Филогения животных и Древо жизни

Филогения животных реконструирует схему ветвления происхождения, которая связывает все типы животных, и все более точно определяется путем сравнения полногеномных молекулярных данных по многим линиям.

Definition

Филогения животных — это реконструированная эволюционная история царства животных, выраженная в виде ветвящегося древа, в котором общее происхождение среди типов выводится из морфологических и молекулярных признаков.

Scope

Эта тема объясняет, как выводятся и изображаются в виде древа жизни эволюционные взаимосвязи между типами животных. Она охватывает использование морфологических признаков и, в особенности, данных молекулярных последовательностей для группировки билатерально-симметричных животных в Deuterostomia и суперклады первичноротых Ecdysozoa и Lophotrochozoa, а также расположение рано отделившихся небилатерально-симметричных типов. В ней также рассматривается, как интерпретировать филогенетические древа и почему некоторые глубокие ветви остаются неопределенными.

Core questions

• Как выводятся эволюционные взаимосвязи между типами животных из морфологии и молекулярных данных?
• Каковы основные клады билатерально-симметричных животных?
• Какая линия ветвится раньше всех среди животных и почему это оспаривается?
• Как следует интерпретировать филогенетическое древо животных?

Key theories

Три великие клады билатерально-симметричных животных

Молекулярная филогенетика группирует билатерально-симметричных животных в Deuterostomia и два суперклада первичноротых: Ecdysozoa, линяющих животных, и Lophotrochozoa, спиральных и лофофорных животных, заменяя более старые схемы, основанные на типе целома.

Филогенетическое разрешение

Выборка многих генов по многим таксонам повышает точность древа животных, восстанавливая хорошо поддерживаемые клады, одновременно выявляя, где ограниченные данные или быстрые древние расхождения оставляют ветви неразрешенными.

Mechanisms

Филогенетические древа выводятся путем сравнения признаков, которые, как ожидается, отражают общее происхождение. Общие производные признаки, будь то анатомические или, что более эффективно, нуклеотидные и аминокислотные последовательности, анализируются с помощью таких методов, как максимальное правдоподобие и байесовский вывод, чтобы найти древо, которое наилучшим образом объясняет данные. Филогенетические исследования объединяют или совместно моделируют сотни генов многих видов, что увеличивает статистическую поддержку клад, но также может выявить конфликт, когда древние линии расходились быстро или когда последовательности эволюционировали неравномерно.

Clinical relevance

Разрешенное древо животных позволяет биологам предсказывать признаки малоизученных животных по их родственникам, выбирать модельные организмы, чьи результаты адекватно экстраполируются, и интерпретировать распределение генов, паразитов и механизмов развития по всему царству животных. Это образовательный контекст, а не клинический совет.

History

Геккель нарисовал первые древа животного мира в девятнадцатом веке. Кладистический метод Хеннига в двадцатом веке поставил реконструкцию древа на строгую основу, основанную на общих производных признаках. С 1990-х годов последовательности рибосомальной РНК реорганизовали билатерально-симметричных животных в Ecdysozoa и Lophotrochozoa, а широкие филогенетические исследования 2000-х годов, такие как исследование Данна и его коллег, повысили разрешение по всему древу.

Debates

Сестринская группа для всех остальных животных

Вопрос о том, являются ли губки или гребневики самыми ранними ветвями среди животных, остается спорным, поскольку различные наборы данных и модели эволюции последовательностей дают противоречивые ответы с серьезными последствиями для эволюции тканей и нервных систем.

Key figures

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

Seminal works

• dunn2008
• hickman2020

Frequently asked questions

Что такое Ecdysozoa и Lophotrochozoa?

Это две великие клады первичноротых животных: Ecdysozoa — это линяющие животные, такие как членистоногие и нематоды, а Lophotrochozoa включают моллюсков, кольчатых червей и другие спиральные и лофофорные типы.

Почему древа животных постоянно меняются?

По мере появления более крупных и качественных молекулярных наборов данных и улучшенных аналитических моделей некоторые взаимосвязи подтверждаются, в то время как другие, особенно глубокие и быстрые древние расхождения, пересматриваются.