Filogenija životinja i drvo života

Filogenija životinja rekonstruiše obrazac grananja porekla koji povezuje sva životinjska kolena, sve više razjašnjen upoređivanjem molekularnih podataka na genomskom nivou iz mnogih loza.

Definition

Filogenija životinja je rekonstruisana evolucionarna istorija životinjskog carstva, izražena kao granajuće stablo u kojem se zajedničko poreklo među kolenima izvodi iz morfoloških i molekularnih karakteristika.

Scope

Ova tema objašnjava kako se izvode evolucioni odnosi među životinjskim kolenima i prikazuju kao drvo života. Obuhvata upotrebu morfoloških karakteristika i, posebno, podataka o molekularnim sekvencama za grupisanje bilateralija u Deuterostomia i protostomske superklade Ecdysozoa i Lophotrochozoa, kao i pozicioniranje rano granajućih ne-bilateralnih kolena. Takođe se bavi time kako se čitaju filogenetska stabla i zašto neke duboke grane ostaju neizvesne.

Core questions

• Kako se evolucioni odnosi među životinjskim kolenima izvode 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 grupiše bilateralne životinje u Deuterostomia i dve protostomske superklade Ecdysozoa, životinje koje se presvlače, i Lophotrochozoa, spiralne životinje i životinje sa lofoforom, zamenjujući starije šeme zasnovane na tipu celoma.

Filogenomska rezolucija

Uzorkovanje mnogih gena kod mnogih taksona poboljšava tačnost životinjskog stabla, oporavljajući dobro podržane klade, dok istovremeno otkriva gde ograničeni podaci ili brze drevne divergencije ostavljaju grane nerazjašnjenim.

Mechanisms

Filogenetska stabla se izvode upoređivanjem karakteristika za koje se očekuje da odražavaju zajedničko poreklo. Zajedničke izvedene karakteristike, bilo anatomske ili, što je moćnije, nukleotidne i aminokiselinske sekvence, analiziraju se metodama kao što su maksimalna verodostojnost (maximum likelihood) i Bajesovo zaključivanje (Bayesian inference) 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 takođe može otkriti sukob kada su se drevne loze razilazile u brzom nizu ili kada su se sekvence neravnomerno razvijale.

Clinical relevance

Razrešeno životinjsko stablo omogućava biolozima da predvide osobine slabo proučenih životinja na osnovu njihovih srodnika, da odaberu model organizme čiji se nalazi adekvatno ekstrapoliraju i da interpretiraju distribuciju gena, parazita i razvojnih mehanizama širom životinjskog carstva. Ovo je obrazovni kontekst, a ne klinički savet.

History

Haeckel je nacrtao prva stabla životinjskog sveta u devetnaestom veku. Hennigova kladistička metoda u dvadesetom veku postavila je rekonstrukciju stabla na rigorozne osnove zasnovane na zajedničkim izvedenim karakteristikama. Od devedesetih godina, sekvence ribozomalne RNK (rRNA) reorganizovale su bilateralije u Ecdysozoa i Lophotrochozoa, a široke filogenomske studije u 2000-im, kao što je ona Dunna i kolega, izoštrile su rezoluciju širom stabla.

Debates

Sestrinska grupa svim ostalim životinjama

Da li se sunđeri ili ctenofore najranije granaju među životinjama ostaje sporno, jer različiti skupovi podataka i modeli evolucije sekvenci daju kontradiktorne odgovore sa velikim implikacijama za evoluciju tkiva i nervnih sistema.

Key figures

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

Seminal works

• dunn2008
• hickman2020

Frequently asked questions

Šta su Ecdysozoa i Lophotrochozoa?

To su dve velike klade protostomskih životinja: Ecdysozoa su životinje koje se presvlače, kao što su zglavkari i nematode, a Lophotrochozoa uključuju mekušce, anelide i druga spiralna kolena i kolena sa lofoforom.

Zašto se životinjska stabla stalno menjaju?

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