Dzīvnieku filoģenēze un dzīvības koks

Dzīvnieku filoģenēze rekonstruē atzarojuma veida pēctecību, kas savieno visas dzīvnieku tipu grupas, un tā tiek arvien precīzāk noteikta, salīdzinot genoma mēroga molekulāros datus starp daudzām līnijām.

Definition

Dzīvnieku filoģenēze ir rekonstruēta dzīvnieku valstības evolūcijas vēsture, kas izteikta kā atzarojošs koks, kurā kopīga izcelsme starp tipiem tiek secināta no morfoloģiskajām un molekulārajām pazīmēm.

Scope

Šī tēma izskaidro, kā tiek secinātas un attēlotas dzīvnieku tipu evolūcijas attiecības kā dzīvības koks. Tā aptver morfoloģisko pazīmju un īpaši molekulāro sekvenču datu izmantošanu, lai grupētu bilaterālos dzīvniekus Deuterostomia un protostomu superkladēs Ecdysozoa un Lophotrochozoa, kā arī agrīni atzarojošo nebilaterālo tipu novietojumu. Tā arī aplūko, kā lasīt filoģenētiskos kokus un kāpēc daži dziļi atzarojumi joprojām ir neskaidri.

Core questions

• Kā tiek secinātas dzīvnieku tipu evolūcijas attiecības no morfoloģijas un molekulārajiem datiem?
• Kādas ir galvenās bilaterālo dzīvnieku klades?
• Kura līnija atzarojas visagrāk starp dzīvniekiem, un kāpēc par to joprojām notiek strīdi?
• Kā būtu jālasa dzīvnieku filoģenētiskais koks?

Key theories

Trīs lielās bilaterālo dzīvnieku klades

Molekulārā filoģenētika grupē bilaterālos dzīvniekus Deuterostomia un divās protostomu superkladēs Ecdysozoa (kustošie dzīvnieki) un Lophotrochozoa (spirālveida un lofoforu nesošie dzīvnieki), aizstājot vecākas shēmas, kas balstījās uz celoma tipu.

Filoģenomiskā izšķirtspēja

Daudzu gēnu paraugu ņemšana no daudziem taksoniem uzlabo dzīvnieku koka precizitāti, atklājot labi pamatotas klades, vienlaikus parādot, kur ierobežoti dati vai straujas senās diverģences atstāj atzarojumus neatrisinātus.

Mechanisms

Filoģenētiskie koki tiek secināti, salīdzinot pazīmes, kurām, domājams, jāatspoguļo kopīga izcelsme. Kopīgas atvasinātas pazīmes, neatkarīgi no tā, vai tās ir anatomiskas vai, vēl spēcīgāk, nukleotīdu un aminoskābju sekvences, tiek analizētas ar tādām metodēm kā maksimālā varbūtība un Bajes secinājumi, lai atrastu koku, kas vislabāk izskaidro datus. Filoģenomiskie pētījumi apvieno vai kopīgi modelē simtiem gēnu no daudzām sugām, kas palielina statistisko atbalstu kladēm, bet var arī atklāt pretrunas, ja senās līnijas atdalījās straujā secībā vai ja sekvences ir attīstījušās nevienmērīgi.

Clinical relevance

Atrisināts dzīvnieku koks ļauj biologiem prognozēt mazpētītu dzīvnieku īpašības no to radiniekiem, izvēlēties modeļorganismus, kuru atklājumi ir atbilstoši ekstrapolējami, un interpretēt gēnu, parazītu un attīstības mehānismu izplatību visā dzīvnieku valstībā. Šis ir izglītojošs konteksts, nevis klīnisks padoms.

History

Hekels deviņpadsmitajā gadsimtā uzzīmēja pirmos dzīvnieku dzīvības kokus. Heniga kladistiskā metode divdesmitajā gadsimtā koku rekonstrukciju nostiprināja uz stingra pamata, balstoties uz kopīgām atvasinātām pazīmēm. No 90. gadiem ribosomu RNS sekvences reorganizēja bilaterālos dzīvniekus Ecdysozoa un Lophotrochozoa, un plaši filoģenomiskie pētījumi 2000. gados, piemēram, Danna un kolēģu pētījumi, uzlaboja izšķirtspēju visā kokā.

Debates

Māsu grupa visiem citiem dzīvniekiem

Vai sūkļi vai ctenofori atzarojas visagrāk starp dzīvniekiem, joprojām ir strīdīgs jautājums, jo dažādi datu kopumi un sekvenču evolūcijas modeļi sniedz pretrunīgas atbildes ar lielām sekām audu un nervu sistēmu evolūcijai.

Key figures

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

Seminal works

• dunn2008
• hickman2020

Frequently asked questions

Kas ir Ecdysozoa un Lophotrochozoa?

Tās ir divas lielās protostomu dzīvnieku klades: Ecdysozoa ir kustošie dzīvnieki, piemēram, posmkāji un nematodes, un Lophotrochozoa ietver moluskus, gredzenu tārpus un citus spirālveida un lofoforu nesošos tipus.

Kāpēc dzīvnieku koki nepārtraukti mainās?

Tā kā kļūst pieejami lielāki un labāki molekulārie datu kopumi un uzlaboti analītiskie modeļi, dažas attiecības tiek apstiprinātas, bet citas, īpaši dziļas un straujas senās diverģences, tiek pārskatītas.