Loomade fülogenees ja elupuu

Loomade fülogenees rekonstrueerib põlvnemise hargnemismustri, mis ühendab kõiki loomahõimkondi, ja seda täpsustatakse üha enam genoomimastaabis molekulaarandmete võrdlemisel paljude liinide vahel.

Definition

Loomade fülogenees on loomariigi rekonstrueeritud evolutsiooniline ajalugu, mis on väljendatud hargneva puuna, milles hõimkondade ühine esivanem on järeldatud morfoloogiliste ja molekulaarsete tunnuste põhjal.

Scope

See teema selgitab, kuidas loomahõimkondade evolutsioonilisi suhteid järeldatakse ja kujutatakse elupuuna. See hõlmab morfoloogiliste tunnuste ja eriti molekulaarsete järjestusandmete kasutamist bilateraaliate rühmitamiseks Deuterostomia'ks ning protostoomide superklaadideks Ecdysozoa ja Lophotrochozoa, samuti varakult hargnevate mittebilateriaalsete hõimkondade paigutust. Samuti käsitletakse, kuidas fülogeneetilisi puid lugeda ja miks mõned sügavad hargnemised jäävad ebakindlaks.

Core questions

• Kuidas järeldatakse loomahõimkondade evolutsioonilisi suhteid morfoloogia ja molekulaarandmete põhjal?
• Millised on bilateraaliate peamised klaadid?
• Milline liin hargneb loomade seas kõige varem ja miks see on vaidlustatud?
• Kuidas tuleks lugeda loomade fülogeneetilist puud?

Key theories

Kolm suurt bilateraaliate klaadi

Molekulaarne fülogeneetika rühmitab bilateraalsed loomad Deuterostomia'ks ja kaheks protostoomide superklaadiks Ecdysozoa'ks (kestuvad loomad) ja Lophotrochozoa'ks (spiraalsed ja lofofoori kandvad loomad), asendades vanemaid skeeme, mis põhinesid tseloomi tüübil.

Fülogenoomiline lahutusvõime

Paljude geenide proovide võtmine paljudest taksonitest parandab loomade puu täpsust, taastades hästi toetatud klaadid, samal ajal paljastades, kus piiratud andmed või kiired iidsed divergentsid jätavad hargnemised lahendamata.

Mechanisms

Fülogeneetilised puud järeldatakse tunnuste võrdlemise teel, mis peaksid peegeldama ühist põlvnemist. Ühiseid tuletatud tunnuseid, olgu need siis anatoomilised või, veelgi võimsamalt, nukleotiidide ja aminohapete järjestused, analüüsitakse meetoditega nagu maksimaalse tõepära ja Bayesi järeldamine, et leida puu, mis andmeid kõige paremini seletab. Fülogenoomilised uuringud ühendavad või modelleerivad ühiselt sadu geene paljudelt liikidelt, mis suurendab klaadide statistilist toetust, kuid võib esile tuua ka vastuolusid, kui iidsed liinid hargnesid kiiresti üksteise järel või kui järjestused on arenenud ebaühtlaselt.

Clinical relevance

Lahendatud loomade puu võimaldab bioloogidel ennustada halvasti uuritud loomade tunnuseid nende sugulaste põhjal, valida mudelorganisme, mille tulemused on asjakohaselt ekstrapoleeritavad, ja tõlgendada geenide, parasiitide ja arengumehhanismide jaotust loomariigis. See on hariduslik kontekst, mitte kliiniline nõuanne.

History

Haeckel joonistas esimesed loomade elupuud üheksateistkümnendal sajandil. Hennigi kladistiline meetod kahekümnendal sajandil pani puu rekonstrueerimise rangele alusele, mis põhines ühistel tuletatud tunnustel. Alates 1990. aastatest reorganiseerisid ribosomaalse RNA järjestused bilateraaliad Ecdysozoa'ks ja Lophotrochozoa'ks ning laiaulatuslikud fülogenoomilised uuringud 2000. aastatel, nagu Dunni ja kolleegide oma, teravdasid lahutusvõimet kogu puul.

Debates

Kõigi teiste loomade sõsarrühm

See, kas käsnad või kammloomad hargnevad loomade seas kõige varem, jääb vaidlustatuks, sest erinevad andmekogumid ja järjestuse evolutsiooni mudelid annavad vastuolulisi vastuseid, millel on suured tagajärjed kudede ja närvisüsteemide evolutsioonile.

Key figures

• Ernst Haeckel
• Willi Hennig
• Carl Woese
• Gonzalo Giribet

Seminal works

• dunn2008
• hickman2020

Frequently asked questions

Mis on Ecdysozoa ja Lophotrochozoa?

Need on protostoomsete loomade kaks suurt klaadi: Ecdysozoa on kestuvad loomad, nagu lülijalgsed ja ümarussid, ning Lophotrochozoa hõlmab limuseid, rõngussid ja teisi spiraalseid ja lofofoori kandvaid hõimkondi.

Miks loomade puud pidevalt muutuvad?

Kuna kättesaadavaks muutuvad suuremad ja paremad molekulaarsed andmekogumid ning täiustatud analüüsimudelid, kinnitatakse mõned suhted, samas kui teised, eriti sügavad ja kiired iidsed divergentsid, vaadatakse üle.