Fylogeni og livets tre hos dyr

Dyrs fylogeni rekonstruerer forgreiningsmønsteret for nedstamning som forbinder alle dyregrupper, og blir i økende grad avklart ved å sammenligne genomskala molekylære data på tvers av mange linjer.

Definition

Dyrs fylogeni er den rekonstruerte evolusjonære historien til dyreriket, uttrykt som et forgreinende tre der felles opphav blant fyla utledes fra morfologiske og molekylære karakterer.

Scope

Dette emnet forklarer hvordan evolusjonære forhold mellom dyregrupper utledes og avbildes som et livets tre. Det dekker bruken av morfologiske karakterer og, spesielt, molekylære sekvensdata for å gruppere bilaterier i Deuterostomia og protostom-superkladene Ecdysozoa og Lophotrochozoa, samt plasseringen av de tidlig-forgrenende ikke-bilaterale fyla. Det tar også for seg hvordan fylogenetiske trær leses og hvorfor noen dype forgreininger forblir usikre.

Core questions

• Hvordan utledes evolusjonære forhold mellom dyregrupper fra morfologi og molekylære data?
• Hva er de viktigste kladene av bilaterale dyr?
• Hvilken linje forgreiner seg tidligst blant dyrene, og hvorfor er dette omstridt?
• Hvordan skal et fylogenetisk tre av dyr leses?

Key theories

Tre store bilaterale klader

Molekylær fylogenetikk grupperer bilaterale dyr i Deuterostomia og de to protostom-superkladene Ecdysozoa, de hudskiftende dyrene, og Lophotrochozoa, de spiralia- og lophophor-bærende dyrene, og erstatter eldre systemer basert på coelom-type.

Fylogenomisk oppløsning

Prøvetaking av mange gener på tvers av mange taksa forbedrer nøyaktigheten av dyretreet, og gjenoppretter godt støttede klader samtidig som det avslører hvor begrensede data eller raske gamle divergenser etterlater forgreininger uavklart.

Mechanisms

Fylogenetiske trær utledes ved å sammenligne karakterer som forventes å gjenspeile felles opphav. Felles avledede trekk, enten anatomiske eller, mer kraftfullt, nukleotid- og aminosyresekvenser, analyseres med metoder som maksimum sannsynlighet og Bayesiansk inferens for å finne treet som best forklarer dataene. Fylogenomiske studier sammenkobler eller modellerer i fellesskap hundrevis av gener fra mange arter, noe som øker den statistiske støtten for klader, men som også kan avsløre konflikt når gamle linjer divergerte i rask rekkefølge eller når sekvenser har utviklet seg ujevnt.

Clinical relevance

Et avklart dyretre lar biologer forutsi egenskapene til dårlig studerte dyr fra deres slektninger, velge modellorganismer hvis funn ekstrapoleres på passende måte, og tolke fordelingen av gener, parasitter og utviklingsmekanismer på tvers av dyreriket. Dette er utdanningskontekst, ikke klinisk råd.

History

Haeckel tegnet de første trærne av dyrelivet på nittenhundretallet. Hennigs kladistiske metode på det tjuende århundre satte tre-rekonstruksjon på et strengt grunnlag basert på felles avledede karakterer. Fra 1990-tallet reorganiserte ribosomale RNA-sekvenser bilateriene i Ecdysozoa og Lophotrochozoa, og brede fylogenomiske studier på 2000-tallet, som den av Dunn og kolleger, skjerpet oppløsningen på tvers av treet.

Debates

Søstergruppe til alle andre dyr

Om svamper eller kammaneter forgreiner seg tidligst blant dyr, er fortsatt omstridt, fordi forskjellige datasett og modeller for sekvensevolusjon gir motstridende svar med store implikasjoner for utviklingen av vev og nervesystemer.

Key figures

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

Seminal works

• dunn2008
• hickman2020

Frequently asked questions

Hva er Ecdysozoa og Lophotrochozoa?

De er de to store kladene av protostome dyr: Ecdysozoa er hudskiftende dyr som leddyr og nematoder, og Lophotrochozoa inkluderer bløtdyr, leddormer og andre spiralian- og lophophor-bærende fyla.

Hvorfor fortsetter dyretrær å endre seg?

Etter hvert som større og bedre molekylære datasett og forbedrede analytiske modeller blir tilgjengelige, bekreftes noen forhold mens andre, spesielt dype og raske gamle divergenser, revideres.