Polifilija – polifiletinė grupė: reikšmė evoliucijoje ir taksonomijoje
Polifilija: kas tai reiškia evoliucijoje ir taksonomijoje? Sužinokite, kaip susidaro polifiletinės grupės, kodėl jos svarbios ir kaip kladistika jas „pataiso“.
Polifilija yra kladistikos terminas, reiškiantis, kad tam tikra organizmų grupė nėra kilusi iš vieno artimiausio bendro protėvio, t. y. jos nariai turi skirtingas kilmės linijas. Paprasčiau tariant, polifiletinė grupė apima organizmus, kurie panašūs dėl savybių, gautų nepriklausomai (konvergencijos), o ne dėl bendro kilmės šaltinio.
Kas lemia polifiliją?
Polifilija dažniausiai atsiranda dėl:
- Konvergencijos – skirtingos linijos nepriklausomai išvysto panašias adaptacijas (pvz., kraujo šilumos palaikymo mechanizmai pas žinduolius ir paukščius);
- Istorinio klasifikavimo – tradicinė morfologinė taksonomija kartais grupuoja organizmus pagal panašius požymius, neatsižvelgiant į jų tikrą filogenetinę kilmę;
- Riboto duomenų – ankstyvos klasifikacijos, grindžiamos tik išoriniais požymiais ar fragmentiškais fosilijų duomenimis, gali suklaidinti dėl panašumų, kurie nėra homologiniai.
Pavyzdžiai ir paaiškinimai
Diagramos rodo, kad paukščiai ir žinduoliai iš tiesų yra susiję tik ankstyvajame amniotų evoliucijos etape — abu priklauso amniotams, bet jų linijos išsiskyrė labai anksti. Išskirti grupę „šiltoji kraujotaka“ (endotermija) ir laikyti ją vienu taksonu būtų klaidinga, nes šis požymis atsirado bent dviem nepriklausomoms kryptimis. Evoliucijos požiūriu tarp jų yra didžiulė praraja, nors kai kurie morfologiniai bruožai gali atrodyti panašūs.
Klasikinėje taksonomijoje kartais dėl patogumo ar tradicijos įtraukiami tik tam tikri palikuonys, neįtraukiant grupės, iš kurios jie išsivystė. Pavyzdžiui, tradiciškai žinduoliai gali būti išskiriami taip, kad neįtraukiama tam tikra therapsida grupė). Tokiu būdu susiformuoja polifiletinės ar parafiletiškos grupės.
Kaip atpažinti polifiletines grupes?
- Filogenetinės medžio analizės (molekuliniai duomenys, DNR sekos) dažnai atskleidžia, kad tradicinės morfologinės grupės yra polifiletinės;
- Jeigu grupėje nėra bendrų sinapomorfijų (unikalių, bendrai paveldimų požymių), bet yra daug analogijų — tai signalas apie galimą polifiliją;
- Fosilijų tyrimai gali parodyti, kad panašūs požymiai atsirado nepriklausomai skirtingose eilėse.
Kaip taisoma polifilija?
Biologinės klasifikacijos tikslas – sugrupuoti rūšis taip, kad kiekviena grupė atspindėtų kilmę iš vieno bendro protėvio. Polifiletinę grupę galima „pataisyti“ keliais būdais:
- pašalinant iš grupės tas linijas, kurios nėra artimiausiai susijusios, ir paskirstant jas į atskirus monofilinius taksonus;
- pridedant bendrą protėvį arba pergrupuojant taksonus taip, kad grupė apimtų visus konkretaus protėvio palikuonis.
Tekniuškai tai reiškia, kad pagal kladistiką klasifikacijos tikslas turėtų būti užtikrinti, jog visos grupės būtų monofilinės. Tačiau praktikoje kartais priimamas kompromisas: kai kurie taksonomijos specialistai teigia, kad yra pagrįsta vieta grupėms, kurios yra parafiletiškos (t. y. jose yra vėliausias bendras protėvis, bet ne visi to protėvio palikuonys), pavyzdžiui, tradicinė grupė „reakšliai“ (Reptilia), kuri, neįtraukus paukščių, yra parafiletiška.
Kodėl tai svarbu?
- Monofilinės grupės geriau atspindi evoliucinę istoriją ir leidžia tiksliau interpretuoti adaptacijas bei liekanas (fossilijas);
- Teisinga filogenetinė klasifikacija pagerina komunikaciją tarp biologų, ekologų ir konservavimo specialistų;
- Molekuliniai metodai (genomų ir genų analizės) leido atrasti daug galimai polifiletinių tradicinių taksonų ir skatino peržiūrėti pavadinimus bei grupes.
Trumpa išvada
Polifilija — tai svarbus sąvokos aspektas evoliucinėje biologijoje ir taksonomijoje. Ji signalizuoja, kad grupės sudarytos pagal panašumus, o ne bendrą kilmę, ir todėl reikalauja perkategorizavimo arba peržiūros, kad klasifikacija tiksliau atspindėtų filogenetinę istoriją. Klasikinė ir molekulinė taksonomija dažnai kartojasi šių peržiūrų dėka, siekiant sukurti aiškesnę, monofilinę sistemą.
"Šiltakraujų gyvūnų" grupė yra polifiletinė.
Filogenetinių grupių palyginimas, rodantis monofiliją (sauropsidai), parafiliją (ropliai) ir polifiliją (šiltakraujai gyvūnai)
Klausimai ir atsakymai
Klausimas: Kas yra polifilija kladistikoje?
A: Polifilija - tai kladistikos terminas, apibūdinantis organizmų grupę, kurios paskutinis bendras protėvis nėra tos grupės narys.
K: Kaip gali būti išreikšta polifilija?
A: Polifiliją galima išreikšti sakant, kad ji apima grupes, kurių kai kurie nariai yra kilę iš protėvių populiacijų.
K: Ar paukščiai ir žinduoliai yra giminingi?
A: Taip, paukščiai ir žinduoliai yra giminingi, bet tik ankstyvųjų amniotų lygmeniu. Evoliucijos požiūriu tarp jų yra didžiulė praraja.
K: Kodėl tradicinėse taksonomijose žinduoliai laikomi polifilais?
A: Tradicinės taksonomijos žinduolius paverčia polifilais, nes patogumo dėlei įtraukia visus palikuonis (tarkime, gyvus žinduolius) be grupės, iš kurios jie išsivystė (tai būtų tam tikra Therapsida grupė).
Klausimas: Koks yra biologinės klasifikacijos tikslas?
A: Biologinės klasifikacijos tikslas - sugrupuoti rūšis taip, kad kiekviena grupė būtų kilusi iš vieno bendro protėvio.
Klausimas: Kaip galima "nustatyti" polifiloidinę grupę?
A: Polifiloidinę grupę galima "pataisyti" pašalinant klodus arba pridedant bendrą protėvį.
K.: Ar visi taksonomijos specialistai sutaria dėl polifiloidinių grupių pagrįstumo?
Atsakymas: Ne, ne visi taksonomijos specialistai sutaria dėl polifiloidinių grupių pagrįstumo. Nors kladistika teigia, kad klasifikacijos tikslas turėtų būti užtikrinti, kad visos grupės būtų monofilinės, kai kurie taksonomistai teigia, kad yra pagrįsta vieta parafilinėms grupėms. Jose būtų jų vėliausias bendras protėvis, bet ne visi to protėvio palikuonys.
Ieškoti