Phylogeny

Fylogenia tai fylogenia , ja muinaiskreikka φῦλον / Phylon tarkoittaa "heimo, perhe, klaani" ja muinaiskreikka γένεσις / genesis tarkoittaa "luominen" on tutkimuksen linkkien sukulaisuuden (fylogeneettiseen suhteensa tai fylogeneettiseen ) välillä eläviä olentoja ja ne, jotka ovat kadonneet :

Phylogenesis mahdollistaa rekonstruoida kehitys on elävien organismien .

Fylogeeniassa edustamme sukulaisia ​​yleisesti filogeneettisen puun avulla . Haarojen välinen solmujen määrä, joka edustaa yhtä monta yhteistä esi-isää, osoittaa yksilöiden, ryhmien tai taksonien sukulaisuuden asteen . Mitä enemmän solmuja ja siten väli-esi-isiä on kahden elävän olennon välillä, sitä vanhempi on heidän yhteinen esi-isänsä ja sitä kauempana heidän nykyinen sukulaisuutensa.

Lajikohtaisessa fylogeneesissä kehitetään puu ( dendrogrammi ):

Esitys

Järjestelmällinen , tai tutkimus biologisen monimuotoisuuden sen luokitusta , keskittyy valossa viime löytöjä, on fylogeneettiseen luokitus korvaa nyt klassinen luokitusta . Klassinen luokittelu muodostaa ryhmät tai taksot yksinkertaisen kriteerin perusteella yleisestä samankaltaisuudesta. Fylogeneettinen luokitus olettaa, että ryhmittelemme elävät olennot heidän sukulaisuussuhteidensa mukaan. Mikä tahansa systemaattinen ryhmä (tai "  taksoni  ") sisältää siis eläviä olentoja, jotka ovat geneettisesti lähellä toisiaan (mikä ei aina korreloi yleisen fenotyyppisen samankaltaisuuden kanssa ). Kahden taksonijäsenen sukulaisuussuhteet ovat aina läheisempiä kuin sukulaisuussuhteet ryhmän minkä tahansa jäsenen ja ryhmän ulkopuolella olevan elävän olennon välillä (sattuu, että tämä ulompi jäsen on kuitenkin hyvin samanlainen evoluution lähentymisen ilmiön vuoksi , silloin kyse on lajien välisestä analogiasta , mikä ei mahdollista niiden luokittelua). Elävien olentojen välisten sukulaisuussuhteiden uudelleenmuodostamiseksi fülogeneesi etenee kahden tekniikan mukaisesti: fenetiikan ja kladistiikan . Siksi on todella tärkeää ymmärtää ero analogisen (samanlainen merkki) ja homologinen (samanlainen merkki periytyi yhteiseltä esi-isältä ja evoluution vuoksi) välillä.

Kladistinen

Kladistiikka, jonka perustan laati Willi Hennig , hierarkisoi verratut hahmot. Itse asiassa vain elävät olennot, joilla on homologisia merkkejä, on ryhmitelty samaan taksoniin  :

Hahmolla "parilliset jäsenet" on kaksi tilaa:
Esivanhempien tila Johdettu tila
2 paria kalan eviä (9 ja 10) 2 paria jalkoja ( lisko )
Lampanyctodes hectoris (Hectorin lyhtykala) .svg VaranusVariusBatemansBayNSW.jpg

Homologioita pidetään itse asiassa yhteisinä evoluutioinnovaatioina: jos homologisen luonteen jakavat kaksi taksonia, se johtuu siitä, että kaksi taksonia perivät sen yhteiseltä esi-isältä. Siksi tämä homologinen luonne esiintyi linjassa, joka johti tähän yhteiseen esi-isään. Jokainen elävä olento, jolla on tämä homologinen luonne, polveutuu siis tästä yhteisestä esi-isästä, kun taas elävät olennot, joilla ei ole tätä homologista luonnetta, eivät laskeudu tältä yhteiseltä esi-isältä ja ovat geneettisesti kauempana.

Kladistiikka perustuu siis merkkien homologian tunnistamiseen (usein vaikeaan). Sillä on merkitystä sekä morfologisella tasolla (ja se on ainoa tapa luokitella fossiililajeja, joiden DNA on konservoitunut harvoin) että molekyylitasolla. Tulokset on esitetty filogeneettisessä puussa , jota kutsutaan kladogrammiksi , jossa kukin solmu edustaa yhteistä esi-isää ja jossa synapomorfiat on esitetty haaroissa, joiden pituus on mielivaltainen. Jokaista näistä haaroista kutsutaan kladiksi . Kaksi taksonia ovat entistä läheisempiä, kun heillä on läheinen yhteinen esi-isä puussa. Siksi myös taksonit löytyvät ryhmiteltyinä sukulaisuussuhteidensa mukaan.

Feneettinen

Fenetika koostuu elävien olentojen yleisen samankaltaisuuden tai erilaisuuden suhteiden tutkimisesta; on jo pitkään oletettu, ja tämä voi olla oikein, että samankaltaisuuden aste korreloi sukulaisuuden asteen kanssa. Menetelmällisesti aloitamme määrittelemällä luokiteltavien elävien olentojen välinen samankaltaisuus.

Kuitenkin, koska analogioita , morfologiset merkkiä eivät takaa sukulaisuus: tiettyjä yhtäläisyyksiä eläviä olentoja tai eliösystematiikan ei todellisuudessa johtua yhteinen syntyperä. Ne voivat johtua samanlaisesta sopeutumisesta: puhumme sitten evoluution lähentymisestä, koska kahdella eri taksonilla, jotka elävät samankaltaisissa ekologisissa kapealla tai joihin luonnollisella valinnalla on ollut samanlainen vaikutus, voi olla samanlaisia ​​ominaisuuksia. Lintujen ja lepakoiden siivet ovat analogisia merkkejä eturaajojen sopeutumisesta soutulentoon, mutta ne ilmestyivät erikseen kummassakin näistä sukulinjoista, eikä niitä siksi peri yhteiseltä siipisiltä esi-isiltä.

Lisäksi morfologisten yhtäläisyyksien kvantifiointi numeerisesti on hyvin vaikeaa: verrattaessa hyvin suurta määrää merkkejä saadaan tilastollinen nopeus, mutta ei varmuutta samankaltaisuuksien alkuperästä. Molekyylitasolla sovellettavien yhtäläisyyksien numeerinen kvantifiointi antaa kuitenkin mahdollisuuden verrata taksoneita ja antaa mielenkiintoisia vihjeitä filogeenien rekonstruoimiseksi. Tätä varten verrataan elävien olentojen, kuten DNA: n , RNA: n tai proteiinien , eri molekyylikomponentteja , jotka ovat polymeerimolekyylejä . Kutakin molekyylin jäännöstä ( nukleotidi DNA: ta ja RNA: ta tai aminohappo proteiinia varten) pidetään sitten hahmona. Siksi on mahdollista verrata useiden elävien olentojen sekvenssejä ja kvantifioida niiden samankaltaisuus yksinkertaisella prosenttiosuudella, joka rinnastetaan  kahden taksonin "  geneettiseen etäisyyteen ", johon kaksi elävää olentoa kuuluvat.

Tulokset on esitetty filogeneettisessä puussa tai dendrogrammissa, jossa haarojen pituus riippuu geneettisestä etäisyydestä ja edustaa siten todennäköistä sukulaisuustasoa tutkittujen taksonien ja kunkin poikkeaman (" spesifikaation  ") jälkeen kuluneen todennäköisen ajan välillä  . Tämä tekniikka perustuu maailmanlaajuisen samankaltaisuusindeksin (ISG) laskemiseen, joka määritetään useiden merkkien (morfologisen, anatomisen, molekyylisen ...) analyysin jälkeen. Kaikki analyysit tehdään yhdestä lajista (esimerkiksi vertaamalla useiden organismien spesifisiä nukleotidisekvenssejä yhteen ainoaan). Tästä vertailusta luodaan "geneettinen etäisyysmatriisi" (taulukko, jossa merkintöjen lukumäärä on yhtä suuri kuin verrattujen organismien lukumäärä, johon sisältyy myös vertailuryhmä), sitten etsimme pienimmät etäisyydet (lähimmät organismit tutkitulle kriteerille) muodostamiseksi filogeneettinen puu.

Tuloksena on sukulaisuuden todennäköisyys, jossa on jonkin verran epävarmuutta, mikä selittää sen, miksi filogeneetikot eivät koskaan puhu "esi-isästä" tai "jälkeläisestä", vaan tällaisen ja tällaisen lajin tunnetusta lähimmäisestä sukulaisesta .

Fenetiikan ja kladistiikan yhteinen käyttö

Pitkän ajan keskustelut, joskus väkivaltaiset, vastustivat yhden tai toisen tekniikan kannattajia. Nykyään fenetiikkaa ja kladistiikkaa käytetään usein kahtena itsenäisenä menetelmänä. Kun niiden tulokset yhtenevät, saamme erittäin kiinteitä filogeeneja; muuten tutkimuksia jatketaan. Molekyylifenetiikan ja kladistiikan käyttö sekä saatujen puiden vertailu on pitkälti mahdollistettu nykyaikaisilla menetelmillä, kuten PCR- monistus ja sekvensointi , yhdistettynä tehokkaisiin laskennallisiin työkaluihin, jotka mahdollistavat näiden automatisoimisen.

Yhteiskäyttö näistä menetelmistä paljastaneet vuonna klassisen luokituksen monien keinotekoisten ryhmittymien, jotka perustuvat lähentymiseen yhtäläisyyksiä, siis pohjaudu sukulaisuus siteitä ja jotka siksi nyt katsottu olevan merkitystä, eikä sitä enää voi käyttää taksonomian  : tämä on, esimerkiksi kalojen (puhumme nyt "ei- tetrapodin selkärankaisten  "), fossiilisten ja nykyisten sammakkoeläinten (puhumme nyt "ei- amnionisista tetrapodeista  ") tai matelijoiden (puhumme nyt erikseen "  kelonilaisista  ", " lepidosauruksista ") tapauksista   "tai"  krokotiilit  ", jälkimmäiset ovat lähempänä lintuja kuin kahta muuta ryhmää). Toinen esimerkki on 16S-geenin käyttö prokaryoottien filogeeniatutkimuksissa .

Fylogeenian kriteerit

Hahmon tai tietyn merkkimäärän jakaminen lajien välillä on osoitus mahdollisuudesta, että yhteinen alkuperä palaa yhteiseen esi-isään, joka on ensimmäinen, joka on kehittänyt tämän merkin tai merkistön. Esi-isän olemassaolo voidaan sen vuoksi päätellä kladistisella menetelmällä, mutta ei sen identiteettiä, joka pysyy tuntemattomana, ellei fossiileja löydy sekä esivanhempien lajien yksilöistä että esi-lajien yksilöistä. Lajien jälkeläiset suorassa linjassa, joka tilastollisesti on niin epätodennäköistä, että sitä pidetään mahdottomana. Esimerkiksi, vaikka kaikilla linnuilla on yhteinen esi-isä, vuonna 1861 löydetty fossiili, kuten Archaeopteryx ( lintujen lähellä oleva coelurosaurus ), ei osoita, että kyseinen laji olisi kaikkien nykypäivän lintujen esi-isä, koska tuleva löytö voisi tuoda esiin vanhempi fossiilinen coelurosaurus tai lähempänä lintuja kuin Archaeopteryx (siksi puhumme nyt näiden väliryhmien "  ei- lintulinnuista ", ilmaus, joka heijastaa epävarmuuden olemista suoran esi-isän edessä. nykyaikaiset linnut).

Esivanhempien ja jälkeläisten väliset suhteet ( sukututkimus ) voidaan tunnistaa sellaisiksi vain, jos esi-isän ja jälkeläisten identiteetti tiedetään etukäteen. Toisin sanoen, sukututkimuksen jäljittämiseksi luokittelutieteen tulisi olla varma kaikkien olemassa olevien lajien tuntemisesta ja olemassaolosta. Koska näin ei ole, koska ihmiskunta ei ole kaukana mahdollisuudesta tuntea elävien ja fossiilisten lajien kokonaisuutta, sukututkimusta, vaikka se onkin todellista, ei voida jäljittää tarkasti, vaan se voidaan palauttaa vain tietyllä todennäköisyydellä, että tiede yrittää lisääntymällä kertomalla tutkimukset näistä osista, jotka ovat fossiilisia ja nykyisin tunnettuja lajeja. Tämä mahdollistaa lajien välisen suhteen arvioinnin. Tämä on ero sukututkimuksen ("kuka on kenen esi-isä?") Ja fülogeneesin ("kuka on kenen lähin sukulainen?") Välillä. Tunnettujen lajien filogeneettiset suhteet muodostavat siten mahdolliset objektiiviset kriteerit luokitukselle.

Huomautuksia ja viitteitä

  1. (fr + el) Bailly, lyhennetty Kreikan ranskan sanakirjasta , Pariisi, Hachette ,yhdeksäntoista kahdeksankymmentäyksi, 1012  Sivumäärä ( ISBN  2-01-003528-3 ja 9782010035289 , OCLC  461974285 , luettu verkossa ) , s.  944

Katso myös

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Ulkoiset linkit