Как филогении восстанавливаются?
Филогении — это гипотезы, сформулированные на основе косвенных данных. Разбавление филогении напоминает работу следователя по раскрытию преступления, следуя следам места преступления.
Биологи часто постулируют свои филогении, используя знания из нескольких отраслей, таких как палеонтология, сравнительная анатомия, сравнительная эмбриология и молекулярная биология..
Окаменелость, хотя и неполная, дает очень ценную информацию о времени расхождения видов.
С течением времени молекулярная биология превзошла все упомянутые области, и большинство филогений выводится из молекулярных данных..
Цель реконструкции филогенетического дерева включает в себя ряд основных недостатков. Существует около 1,8 миллиона названных видов и многие другие, не описанные.
И хотя значительное число ученых ежедневно стремятся восстановить отношения между видами, у нас все еще нет полного дерева.
Гомологичные персонажи
Когда биологи хотят описать сходство между двумя структурами или процессами, они могут сделать это с точки зрения общего происхождения (гомологии), аналогий (функции) или гомоплазии (морфологического сходства)..
Для восстановления филогении используются только гомологичные символы. Гомология является ключевым понятием в эволюции и восстановлении отношений между видами, поскольку только она адекватно отражает общее происхождение организмов..
Предположим, мы хотим сделать вывод о филогении трех групп: птиц, летучих мышей и людей. Чтобы достичь нашей цели, мы решили использовать верхние конечности как характеристику, которая помогает нам различать структуру отношений.
Поскольку птицы и летучие мыши имеют конструкции, модифицированные для полета, мы можем ошибочно сделать вывод, что летучие мыши и птицы больше связаны, чем летучие мыши, с людьми. Почему мы пришли к неправильному выводу? Потому что мы использовали аналогичный и негомологичный характер.
Чтобы найти правильные отношения, я должен искать гомологичный характер, такой как наличие волос, молочных желез и трех маленьких костей в среднем ухе — это лишь некоторые из них. Тем не менее, гомологии не легко диагностировать.
Использование биоинформатики в составлении филогенетических рядов
Существует несколько методов использования биоинформатики для составления филогенетических рядов организмов:
| Метод | Описание |
|---|---|
| Выравнивание последовательностей ДНК/РНК | Этот метод используется для выравнивания генетических последовательностей организмов с целью выявления общих участков и мутаций. Выравнивание помогает установить степень сходства между организмами и построить филогенетическое дерево на основе сходства последовательностей. |
| Максимальное подобие | Этот метод базируется на поиске наиболее близких общих участков между генетическими последовательностями организмов. Он основан на предположении о том, что более близкие по родству организмы имеют больше общих участков в своих генетических последовательностях. |
| Филогенетический анализ | Этот метод базируется на построении филогенетических деревьев – графических представлений родства организмов на основе их генетических последовательностей. Филогенетический анализ позволяет определить эволюционные связи между организмами и установить их эволюционные пути. |
Использование биоинформатики в составлении филогенетических рядов организмов позволяет получить более точные и надежные результаты, чем традиционные методы, и ускоряет процесс анализа биологических данных. Биоинформатические методы и инструменты имеют широкий спектр применения и продолжают развиваться, способствуя расширению наших знаний о родстве организмов и их эволюции.
Палеонтологические доказательства
На основе находок ископаемых форм в отложениях горных пород можно проследить историческое развитие живой природы. К палеонтологическим доказательствам эволюции относятся ископаемые переходные формы или установленные филогенетические ряды между многими систематическими группами:
-
переходные формы — организмы, являвшиеся переходными между типами, классами и т.д. Например:
- стегоцефал — переходная форма между рыбами и земноводными,
- археоптерикс — переходная форма между пресмыкающимися и птицами,
- зверозубые рептилии — переходная форма между пресмыкающимися и млекопитающими
- ..и т.д.;
- филогенетические ряды — последовательности предков. Например, обнаружены останки эволюционного ряда лошади.
Методы составления филогенетических рядов организмов
Филогенетика — это наука, изучающая эволюционные отношения между организмами. Филогенетические ряды организмов представляют собой группы организмов, классифицированных по их эволюционным связям
Составление филогенетических рядов является важной задачей для понимания эволюции жизни на Земле и классификации организмов
Молекулярные методы
Молекулярные методы составления филогенетических рядов основаны на сравнении генетических последовательностей организмов. Один из наиболее распространенных методов — это анализ последовательности рибосомных РНК (рРНК). Рибосомная РНК является специальным типом РНК, которая участвует в синтезе белка. Ее последовательность изменяется в течение эволюции, и сравнение последовательностей рибосомной РНК разных организмов позволяет определить их степень родства.
Другой молекулярный метод — это анализ последовательности ДНК-кода определенных генов. Код ДНК задает последовательность аминокислот в белках, и сравнение кодов разных генов позволяет определить их эволюционные отношения. Один из часто используемых генов — это ген цитохрома b, который участвует в процессе дыхания.
Морфологические методы
Морфологические методы основаны на анализе морфологических признаков организмов. Один из таких методов — это сравнение анатомических структур организмов. Например, сравнение структуры кости у разных видов позволяет установить их эволюционные отношения.
Другой морфологический метод — это сравнение формы и структуры органов организмов. Например, сравнение формы листьев у разных видов растений может указывать на их родство.
Филогенетические деревья
Результатом применения различных методов к составлению филогенетических рядов являются филогенетические деревья. Филогенетическое дерево представляет собой графическую диаграмму, на которой показаны эволюционные отношения между организмами. На дереве каждый узел представляет собой общего предка, и расстояние между узлами отражает степень родства. Ветви дерева представляют собой эволюционные линии разных организмов, а их взаимное расположение показывает временной порядок эволюционных событий.
Филогенетические деревья могут быть очень сложными и содержать сотни или тысячи организмов. Они играют важную роль в сравнительной геномике, эволюционной биологии и классификации организмов.
Эмбриологические доказательства
К ним относят: сходство гаметогенеза, наличие в развитии одноклеточной стадии — зиготы; сходство зародышей на ранних этапах развития; связь между онтогенезом и филогенезом.
Зародыши организмов многих систематических групп сходны между собой, причем, чем ближе организмы, тем до более поздней стадии развития зародыша сохраняется это сходство. На основе этих наблюдений Э. Геккель и Ф. Мюллер сформулировали биогенетический закон — каждая особь на ранних стадиях онтогенеза повторяет некоторые основные черты строения своих предков. Таким образом, онтогенез (индивидуальное развитие) есть краткое повторение филогенеза (эволюционного развития).
Что такое филогенетическое дерево?
Филогенетическое древо — это графическое представление эволюционной истории группы организмов. Эта модель исторических отношений — филогения, которую исследователи пытаются оценить.
Деревья состоят из узлов, которые соединяются с «ветвями». Конечные узлы каждой ветви представляют собой терминальные таксоны и представляют последовательности или организмы, для которых известны данные — это могут быть живые или вымершие виды.
Внутренние узлы представляют гипотетических предков, в то время как предок, найденный в корне дерева, представляет предка всех последовательностей, представленных в графе..
Как филогенетические деревья интерпретируются?
Есть много способов представить филогенетическое дерево
Следовательно, важно знать, связаны ли эти различия, которые наблюдаются между двумя деревьями, с разными топологиями, то есть с реальными различиями, соответствующими двум графам, или просто с различиями, связанными со стилем представления.
Например, порядок, в котором метки появляются вверху, может варьироваться без изменения значения графического представления, обычно названия вида, рода, семейства, среди других категорий.
Это происходит потому, что деревья напоминают мобильник, где ветви могут вращаться, не изменяя отношения представленных видов.
В этом смысле не имеет значения, сколько раз изменяется порядок или вращаются «зависшие» объекты, поскольку это не меняет способ их соединения — и это важно
Корреляция эволюции с окружающей средой
Скелет и внешнее строение предков современных форм лошадей и слонов демонстрируют четкую взаимосвязь с изменениями температурного режима, а значит, и ландшафта нашей планеты. Изменения климата уменьшали лесные массивы, увеличивая площадь степей и саванн. Предкам лошадей и слонов приходилось приспосабливаться, что еще раз доказывает значение филогенетических рядов в эволюционной приспосабливаемости организмов к изменяющимся условиям окружающей среды. Менялись строение скелета, строение зубной системы и размеры животных.
-
Хронология революции 1905 1907 таблица кратко
-
Прадакса механизм действия кратко
-
Любовь в этике кратко
-
Государственное устройство сша по конституции 1787 года кратко
- Административная реформа в рф кратко
Эмбриологические доказательства
Эмбриология — наука о зародышевом (или эмбриональном) развитии организмов. Установлено, что все многоклеточные организмы, способные к половому размножению, развиваются из одного оплодотворенного яйца (яйцеклетки). При этом К. Бэром в 1825-1828 гг. было обнаружено большое сходство развития зародышей (эмбрионов) у животных, относящихся к одному типу, описанное им как закон зародышевого сходства. Дальнейшие исследования подтвердили справедливость наблюдений К.Бэра. Сходство развития зародышей у животных разных систематических групп безусловно свидетельствует об общности их происхождения. При этом сначала проявляются признаки более древних предков (у хордовых — это зачатки хорды, наличие жаберных щелей), а затем — черты более поздних прародителей. По мере развития зародыша он приобретает все более заметные черты строения, характерные для класса, отряда, рода и, наконец, вида, к которому он принадлежит. Такое расхождение признаков зародышей по мере их развития носит название эмбриональной дивергенции.
Обобщая эти данные, немецкие ученые Ф. Мюллер и Э. Геккель (1864-1866 гг.) сформулировали биогенетический закон: индивидуальное развитие (онтогенез) всякого организма есть краткое и сжатое повторение пути исторического развития (филогенеза) того вида, к которому данный организм относится.
Возврат к признакам предков получил в теории эволюции название рекапитуляции. Данный закон был развит и уточнен крупным российским (советским) ученым академиком А. Н. Северцовым, показавшим, что в индивидуальном развитии происходит повторение форм развития не взрослых предков, а только их эмбриональных стадий. Поэтому в целом соотношение между онтогенезом и филогенезом носит значительно более сложный характер, чем это постулировали Ф. Мюллер и Э. Геккель. Филогенез следует рассматривать как исторический ряд отобранных в процессе естественного отбора онтогенезов.
Биогенетический закон применим не только к хордовым, но и к другим группам животных и к растениям. Например, у многих насекомых личиночные стадии похожи на червей (гусеницы бабочек, личинки мух и т. д.), что свидетельствует о возможной близости предков этих животных. У ряда мохообразных (например, кукушкин лен) спора при прорастании образует нитчатое образование — протонему, похожую на нитчатые водоросли. В целом биогенетический закон сыграл огромную роль в выяснении филогенетических связей между разными группами организмов.
Биохимический анализ и филогенетические ряды
Биохимический анализ играет важную роль в составлении филогенетических рядов организмов. Он позволяет исследовать молекулярные различия и сходства между организмами, что в свою очередь может указывать на их эволюционное происхождение и генетические связи.
Одним из ключевых аспектов биохимического анализа является исследование белков и нуклеиновых кислот. Белки и ДНК могут быть сравнены между различными организмами, и если они обладают сходной структурой и последовательностью, это может свидетельствовать о их близком родстве.
Для проведения биохимического анализа организмов используются различные методы, такие как гелевая электрофорез, хроматография и спектральный анализ. С помощью этих методов можно определить наличие и количество различных белков и нуклеиновых кислот в организме.
Результаты биохимического анализа могут быть представлены в виде филогенетического ряда, в котором организмы располагаются в порядке их генетического родства. Для этого можно использовать такие методы, как кладистический анализ или методы обработки филогенетических данных.
С использованием биохимического анализа и составления филогенетических рядов можно изучать эволюционные отношения между организмами и разбираться в их происхождении. Это позволяет увидеть общие тенденции в эволюции живых организмов и помочь в понимании их биологического разнообразия.
Палеонтологические данные и филогенетические ряды
Палеонтологические данные играют важную роль в составлении филогенетических рядов организмов. Они позволяют ученые реконструировать историю эволюции различных видов и создавать систематические классификации.
Основным источником палеонтологических данных являются ископаемые останки, которые могут быть найдены в разных геологических отложениях. Ископаемые останки организмов представляют собой кости, зубы, скелеты или другие останки, которые сохранились до наших дней. По ископаемым останкам ученые могут определить внешний вид, морфологию, анатомию и другие характеристики древних организмов.
На основе палеонтологических данных строятся филогенетические ряды, которые показывают эволюционные отношения между различными видами. Филогенетические ряды отображают общую историю жизни на Земле и позволяют ученым понять, как разные виды связаны между собой в эволюционном смысле.
Филогенетические ряды строятся на основе сравнительного анализа анатомических, морфологических и генетических данных. Палеонтологические данные дополняют этот анализ, предоставляя ученым информацию о древних организмах, которые не сохранились в современном мире. Это позволяет ученым восстановить более полное представление об эволюции организмов и уточнить их филогенетические ряды.
Для строительства филогенетических рядов, палеонтологические данные анализируются в сочетании с данными из других областей науки, таких как молекулярная биология и морфология. Такой мультидисциплинарный подход позволяет ученым получить наиболее точное представление о происхождении и эволюции разных видов на протяжении миллионов лет.
Использование палеонтологических данных в составлении филогенетических рядов позволяет ученым проследить динамику эволюции истории жизни на Земле и понять, какие процессы привели к появлению различных видов. Это важный шаг в изучении биологического разнообразия и понимании пути, по которому оно развивалось на протяжении миллионов лет.
Методы молекулярной филогении
В молекулярной филогении существуют различные методы, которые позволяют строить филогенетические ряды организмов с использованием данных о последовательностях молекул ДНК или РНК.
Один из основных методов — это метод молекулярной кладистики (или филогеномики), который основан на анализе гомологичных последовательностей молекул ДНК или РНК у различных организмов. Данный метод позволяет установить степень родства между организмами и построить дерево филогенетических отношений.
Другой метод — метод молекулярных часов. Он основан на изучении хронологического порядка мутаций в последовательностях молекул ДНК или РНК. С помощью этого метода можно установить временные рамки для разделения организмов в ходе эволюции.
Также существует метод сравнительной геномики, который основан на анализе структуры и последовательности геномов разных организмов. С помощью этого метода можно изучать различия и сходства в генном составе организмов и определить их степень родства.
Все эти методы, используемые в молекулярной филогении, позволяют подтвердить или опровергнуть теории эволюции и установить филогенетическое родство между различными организмами в ходе эволюции.
| Метод | Описание |
|---|---|
| Метод молекулярной кладистики | Анализ гомологичных последовательностей молекул ДНК или РНК |
| Метод молекулярных часов | Изучение хронологического порядка мутаций в последовательностях молекул ДНК или РНК |
| Метод сравнительной геномики | Анализ структуры и последовательности геномов организмов |
Что такое филогения?
В свете биологических наук, одним из самых удивительных событий, которые произошли, является эволюция. Указанное изменение органических форм с течением времени может быть представлено в филогенетическом дереве. Таким образом, филогения выражает историю происхождения и как они изменились с течением времени.
Одним из прямых следствий этого графа является общее происхождение. То есть, все организмы, которые мы видим сегодня, появились как потомки с модификациями прошлых форм. Эта идея была одной из самых значительных в истории науки.
Все формы жизни, которые мы можем оценить сегодня — от микроскопических бактерий до растений и более крупных позвоночных — связаны, и эти отношения представлены в огромном и сложном древе жизни.
По аналогии с деревом, виды, которые сегодня живут, будут представлять листья, а остальные ветви — их эволюционную историю..
Морфологический анализ организмов
Морфологический анализ организмов является одним из основных методов составления филогенетических рядов. Он основан на изучении внешнего строения и формы различных организмов, включая их анатомические и морфологические особенности.
Морфологический анализ позволяет установить сходства и различия между различными видами и определить их филогенетическую близость. Для этого используются различные методы и приборы, такие как микроскопы, бинокуляры, фотоаппараты и компьютерные программы для обработки изображений.
Один из основных подходов в морфологическом анализе организмов — сравнительная морфология. Она заключается в сравнении различных морфологических характеристик организмов и определении степени их сходства или различия. Сравнение проводится, например, по форме тела, наличию или отсутствию определенных органов, типу строения клеток и многочисленным другим параметрам.
Сравнительная морфология также используется для определения древности и возраста организмов. Например, по форме зубов и костей можно сделать выводы о том, насколько они близки по филогении и когда их предки существовали.
Важной частью морфологического анализа является также систематическая морфология, которая изучает органы и их функции в рамках определенной системы классификации организмов. Это позволяет установить систематическую принадлежность организма и его классификацию в иерархической системе
Морфологический анализ организмов широко используется в различных областях науки, включая биологию, палеонтологию, антропологию и др. Он позволяет лучше понять эволюционные процессы и историю развития живых организмов, а также имеет практическое применение в области агрономии, медицины и экологии.
Молекулярные методы и анализ ДНК
Один из основных молекулярных методов – анализ ДНК. ДНК является носителем генетической информации и содержит данные о наследственности организма. Информация, закодированная в ДНК, может быть использована для построения филогенетических деревьев.
Существует несколько методов анализа ДНК, которые используются в составлении филогенетических рядов. Один из них – метод сравнения последовательностей ДНК. Исследователи сравнивают последовательности ДНК разных организмов и находят общие и различные участки. Чем больше общих участков, тем ближе эволюционное родство между организмами.
Другим методом является молекулярное клеточное картирование. В этом методе исследователи помечают и различают гены и хромосомы с помощью специальных молекул-маркеров. Эти молекулы позволяют исследователям определить, какие гены и хромосомы присутствуют в организмах и как они связаны с другими видами.
Также существуют методы, основанные на изучении генетических мутаций и изменений в геноме организмов. Исследователи анализируют генетические вариации, такие как вставки, делеции и замены нуклеотидов, и выявляют их распространение среди организмов. Это помогает определить эволюционное родство между видами и построить филогенетические деревья.
Молекулярные методы и анализ ДНК являются мощными инструментами в биологических исследованиях и позволяют узнать больше о происхождении и развитии различных видов организмов. Их использование способствует более точному и надежному составлению филогенетических рядов.
Анализ генома для составления филогенетических рядов
Для анализа генома используются различные методы, включая секвенирование ДНК и биоинформатический анализ. Секвенирование ДНК позволяет определить последовательность нуклеотидов в геноме организма, включая гены, регуляторные регионы и другие необходимые элементы. Эта информация затем используется для сравнения геномов различных организмов и определения их филогенетических родственных связей.
Биоинформатический анализ генома включает в себя обработку и анализ больших объемов данных, полученных в результате секвенирования. В процессе анализа используются различные программы и базы данных, позволяющие сравнивать и аннотировать гены, определять эволюционно-консервативные участки генома и проводить другие вычислительные операции. Результаты анализа генома могут быть представлены в виде филогенетического дерева, показывающего относительные родственные связи между организмами и их эволюционное развитие.
Анализ генома является мощным инструментом для изучения эволюции организмов и определения их филогенетического положения. Этот подход позволяет расширить наше понимание о разнообразии жизни на Земле и выявить новые филогенетические связи, которые могут быть скрыты на основе только морфологических или анатомических признаков.
Комбинированный подход: сильные стороны разных методов
Для составления филогенетических рядов организмов обычно применяется комбинированный подход, в котором используются сильные стороны различных методов. Этот подход позволяет получить более точные и достоверные результаты, так как для каждого метода учитываются его особенности и ограничения.
Одним из наиболее распространенных методов комбинированного подхода является максимальная вероятность (Maximum Likelihood, ML), в которой учитывается вероятность наблюдаемых данных при заданном филогенетическом дереве. Этот метод основан на моделировании эволюционных процессов и учитывает сложные статистические аспекты подбора оптимального дерева.
Другим важным методом комбинированного подхода является вероятностный байесовский вывод (Bayesian Inference). Этот метод основан на теореме Байеса и позволяет оценить вероятность каждого филогенетического дерева с учетом предварительных знаний об организмах. Байесовский подход хорошо работает с небольшими наборами данных или в случаях, когда есть априорные знания о филогении.
Также в комбинированный подход можно включить такие методы, как минимальное расстояние (Minimum Distance), максимальная псевдовероятность (Maximum Pseudo-Likelihood) и методы, основанные на различных моделях эволюции, например, Jukes-Cantor, Kimura, HKY85 и GTR.
Для объединения результатов различных методов может использоваться метод консенсуса, который учитывает согласованность и сходство всех полученных филогенетических деревьев
При этом важно также учитывать уровень поддержки для каждой ветви дерева, который может быть оценен на основе бутстрэпа (Bootstrap) или подхода, основанного на воронке (Jackknife)
| Метод | Описание |
|---|---|
| Максимальная вероятность (ML) | Метод моделирования эволюционных процессов с учетом вероятности наблюдаемых данных |
| Вероятностный байесовский вывод | Метод оценки вероятности каждого филогенетического дерева с учетом предварительных знаний |
| Минимальное расстояние | Метод, основанный на минимизации расстояния между последовательностями ДНК или аминокислот |
| Максимальная псевдовероятность | Метод, основанный на максимизации псевдовероятности эволюции последовательностей |
| Методы на основе моделей эволюции | Методы, основанные на различных моделях эволюции и замены формы |
Морфологические доказательства
Морфология и анатомия — две близко связанные науки, изучающие внешнее и внутреннее строение организмов (растений и животных). Было установлено определенное сходство строения разных групп организмов и выявлены переходные формы между ними.
Большую роль для понимания процессов и направлений эволюции сыграло обнаружение рудиментов и атавизмов.
Атавизмы — возврат к признакам или появление органов, которые существовали у отдаленных предков, но были полностью утрачены в процессе эволюции. Например, появление хвоста, нескольких сосков на груди и животе или густого волосяного покрова у человека. Случаи появления атавизмов свидетельствуют о том, что гены, кодирующие их образование, не исчезли из генома, а находятся в нем в заблокированном состоянии. Если этот блок по каким-то причинам не срабатывает, то появляются атавизмы.
Рудиментами называются органы, имеющиеся у организмов, но давно утратившие свое исходное значение и поэтому находящиеся в недоразвитом состоянии. Эти органы были в активном состоянии у предков, но в связи с изменением условий жизни перестали быть необходимыми у потомков. Они закладываются на стадии эмбриогенеза, но не получают полного развития у взрослых форм растений и животных. Примерами могут быть ушные мышцы, отросток слепой кишки (аппендикс) и «третье веко»у человека (всего у человека более 90 рудиментарных органов). Рудиментами являются неразвитые кости задних конечностей у китообразных, глаза у пещерных и роющих животных (слепышей, кротов и др.) и т. п. В отличие от атавизмов, рудиментарные органы всегда присутствуют у организмов.
Изучение жизненных форм (или биоморф) растений и животных убедительно доказало возможность перехода от одних из них к другим. Например, у близких видов растений древесные формы могут заменяться на кустарниковые или стелющиеся в зависимости от условий обитания.
Особенности ухода
Несмотря на то, что это крепкие и сильные животные, они нуждаются в постоянном уходе. Он заключается в следующих процедурах:
- чистке тела щетками, губками и рукавицами;
- расчесывании гривы и хвоста;
- чистке копыт;
- осмотре и обработке зубов (спиливание острых обломков, устранение застрявших кусочков пищи);
- купании с мылом или без него (для придания шерсти блеска используется специальный шампунь).
Читайте так: Сколько спят лошади
Эти животные сильно страдают от паразитов, поселяющихся как внутри тела, так и на коже. Особенно опасны цепни, для которых кони являются окончательными хозяевами. При регулярном уходе за кожей животного можно свести к минимуму риск заражения эктопаразитами. Однако с паразитами, поселяющимися внутри организма, можно справиться только с помощью регулярных проверок на наличие яиц в кале. Современная ветеринария позволяет изгнать практически любой вид паразитов.
Чем питаются?
Обзор филогенеза позволяет узнать все о лошадях. Эволюция предшествующих видов имела четкое направление. Все они развивались в условиях отступления лесов и наступления степей и лесостепей. А это означает, что предшествующим видам приходилось эволюционировать не только в сторону увеличения размеров тела. Они должны были менять и свой рацион.
Современные лошади и их ближайшие предки уже не могли питаться сочными плодами. Им пришлось перейти на траву и зерна злаков, поэтому домашние кони питаются пшеницей, овсом, ячменем и другими злаками, хотя не отказываются при возможности от яблок, моркови, огурцов, тыквы и других сочных плодов.
1.23. Вид, его критерии и структура. Популяция
Вид — это совокупность особей, занимающих определенную территорию, имеющих общее происхождение, наследственное сходство морфологических, физиологических ихимических особенностей, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство.
Во многих случаях приходится решать, принадлежат ли два организма (или две группы организмов) к одному виду или к разным видам. Заключение об этом можно вынести основании критериев вида.
Критерии вида:
- морфологический — особи, принадлежащие к одному виду, похожи друг на друга по своему внешнему строению;
- физиологический — особи, принадлежащие к одному виду, похожи друг на друга по многим особенностям жизнедеятельности;
- биохимический — особи, принадлежащие к одному виду, содержат сходные белки;
- генетический — особи, принадлежащие к одному виду, имеют одинаковый кариотип;
- экологический — особи одного вида ведут сходный образ жизни в близких условиях среды;
- географический — вид распространен на определенной территории (ареале).
Критерий скрещивания — особи, принадлежащие к одному виду, скрещиваются Друг с другом в природе и дают плодовитое потомство.
Наиболее существен для определения принадлежности особей к разным видам критерий скрещивания. Однако ни один критерий не может быть исчерпывающим. Только на основании совокупности критериальных признаков можно провести различия между близкими видами.
Популяция — устойчивая, совместно обитающая в течение ряда поколений совокупность особей одного вида. Популяция — элементарная эволюционная единица. Минимальная популяция — две разнополых особи. Особи, входящие в состав одной популяции, могут рождаться и умирать, а популяция при этом будет продолжать существовать.
Скрещивание между особями одной популяции происходит гораздо чаще, чем между особями разных популяций. Тем самым обеспечивается свободный генетический обмен между членами популяции.
Под влиянием внешних факторов происходит изменение генетического состава популяции. Длительное и направленное изменение генофонда популяции называют элементарным эволюционным явлением.
Факторы, вызывающие эволюционный процесс в популяциях, называют элементарными эволюционными факторами.
К таким факторам относят:
- мутации — являются причиной генетической разнородности популяций. Они поставляют эволюционный материал. Совокупность рецессивных мутаций в генотипах особей популяции образует резерв наследственной изменчивости (С.С. Четвериков), который при изменении условий существования, изменении численности популяции может фенотипически проявиться и попасть под действие естественного отбора;
- популяционные волны — периодические колебания численности особей популяции, возникающие в результате резкой смены действия какого-либо из факторов среды (например, недостаток пищи, стихийные бедствия и др.). После прекращения действия этих факторов численность популяции снова возрастает. Оставшиеся в живых особи могут оказаться ценными в генетическом отношении. Изменения частот встречаемости определенных генов могут привести к изменению популяции;
- изоляция — бывает пространственной (географической) и биологической (экологической, физиологической, репродуктивной);
- естественный отбор — фактор, определяющий возможности выживания и размножения особей, а следовательно, сохранения и эволюции вида. Отбор действует на отдельные фенотипы, тем самым отбирая определенные генотипы.
Просмотров: 12 648
Проблема составления филогенетических рядов
Однако, существуют несколько проблем, связанных с составлением филогенетических рядов. Во-первых, нужно правильно выбрать и сравнить виды, чтобы иметь возможность определить их эволюционные отношения. Это требует обширной базы данных и точных генетических анализов.
Во-вторых, необходимо учитывать различные факторы, влияющие на эволюцию организмов. Например, генетические мутации, естественный отбор, миграции и гибридизация могут исказить филогенетические отношения и усложнить задачу составления рядов. Поэтому исследователям приходится учитывать эти факторы и использовать различные методы для их учета.
Наконец, существует проблема различных подходов и методов к составлению филогенетических рядов. Некоторые методы основаны на сравнении генетического материала, другие — на сравнении морфологии и структуры организмов. Каждый метод имеет свои преимущества и ограничения, и выбор метода зависит от целей исследования.
В целом, составление филогенетических рядов является сложным и многогранным процессом, требующим точных генетических анализов, учета различных факторов и выбора подходящего метода. Однако, благодаря современным технологиям и методам исследования, возможно получить все более точные и надежные филогенетические ряды, что способствует развитию научного знания об эволюции организмов.
Цитогенетика и филогенез организмов
Цитогенетика — это наука, изучающая структуру и функции хромосом. Она позволяет получить информацию о наследственности и эволюции организмов. Цитогенетические исследования являются важным инструментом в изучении филогенетических рядов и установлении генетических связей между организмами.
Одним из основных методов цитогенетики является кариотипирование. Оно позволяет определить число, структуру и размеры хромосом в клетках организма. Сравнение кариотипов разных видов позволяет выявить сходства и различия в их геномах и определить степень родства.
Другим важным методом цитогенетики является исследование биологического значения хромосомных перестроек. В процессе эволюции могут происходить изменения в структуре хромосом, такие как делеции, инверсии, дупликации. Такие перестройки часто связаны с эволюционными изменениями в организме и могут быть использованы для установления филогенетических связей.
Использование методов цитогенетики в филогенезе организмов позволяет реконструировать историю эволюции и установить родственные связи между организмами. Одним из примеров использования цитогенетических данных для изучения филогенеза является исследование хромосомных мутаций у разных представителей одного рода. Это позволяет установить, какие изменения произошли на генетическом уровне и как они влияют на характеристики организма.
Таким образом, цитогенетика играет важную роль в изучении филогенеза организмов. Она позволяет получить информацию о структуре и функции генома, выявить родственные связи между организмами и установить закономерности эволюционных изменений.