שיעור 3 Flashcards
שחזור פילוגנטי
סיסטמטיקה
- חקר המגוון של יצורים חיים בעבר ובהווה והקשרים ביניהם לאורך זמן. מחולק ל-3 ענפים עיקריים:
1. טקסונומיה: מדע שמות וסיווג אורגניזמים בהתאם לקשריהם הטבעיים.
2. פילוגנזה: שחזור ובנייה של הקשרים האבולוציוניים בין מינים.
3. ענפים נוספים שחוקרים תהליכים אבולוציוניים
טקסונומיה
- מדע שמות וסיווג אורגניזמים בהתאם לקשריהם הטבעיים
פילוגנזה
- שחזור ובנייה של הקשרים האבולוציוניים בין מינים.
העקרונות של לינאוס
- הביא את השמות הטקסומוניים (לפניו שמות של חיות היו התיאור שלהן)
- 7 הרמות הטקסונומיות - משמשות בשביל לסדר את כל המינים.
מבנה שמות טקסונומיים
- השם הראשון - שם הסוג, מתחיל באות גדולה
- השם השני - הכינוי הספציפי (לא באות גדולה)
- 2 השמות נכתבים בהטייה.
7 הרמות הטקסונומיות
- לפי הסדר הבא: ממלכה -> מערכה -> מחלקה -> סדרה -> משפחה -> סוג -> מין
- יחידה טקסונומית נקראת טקסון.
- מסודרות כמו בבושקה.
- כיום יש גם רמות ביניים בין הרמות השונות.
סידור טקסונומי פעם והיום
- פעם (לפני דרווין): סידור לפי מאפיינים דומים בין המינים.
- היום: סידור אבולוציוני
עצים פילוגנטיים
- עץ פילוגנטי: מייצג את ההיסטוריה האבולוציונית של קבוצה של אורגניזמים.
- ענפים בעץ: מייצגים הסתעפויות של שושלות שנוצרו מאב קדמון משותף.
- נקודת הסתעפות (קודקוד): מסמלת את האב הקדמון המשותף של הטקסונים בקצות הענפים.
- השורש - הקצה של העץ.
- בכל עץ פילוגנטי יש אינפורמציה לגבי הזמן (תקף רק לאותו תת עץ).
- ניתן לציירם בצורה ריבועית או משולשת.
פוליטומיה
- כאשר לא יודעים מה הקשר האבולוציוני בין אורגניזמים. מצויר על העץ הפילוגנטי בצורת מסרק.
עקרונות חשובים בעץ פילוגנטי
- העץ לא מייצג דמיון פנוטיפי: הוא מראה רק את הקשרים האבולוציוניים.
- העץ לא מראה מתי המינים התפתחו: אין אינדיקציה לזמן התפתחותם של מינים בעץ פילוגנטי.
- אין להניח שטקסון התפתח ישירות מהטקסון שלידו: הם חולקים אב קדמון, אך אין זה אומר שהאחד התפתח מהשני.
מיון בינארי מול איגוד קבוצות
- חלוקה דיכוטומית: מבוססת על קריטריונים מוגדרים מראש (למשל צמחים עם פרחים לעומת צמחים ללא פרחים).
- איגוד קבוצות: קיבוץ אורגניזמים על בסיס דמיון שמבוסס על תצפיות, ולא על קריטריונים מוגדרים מראש.
קלדיסטיקה
- שיטה למיון אורגניזמים על פי מוצא משותף, שפותחה על ידי וילי הנינג. משמשת בעיקר למאפיינים מורפולוגיים.
קבוצה מונופילטית (קלייד)
- כוללת את האב הקדמון המשותף וכל צאצאיו.
קבוצה פרפילטית
- כוללת את האב הקדמון אך רק חלק מהצאצאים.
קבוצה פוליפילטית
- כוללת מינים מרוחקים זה מזה אך לא את האב הקדמון המשותף האחרון.
מאפיינים טקסונומיים
- תכונות המאפשרות זיהוי או מיון בין אורגניזמים. כוללים מאפיינים מורפולוגיים, פיזיולוגיים, מולקולריים, אקולוגיים, רבייתיים והתנהגותיים.
הומולוגיה מול אנלוגיה
- הומולוגיה - תכונה שמקורה באב קדמון משותף.
- אנלוגיה - תכונה דומה שהתפתחה ללא מוצא משותף.
תכונות פלסיומורפיות
- תכונות קדומות, כמו היעדר רגליים אצל מינים מסוימים.
תכונות אפומורפיות
תכונות נגזרות, כמו רגליים להליכה אצל טטרהפודים או שיער אצל יונקים.
הומופלסיה
- דמיון בתכונות שהתפתח באופן בלתי תלוי, כמו דם חם שהתפתח בנפרד ביונקים ובציפורים.
מהם הסוגים של ההומופלזיה?
- אבולוציה מתכנסת - כשפעמיים במהלך האבולוציה ישנה התפתחות של אותה תכונה.
- רוורסיה - חזרה למצב הקודם.
איך קובעים מהו המצב הפלזיומורפי ומה המצב האפורמורפי?
- השוואה לקבוצת חיצוניות.
- תיעוד ממאובנים.
- אמבריולוגיה (התפתחות עוברית).
קבוצה חיצונית
- מין או קבוצת מינים שאנחנו יודעים שהוא מחוץ למינים שמעניינים אותנו.
- מוסיפים את הקבוצה לאנליזה שלנו על מנת להשוות אותה עם המינים שאנחנו רוצים לחקור.
- את הקבוצה החיצונית בוחרים על בסיס ידע מורפולוגי, פלאונטולוגי או אמבריולוגי (תכונה התפתחותית).
- איך משתמשים בקבוצה חיצונית? כשעושים אנליזה קלדיסטית מניחים שהתכונות שמופיעות אצל הקבוצה החיצונית הן התכונות הפלזיומורפיות.
החוק הביוגנטי
- אומר שאוטוגנזה מסכמת את הפילוגנטיקה. כלומר, שהתפתחות של עובר יכולה לסכם את הקשר האבולוציוני בין אורגניזמים.
- חוק די פשטני, לא תמיד נכון.
צעדים קלדיסטיים
- זיהוי תכונות הומולוגיות.
- זיהוי תכונות פולריות.
- זיהוי סינפורמורפיות.
טבלאות מאפיינים
- מטריצה: קידוד מאפיינים כ-1 (קיים) או 0 (לא קיים) עבור מינים שונים.
בניית עץ פילוגנטי
- איסוף מידע על המינים.
- הכנסת התכונות המורפולוגיות בתוך מטריצה או טבלה, כאשר 0 מאפיין חוסר תכונה ו-1 נוכחות תכונה.
- העץ ההתחלתי הוא מסרק גדול, ומתחילים לחבר אורגניזמים אחד עם השני.
- מתחילים עם2 האורגניזמים שחולקים הכי הרבה 1 במטריצה וכן הלאה.
יתרונות וחסרונות של קלדיסטיקה
- יתרון: כל ענף מוגדר בבירור באמצעות סינאפומורפיות, תהליך זה אמור להפחית סתירות ולהקל על הוספת אורגניזמים נוספים לעץ במידת הצורך.
- חיסרון: קשה לעיתים לזהות קוטביות תכונות או להבחין בין הומולוגיה להומופלסיה.
בעיות הקלדיסטיקה
- השיטה לא אובייקטיבית לחלוטין ודורשת פרשנות של הסיסטמטיקאי לגבי הומולוגיה וסדר משקל של תכונות.
עץ פילוגנטי
היפותזה לגבי קשרים אבולוציוניים שניתן לבחון ולשנות בהתאם לנתונים חדשים.
זיהוי אב קדמון משותף
- שימוש בסינאפומורפיות לזיהוי התפצלות עדכנית.
- זיהוי תכונות קדומות ותכונות נגזרות כדי לקבוע את מוצא התכונות.
אדפטציה
שינוי באורגניזם הנובע מברירה טבעית.
אב קדמון
אורגניזם שממנו התפתחו אורגניזמים אחרים דרך רבייה.
הקבוצה המתפצלת הקדומה ביותר
הענף הראשון שמתפצל בתוך עץ פילוגנטי.
תכונה
תכונה תורשתית של אורגניזם, למשל “נוכחות שיער” לעומת “היעדר שיער”.
ענף (קלייד)
קבוצה מונופילטית הכוללת אב קדמון אחרון וכל צאצאיו.
התכנסות
דמיון שהתפתח באופן עצמאי באורגניזמים לא קרובים גנטית.
תכונה נגזרת
תכונה ששונתה מאב קדמון קדום.
מגוון
מתייחס למספר טקסונים או שונות במורפולוגיה.
עץ אבולוציוני
תרשים שמראה את הפילוגנזה ההיפותטית של טקסונים.
הכחדה
כאשר כל חברי קבוצה נעלמים.
היררכיה
סיווג אלמנטים בדרגות עוקבות.
הומולוגיה
מבנים תורשתיים משותפים מאב קדמון משותף.
היפותזה
רעיון מדעי שניתן להפרכה.
שושלת
קו תורשה רציף.
קבוצת חוץ
טקסון שמחוץ לקבוצה הנחקרת.
קבוצה מונופילטית
כוללת את האב הקדמון המשותף האחרון ואת כל צאצאיו.
קבוצה פרפילטית
כוללת אב קדמון משותף אך לא את כל צאצאיו.
פרסימוניה
כלל הקובע שהעץ עם מספר שינויים מועט הוא הטוב ביותר.
פילוגנזה
היחסים האבולוציוניים בין אורגניזמים.
תכונה פלסיומורפית
תכונה פרימיטיבית.
קוטביות של תכונות
הבחנה בין תכונות קדומות ונגזרות.
קבוצה פוליפילטית
לא כוללת את האב הקדמון המשותף האחרון.
אב קדמון
מתאר מצב תכונה שנמצא באב קדמון משותף.
דַרגה
בטקסונומיה המסורתית, טקסונים מדורגים לפי רמת ההכללה שלהם.
קשר\יחסי שייכות
שתי קבוצות קשורות הדוקות יותר כשחולקות אב קדמון משותף.
קבוצת אחות
שתי קבוצות הנובעות מפיצול של שושלת אחת.
תכונה סינפומורפית
תכונה נגזרת המצביעה על מוצא משותף.
טקסון
כל קבוצה של אורגניזמים, לא בהכרח ענף.
טקסונומיה
מדע שמות וסיווג אורגניזמים