с которой они это делают.

Как проработано?

Одна из основных целей биологов-эволюционистов - определить положение видов на «древе жизни». Для этого они анализируют различные характеристики организмов, будь то морфологические, экологические, этологические, физиологические или молекулярные.

Морфологические характеристики особей широко используются для их классификации; однако наступает момент, когда их становится недостаточно, чтобы различать определенные ветви дерева. В этом случае молекулярные инструменты помогают различить эти отношения.

После выбора признака строятся и схематически изображаются гипотезы родственных отношений между интересующими видами.

На этой диаграмме ветви представляют собой гипотетических предков, у которых произошло событие кладогенеза или разделения эволюционных линий. В конце каждой ветви приводится каждый из таксонов, включенных в первоначальный анализ, независимо от того, являются ли они видами, родами и другими.

гомологий

Чтобы установить отношения между группой организмов, необходимо использовать гомологичные признаки; то есть две характеристики, которые имеют общего предка. Персонаж считается гомологичным, если он получил свое текущее состояние в результате прямого наследования.

Например, верхние конечности людей, собак, птиц и китов гомологичны друг другу. Хотя они выполняют разные функции и на первый взгляд выглядят очень по-разному, структура костей в группах одинакова: все они имеют плечевую кость, за которой следуют лучевая и локтевая кости.

Напротив, крылья летучих мышей и птиц (на этот раз основанные на структуре полета) не гомологичны, потому что они не получили эти структуры в результате прямого унаследования. У общего предка этих летающих позвоночных не было крыльев, и обе группы приобрели их конвергентным путем.

Если мы хотим вывести филогенетические отношения, эти признаки бесполезны, потому что, хотя они и похожи, они неадекватно указывают на общее происхождение организмов.

Общие примитивные и производные символы

Итак, гомологичный характер всех млекопитающих - это основа. Однако эта структура не служит для дифференциации млекопитающих от других таксонов, потому что другие группы, такие как рыбы и рептилии, имеют позвоночник. На кладистическом языке этот тип персонажа называется примитивным общим персонажем или симплиоморфией.

Если мы хотим установить филогенетические отношения между млекопитающими, используя в качестве критерия позвоночник, мы не сможем прийти к какому-либо надежному выводу.

Что касается волос, то это характерная черта, присущая всем млекопитающим, которой нет у других групп позвоночных. По этой причине это общий производный признак - синапоморфия - и он считается эволюционной новинкой определенной клады.

Для разработки кладограммы филогенетическая систематика предлагает формирование таксономических групп с использованием общих производных признаков.

Классификация школ: кладизм

Чтобы установить классификацию и филогенетические отношения между организмами, необходимо прибегнуть к объективным нормам, которые используют строгий метод для выяснения этих закономерностей.

Чтобы избежать субъективных критериев, появляются школы классификации: традиционная эволюционная таксономия и кладизм.

Кладизм (от греческого clados, что означает «ветвь») или филогенетическая систематика был разработан в 1950 году немецким энтомологом Вилли Хеннигом и получил широкое признание благодаря своей методологической строгости.

Кладисты создают кладограммы, которые представляют генеалогические отношения между видами и другими терминальными таксонами. Точно так же они ищут упорядоченные наборы общих производных символов или синапоморфий.

Эта школа не использует общих предковых характеров или симплиоморфий и предоставляет достоверность только монофилетическим группам; то есть группировки, включающие самого недавнего общего предка и всех потомков.

Парафилетические группы (группы организмов, которые включают самого недавнего общего предка, исключая некоторых из их потомков) или полифетические группы (группы организмов от разных предков) не подходят для кладистов.

Принцип бережливости

Не исключено, что при составлении кладограммы получается несколько графических изображений, показывающих разные истории эволюции одной и той же группы организмов. В этом случае выбирается наиболее «экономная» кладограмма, содержащая наименьшее количество преобразований.

В свете экономии лучшее решение проблемы - это решение, требующее минимума предположений. В области биологии это интерпретируется как меньшее количество эволюционных изменений.

Отличия кладограмм от филогенетических деревьев

Как правило, систематики склонны устанавливать технические различия между кладограммой и филогенетическим деревом. Необходимо уточнить, что кладограмма строго не эквивалентна филогенетическому дереву.

Ветви кладограммы являются формальным способом обозначения вложенной иерархии клад, тогда как в филогенетическом дереве ветви представляют собой линии, которые произошли в прошлом. Другими словами, кладограмма не подразумевает эволюционной истории.

Чтобы получить филогенетическое дерево, необходимо добавить дополнительную информацию: дополнительные интерпретации, относящиеся к предкам, продолжительности линий во времени и количеству эволюционных изменений, которые произошли между изученными линиями.

Таким образом, кладограммы являются первым приближением к окончательному построению филогенетического дерева, указывающего на возможную схему ветвления.

Примеры

амниоты

Кладограмма амниот представляет три группы четвероногих позвоночных: рептилии, птицы и млекопитающие. Все они характеризуются наличием у эмбриона четырех слоев (хориона, аллантоиса, амниона и желточного мешка).

Обратите внимание, что понятие «рептилия» является парафилетическим, поскольку оно исключает птиц; по этой причине его отвергают кладисты.

Apes

Кладограмма обезьян включает роды: Hylobates, Pongo, Gorilla, Pan и Homo. Обычно концепция обезьяны является парафилетической, поскольку исключает род Homo (мы, люди).

Ссылки

1. Кэмпбелл, Северная Каролина, и Рис, Дж. Б. (2007). Биология. Panamerican Medical Ed.
2. Кертис, Х., и Шнек, А. (2006). Приглашение к биологии. Panamerican Medical Ed.
3. Хикман, С.П., Робертс, Л.С., Ларсон, А., Обер, В.К., и Гаррисон, К. (2001). Интегральные принципы зоологии. Нью-Йорк: МакГроу - Хилл.
4. Кардонг, К.В. (2002). Позвоночные животные: сравнительная анатомия, функции, эволюция. McGraw-Hill.
5. Солер, М. (2002). Эволюция: основы биологии. Южный проект.