science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe fylogenetische bomen te maken

Een fylogenetische boom is een grafische weergave van evolutionaire relaties die aantoont hoe organismen mogelijk van een gemeenschappelijke voorouder kunnen zijn afgeweken. Eerder gebeurde dit door vergelijking van de anatomie en fysiologie van levende organismen en fossielen, maar nu wordt algemeen gebruik gemaakt van genetische informatie uit DNA-nucleotidesequenties. Organismen met weinig overeenkomsten kunnen worden gevonden op de afzonderlijke "takken" van een fylogenetische boom en die met specifieke overeenkomsten zouden zich op "twijgen" van dezelfde tak bevinden. Een fylogenetische boom is een methode voor het begrijpen van soorten en evolutionaire veranderingen in organismen.

Selecteer een modelorganisme voor relatie-vergelijking. Dit kan worden gedaan met een soort, ras of nucleotidesequentie die een organisme vertegenwoordigt. Een voorbeeld organisme kan een koe zijn. De rest van de boom zou laten zien hoe nauw een koe verwant is met andere organismen op basis van genetische eigenschappen.

Kies een outgroup. Een outgroup is een minder nauw verwant organisme of een sterk verschillende nucleotidesequentie. Als het modelorganisme een koe is, dan zou een mogelijke outgroup een vis zijn. Hoe meer verschillende twee organismen, hoe verder naar beneden op de fylogenetische boom hun divergerende vertakkingspunt zal zijn. De tijd wordt weergegeven met de oudste datum onderaan het diagram en de huidige dag bovenaan het diagram. De plaatsing van de takken toont ongeveer wanneer in het verleden een evolutionair kenmerk mogelijk een voorouderlijk organisme veranderde in verschillende soorten.

Bepaal een reeks kenmerken om te gebruiken ter vergelijking. Voorbeelden hiervan zijn 'heeft vier poten', 'kauwt herkauw', 'geeft levende geboorte' of 'groeit haar'. Nucleotide-sequenties zijn slechts alfabetische representaties van DNA dat eigenschappen bepaalt, dus een andere optie zou zijn: "bevat de sequentie ATGGACACGGA."

Deel organismen op basis van de kenmerken. Als het ene organisme niet het gewenste kenmerk bevat, wordt er een tak gemaakt in de fylogenetische boom. Voor de karaktertrek "heeft vier poten", zouden koeien, schapen en herten allemaal op één tak zitten, terwijl vissen op een aparte tak zouden staan. Plak de afbeelding of reeks van een koe in de bovenhoek van het posterbord en de vis in de tegenovergestelde hoek en teken er twee lijnen vanaf naar de basis van het papier in een kruisende V-vorm.

Ga door met het scheiden van de modelorganismen of nucleotidesequenties totdat elk voorbeeld een enkele scheiding van de tak tot een twijg heeft. Het kenmerk "heeft wol" zou schapen van herten en koeien scheiden van een enkelvoudige tak. Plaats het beeld van de schapen in de buurt van de afbeelding van de vis en teken een lijn die in een V-vorm aansluit op de tak van de koe. Het gebruik van de karakteristieke "heeft pluizige staart" zou koe van herten afbakenen. Plak de afbeelding van het hert tussen de koe en het schaap en teken een andere lijn in een V-vorm die de lijnen van vissen en schapen snijdt. Wanneer elke soort een enkele tak heeft, is de fylogenetische boom voltooid.

Tip

Kies een eindige verzameling organismen of sequenties. Kies kenmerken of sequenties die de organismen in afzonderlijke groepen verdelen. Heb meerdere karakteristieke ondersteuningen om organismeverhoudingen aan te tonen.

Waarschuwing

Phylogenetische plaatsing kan worden besproken op basis van veel kenmerken en er is veel steun vereist voor plaatsingskeuzes. Wiskundige vergelijkingen kunnen nodig zijn om de statistische waarschijnlijkheid van evolutionaire veranderingen aan te tonen. Waarschijnlijkheid van divergentie op het genetische niveau laat ruimte voor mogelijke onnauwkeurigheden in fylogenetische bomen.