Filogeni Haiwan dan Pohon Kehidupan

Filogeni haiwan membina semula corak percabangan keturunan yang menghubungkan semua filum haiwan, semakin diselesaikan dengan membandingkan data molekul berskala genom merentasi banyak keturunan.

Definition

Filogeni haiwan ialah sejarah evolusi alam haiwan yang dibina semula, dinyatakan sebagai pohon bercabang di mana leluhur bersama antara filum disimpulkan daripada ciri morfologi dan molekul.

Scope

Topik ini menjelaskan bagaimana hubungan evolusi antara filum haiwan disimpulkan dan digambarkan sebagai pohon kehidupan. Ia merangkumi penggunaan ciri morfologi dan, terutamanya, data jujukan molekul untuk mengelompokkan bilaterian kepada Deuterostomia dan superklad protostom Ecdysozoa dan Lophotrochozoa, serta penempatan filum bukan-bilaterian yang bercabang awal. Ia juga membincangkan cara membaca pohon filogenetik dan mengapa beberapa cabang dalam masih tidak dapat dipastikan.

Core questions

• Bagaimanakah hubungan evolusi antara filum haiwan disimpulkan daripada morfologi dan data molekul?
• Apakah klad utama haiwan bilaterian?
• Keturunan manakah yang bercabang paling awal di kalangan haiwan, dan mengapa ini dipertikaikan?
• Bagaimanakah seharusnya pohon filogenetik haiwan dibaca?

Key theories

Tiga klad bilaterian utama

Filogenetik molekul mengelompokkan haiwan bilaterian kepada Deuterostomia dan dua superklad protostom Ecdysozoa, haiwan bersalin kulit, dan Lophotrochozoa, haiwan spiralian dan berlofofor, menggantikan skema lama berdasarkan jenis selom.

Resolusi filogenomik

Pensampelan banyak gen merentasi banyak takson meningkatkan ketepatan pohon haiwan, mendapatkan semula klad yang disokong dengan baik sambil mendedahkan di mana data terhad atau percabangan purba yang pantas menyebabkan cabang tidak dapat diselesaikan.

Mechanisms

Pohon filogenetik disimpulkan dengan membandingkan ciri-ciri yang dijangka mencerminkan leluhur bersama. Ciri terbitan kongsi, sama ada anatomi atau, yang lebih berkuasa, jujukan nukleotida dan asid amino, dianalisis dengan kaedah seperti kebolehjadian maksimum dan inferens Bayesian untuk mencari pohon yang paling baik menerangkan data. Kajian filogenomik menggabungkan atau memodelkan secara bersama ratusan gen daripada banyak spesies, yang meningkatkan sokongan statistik untuk klad tetapi juga boleh mendedahkan konflik apabila keturunan purba bercabang secara berturut-turut dengan pantas atau apabila jujukan telah berevolusi secara tidak sekata.

Clinical relevance

Pohon haiwan yang diselesaikan membolehkan ahli biologi meramalkan ciri-ciri haiwan yang kurang dikaji daripada saudara-mara mereka, memilih organisma model yang penemuannya boleh diekstrapolasi dengan sewajarnya, dan mentafsirkan taburan gen, parasit, dan mekanisme perkembangan merentasi alam haiwan. Ini adalah konteks pendidikan, bukan nasihat klinikal.

History

Haeckel melukis pohon kehidupan haiwan pertama pada abad kesembilan belas. Kaedah kladistik Hennig pada abad kedua puluh meletakkan pembinaan semula pohon pada asas yang ketat berdasarkan ciri terbitan kongsi. Dari tahun 1990-an, jujukan RNA ribosom menyusun semula bilaterian kepada Ecdysozoa dan Lophotrochozoa, dan kajian filogenomik yang luas pada tahun 2000-an, seperti yang dilakukan oleh Dunn dan rakan-rakan, menajamkan resolusi merentasi pohon.

Debates

Kumpulan saudara kepada semua haiwan lain

Sama ada span atau snetofor bercabang paling awal di kalangan haiwan masih dipertikaikan, kerana set data dan model evolusi jujukan yang berbeza menghasilkan jawapan yang bercanggah dengan implikasi besar untuk evolusi tisu dan sistem saraf.

Key figures

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

Seminal works

• dunn2008
• hickman2020

Frequently asked questions

Apakah Ecdysozoa dan Lophotrochozoa?

Ia adalah dua klad besar haiwan protostom: Ecdysozoa adalah haiwan bersalin kulit seperti artropod dan nematod, dan Lophotrochozoa termasuk moluska, anelida, dan filum spiralian dan berlofofor lain.

Mengapa pohon haiwan terus berubah?

Apabila set data molekul yang lebih besar dan lebih baik serta model analisis yang diperbaiki tersedia, beberapa hubungan disahkan manakala yang lain, terutamanya percabangan purba yang dalam dan pantas, disemak semula.