Filogenija životinja i drvo života

Filogenija životinja rekonstruira razgranati obrazac podrijetla koji povezuje sve životinjske koljena, a sve se više razjašnjava usporedbom molekularnih podataka genomske razine u mnogim lozama.

Definition

Filogenija životinja je rekonstruirana evolucijska povijest životinjskog carstva, izražena kao razgranato stablo u kojem se zajedničko podrijetlo među koljenima zaključuje iz morfoloških i molekularnih značajki.

Scope

Ova tema objašnjava kako se zaključuju i prikazuju evolucijski odnosi među životinjskim koljenima kao drvo života. Pokriva upotrebu morfoloških značajki i, posebno, molekularnih sekvencijskih podataka za grupiranje bilateralaca u Deuterostomia i protostomske nadkoljena Ecdysozoa i Lophotrochozoa, te smještaj rano-granajućih ne-bilateralnih koljena. Također se bavi time kako se čitaju filogenetska stabla i zašto neke duboke grane ostaju neizvjesne.

Core questions

• Kako se evolucijski odnosi među životinjskim koljenima zaključuju iz morfologije i molekularnih podataka?
• Koje su glavne klade bilateralnih životinja?
• Koja se loza najranije grana među životinjama i zašto je to sporno?
• Kako treba čitati filogenetsko stablo životinja?

Key theories

Tri velike bilateralne klade

Molekularna filogenetika grupira bilateralne životinje u Deuterostomia i dva protostomska nadkoljena Ecdysozoa, životinje koje presvlače, i Lophotrochozoa, spiralne životinje i životinje s lofoforom, zamjenjujući starije sheme temeljene na tipu celoma.

Filogenomska rezolucija

Uzorkovanje mnogih gena u mnogim taksonima poboljšava točnost životinjskog stabla, oporavljajući dobro podržane klade dok istovremeno otkriva gdje ograničeni podaci ili brze drevne divergencije ostavljaju grane neriješenima.

Mechanisms

Filogenetska stabla se zaključuju usporedbom značajki za koje se očekuje da odražavaju zajedničko podrijetlo. Zajedničke izvedene značajke, bilo anatomske ili, snažnije, nukleotidne i aminokiselinske sekvence, analiziraju se metodama kao što su maksimalna vjerojatnost i Bayesovo zaključivanje kako bi se pronašlo stablo koje najbolje objašnjava podatke. Filogenomske studije konkateniraju ili zajednički modeliraju stotine gena iz mnogih vrsta, što povećava statističku podršku za klade, ali također može otkriti sukob kada su se drevne loze razilazile u brzom slijedu ili kada su se sekvence neravnomjerno razvijale.

Clinical relevance

Razriješeno životinjsko stablo omogućuje biolozima predviđanje osobina slabo proučenih životinja na temelju njihovih srodnika, odabir modelnih organizama čiji se nalazi prikladno ekstrapoliraju i tumačenje distribucije gena, parazita i razvojnih mehanizama u životinjskom carstvu. Ovo je obrazovni kontekst, a ne klinički savjet.

History

Haeckel je nacrtao prva stabla životinjskog svijeta u devetnaestom stoljeću. Hennigova kladistička metoda u dvadesetom stoljeću postavila je rekonstrukciju stabla na rigorozne temelje temeljene na zajedničkim izvedenim značajkama. Od 1990-ih, sekvence ribosomske RNA reorganizirale su bilateralce u Ecdysozoa i Lophotrochozoa, a široke filogenomske studije u 2000-ima, poput one Dunna i kolega, izoštrile su rezoluciju diljem stabla.

Debates

Sestrinska skupina svim ostalim životinjama

Ostaje sporno jesu li spužve ili ktenofore najranije grane među životinjama, jer različiti skupovi podataka i modeli evolucije sekvenci daju proturječne odgovore s velikim implikacijama za evoluciju tkiva i živčanih sustava.

Key figures

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

Seminal works

• dunn2008
• hickman2020

Frequently asked questions

Što su Ecdysozoa i Lophotrochozoa?

To su dvije velike klade protostomskih životinja: Ecdysozoa su životinje koje presvlače, poput člankonožaca i nematoda, a Lophotrochozoa uključuju mekušce, kolutićavce i druga spiralna koljena i koljena s lofoforom.

Zašto se životinjska stabla stalno mijenjaju?

Kako postaju dostupni veći i bolji molekularni skupovi podataka i poboljšani analitički modeli, neki se odnosi potvrđuju, dok se drugi, posebno duboke i brze drevne divergencije, revidiraju.