Bilgi

6.12: Homolog ve Benzer Özellikler - Biyoloji

6.12: Homolog ve Benzer Özellikler - Biyoloji


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Bilim adamları, organizmalar arasında evrimsel bağlantılar kurmalarına izin veren doğru bilgileri toplamalıdır. Örneğin, yarasaların ve kuşların kanatlarındaki kemikler homolog yapılara sahiptir (Şekil 1).

Dikkat edin, sadece tek bir kemik değil, benzer şekilde düzenlenmiş birkaç kemikten oluşan bir grup. Özellik ne kadar karmaşıksa, herhangi bir örtüşmenin ortak bir evrimsel geçmişe bağlı olması o kadar olasıdır. Farklı ülkelerden iki kişinin, hiçbir ön bilgi ya da bilgi paylaşımı olmaksızın aynı parçalara sahip ve tamamen aynı düzende bir araba icat ettiğini hayal edin. Bu sonuç çok ihtimal dışı olurdu. Bununla birlikte, eğer iki kişi bir çekici icat ederse, her ikisinin de orijinal fikre diğerinin yardımı olmadan sahip olabileceği sonucuna varmak mantıklı olacaktır. Karmaşıklık ve paylaşılan evrimsel tarih arasındaki aynı ilişki, organizmalardaki homolog yapılar için de geçerlidir.

Yanıltıcı Görünümler

Bazı organizmalar çok yakından ilişkili olabilir, ancak küçük bir genetik değişiklik onları oldukça farklı göstermek için büyük bir morfolojik farklılığa neden olabilir. Benzer şekilde, ilgisiz organizmalar uzaktan ilişkili olabilir, ancak çok benzer görünebilir. Bu genellikle, her iki organizmanın da benzer çevresel koşullar içinde gelişen ortak adaptasyonlarda olması nedeniyle olur. Benzer özellikler, yakın bir evrimsel ilişkiden dolayı değil, çevresel kısıtlamalar nedeniyle ortaya çıktığında, buna denir. analoji veya homoplazi. Örneğin böcekler, yarasalar ve kuşlar gibi uçmak için kanatları kullanır, ancak kanat yapısı ve embriyonik köken tamamen farklıdır. Bunlara analog yapılar denir (Şekil 2).

Benzer özellikler homolog veya analog olabilir. Homolog yapılar benzer bir embriyonik kökeni paylaşır; benzer organlar benzer bir işleve sahiptir. Örneğin, bir balinanın ön paletindeki kemikler, insan kolundaki kemiklerle homologdur. Bu yapılar birbirine benzemez. Bir kelebeğin kanatları ve bir kuşun kanatları benzerdir ancak homolog değildir. Bazı yapılar hem benzer hem de türdeştir: Bir kuşun kanatları ile bir yarasanın kanatları hem türdeş hem de benzerdir. Bilim adamları, incelenen organizmaların filogenisini deşifre etmek için bir özelliğin ne tür bir benzerlik gösterdiğini belirlemelidir.

Moleküler Karşılaştırmalar

DNA teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, moleküler sistematiğiDNA analizi de dahil olmak üzere moleküler düzeyde bilginin kullanımını tanımlayan , çiçek açtı. Yeni bilgisayar programları yalnızca daha önce sınıflandırılmış organizmaları doğrulamakla kalmıyor, aynı zamanda önceden yapılmış hataları da ortaya çıkarıyor. Fiziksel özelliklerde olduğu gibi, bazı durumlarda DNA dizisini bile okumak zor olabilir. Bazı durumlarda, genetik kodda bir değişime neden olan bir mutasyon meydana gelirse, çok yakından ilişkili iki organizma ilgisiz görünebilir. Bir ekleme veya silme mutasyonu, her bir nükleotit tabanını tek bir yerde hareket ettirerek, iki benzer kodun ilgisiz görünmesine neden olur.

Bazen, uzaktan ilişkili organizmalardaki iki DNA kodu parçası, aynı konumlardaki bazların yüksek bir yüzdesini rastgele paylaşarak, bu organizmaların yakın ilişkili olmadıkları halde yakın görünmelerine neden olur. Bu durumların her ikisi için de, gerçek ilişkileri tanımlamaya yardımcı olmak için bilgisayar teknolojileri geliştirilmiştir ve nihayetinde, hem morfolojik hem de moleküler bilgilerin birleştirilmiş kullanımı, filogeniyi belirlemede daha etkilidir.


6.12: Homolog ve Benzer Özellikler - Biyoloji

Bir filogenetik ağaç, evrimsel ilişkiler hakkında bir hipotez olduğundan, bu ağacı oluşturmak için ortak ataların güvenilir göstergeleri olan karakterleri kullanmak istiyoruz. Aynı karaktere sahip ortak bir atadan kalıtıldıkları için benzer olan farklı organizmalarda homolog karakterler — karakterleri kullanırız. Homolog karakterlere bir örnek, tetrapodların dört uzuvlarıdır. Kuşlar, yarasalar, fareler ve timsahların hepsinin dört uzuvları vardır. Köpekbalıkları ve kemikli balıklar yapmaz. Tetrapodların atası dört uzuv geliştirdi ve onun soyundan gelenler bu özelliği miras aldılar, yani dört uzuvun varlığı bir homolojidir.

Tüm karakterler homoloji değildir. Örneğin, kuşların ve yarasaların her ikisinin de kanatları vardır, fareler ve timsahların ise yoktur. Bu, kuşların ve yarasaların fareler ve timsahlardan çok birbirleriyle daha yakın akraba oldukları anlamına mı geliyor? Hayır. Kuş kanatları ile yarasa kanatlarını yakından incelediğimizde bazı önemli farklılıkların olduğunu görüyoruz.

Yarasa kanatları, parmak ve kol kemikleri arasına gerilmiş deri kanatçıklardan oluşur. Kuş kanatları, kol boyunca uzanan tüylerden oluşur. Bu yapısal farklılıklar, kuş kanatları ve yarasa kanatlarının kanatlı ortak bir atadan miras alınmadığını göstermektedir. Bu fikir, çok sayıda başka karaktere dayanan aşağıdaki filogeni ile gösterilmektedir.

Kuş ve yarasa kanatları benzerdir, yani ayrı evrimsel kökenleri vardır, ancak görünüşte benzerdirler, çünkü ikisi de uçuşta kilit bir rol oynamalarını şekillendiren doğal seçilimi deneyimlemiştir. Analojiler yakınsak evrimin sonucudur.

İlginçtir ki, kuş ve yarasa kanatları kanatlara benzer olsa da, ön ayaklar olarak homologdurlar. Kuşlar ve yarasalar, kanatları kanatlı ortak bir atadan miras almadılar, ancak ön ayakları ön ayakları olan ortak bir atadan miras aldılar.


6.12: Homolog ve Benzer Özellikler - Biyoloji

Farklı canlı organizma türleri genellikle benzer fiziksel özelliklere sahiptir. Bu özellikler bazen sınıflandırma için kullanılır. Evrimsel ilişkileri yansıtan sınıflandırmalar genellikle en kullanışlı olanlardır, çünkü gruptaki bir organizma hakkında bilginiz varsa, daha önce görmemiş olsanız bile diğer grup üyeleri hakkında nispeten doğru tahminlerde bulunabilirsiniz.

Örneğin, tüm kurbağalar birbiriyle ilişkilidir. Yerel kurbağalarımız hakkında bildiklerinize dayanarak, çoğu Afrika kurbağasının muhtemelen ıslak habitatlar gibi zıpladığını, böcek yediğini ve cıvıl cıvıl sesler çıkardığını tahmin edebilirsiniz.

Öte yandan, çoğunlukla yeşil olan herhangi bir hayvanı içeren 'yeşiller' adı verilen bir organizma grubunuz olsaydı ne olurdu? Çekirgeler hakkında bildiklerinize dayanarak tüm yeşil hayvanların alışkanlıklarını tahmin etmekte zorlanacaksınız. Yeşil renklenme, birçok farklı hayvan grubunda birçok kez evrimleşmiştir. Tüm yeşil hayvanların yakından ilişkili olduğunu göstermez.


Analog Yapılar Nelerdir?

Benzer yapılar, ilgisiz organizmalardaki benzer yapılardır. Bu yapılar benzerdir çünkü aynı işi yaparlar, ortak ataları paylaştıklarından değil.

Örneğin, yunusların ve köpekbalıklarının her ikisinin de, akraba olmasalar bile yüzgeçleri vardır. Her iki tür de nasıl (ve nerede) yaşadıklarından dolayı yüzgeçler geliştirmiştir.



Paylaşılan Özellikler

Organizmalar ortak atalardan evrimleşir ve sonra çeşitlenir. Bilim adamları “değişerek türeme” ifadesini kullanırlar çünkü ilgili organizmalar aynı özelliklerin ve genetik kodların birçoğuna sahip olsalar da değişiklikler meydana gelir. Bu kalıp, filogenetik yaşam ağacından geçerken tekrar tekrar tekrarlanır:

  1. Bir organizmanın genetik yapısındaki bir değişiklik, grupta yaygınlaşan yeni bir özelliğe yol açar.
  2. Birçok organizma bu noktadan iner ve bu özelliğe sahiptir.
  3. Yeni varyasyonlar ortaya çıkmaya devam ediyor: bazıları uyarlanabilir ve kalıcıdır, bu da yeni özelliklere yol açar.
  4. Yeni özelliklerle yeni bir dal noktası belirlenir (1. adıma geri dönün ve tekrarlayın).

Bir grubun atasında bir özellik bulunursa, o bir özellik olarak kabul edilir. paylaşılan ata karakteri çünkü taksondaki veya daldaki tüm organizmalar bu özelliğe sahiptir. Şekil 1'deki vertebral kolon ortak bir özelliktir. Şimdi aynı şekilde amniyotik yumurta özelliğini düşünün. Şekil 1'deki organizmaların sadece bir kısmı bu özelliğe sahiptir ve bunu yapanlara ise buna adi denir. paylaşılan türetilmiş karakter çünkü bu özellik bir noktada türetilmiştir, ancak ağaçtaki tüm ataları içermez.

Paylaşılan ata ve ortak türetilmiş karakterlerin zor yanı, bu terimlerin göreceli olmasıdır. Aynı özellik, kullanılan belirli diyagrama bağlı olarak biri veya diğeri olarak kabul edilebilir. Şekil 1'e geri dönersek, bir amniyotik yumurta, bir dal olarak amniyotlar için ortak türetilmiş bir özelliktir, çünkü amniyotların atalarından gelen diğer grupların yanı sıra amniyotların doğrudan ataları da buna sahip değildir. Bununla birlikte, kertenkele, tavşan veya insan (Şekil 1'de gösterilmiştir) gibi belirli herhangi bir amniyot grubu için ortak bir atasal özelliktir, çünkü hepsi bu özelliğe sahip bir atadan kaynaklanır. Bu terimler, bilim adamlarının filogenetik ağaçların yapımındaki dallar arasında ayrım yapmasına yardımcı olur.

Doğru İlişkileri Seçmek

Tüm mağaza öğelerini düzgün bir şekilde düzenlemekten sorumlu kişi olduğunuzu hayal edin - çok zor bir görev. Dünyadaki tüm yaşamın evrimsel ilişkilerini organize etmek çok daha zor: bilim adamları çok büyük zaman dilimlerini kapsamalı ve soyu tükenmiş organizmalardan gelen bilgilerle çalışmalıdır. Özellikle homolojilerin ve analojilerin varlığı göz önüne alındığında, uygun bağlantıları deşifre etmeye çalışmak, doğru bir yaşam ağacı oluşturma görevini olağanüstü derecede zorlaştırır. Buna, araştırmacıların kullanması ve analiz etmesi için büyük miktarlarda genetik diziler sağlayan gelişen DNA teknolojisini ekleyin. Taksonomi öznel bir disiplindir: birçok organizmanın birbiriyle birden fazla bağlantısı vardır, bu nedenle her taksonomist bağlantıların sırasına karar verecektir.

Bilim adamları, filogenileri doğru bir şekilde tanımlama görevine yardımcı olmak için genellikle maksimum cimrilik , bu, olayların en basit, en açık şekilde gerçekleştiği anlamına gelir. Örneğin, bir grup insan maksimum cimrilik ilkesine dayanarak yürüyüş yapmak için bir orman koruma alanına girerse, çoğu kişinin yeni patikalar oluşturmak yerine belirlenmiş patikalarda yürüyeceği tahmin edilebilir.

Evrimsel yolları deşifre eden bilim adamları için aynı fikir kullanılır: evrim yolu muhtemelen eldeki kanıtlarla örtüşen en az önemli olayı içerir. Bilim adamları, bir organizma grubundaki tüm homolog özelliklerden başlayarak, bu özelliklerin ortaya çıkmasına neden olan evrimsel olayların en açık ve basit sırasını ararlar.

Bu araçlar ve kavramlar, bilim adamlarının Dünya'daki yaşamın evrimsel tarihini ortaya çıkarma görevini yerine getirmek için kullandıkları stratejilerden sadece birkaçıdır. Son zamanlarda, daha yeni teknolojiler, insanların mantarlarla bitkilerle olduğundan daha yakın akraba olduğu gerçeği gibi, beklenmedik ilişkilerle şaşırtıcı keşifler ortaya çıkardı. İnanılmaz mı? DNA dizileri hakkındaki bilgiler arttıkça, bilim adamları Dünya'daki tüm yaşamın evrimsel tarihini haritalamaya daha yakın hale gelecekler.


Sanat Bağlantısı

Kertenkeleler, tavşanlar ve insanlar, amniyotik yumurtaya sahip ortak bir atadan gelir. Böylece, kertenkeleler, tavşanlar ve insanlar, hepsi Amniota kladına aittir. Vertebrata, aynı zamanda balık ve lamprey içeren daha büyük bir daldır.

Bu şekildeki hangi hayvanlar, saçlı hayvanları içeren bir klada aittir? Hangisi önce evrimleşti, saç mı yoksa amniyotik yumurta mı?

Clades, hangi dal noktasının başvurduğuna bağlı olarak boyut olarak değişebilir. Önemli olan, klad veya monofiletik gruptaki tüm organizmaların ağaçtaki tek bir noktadan kaynaklanmasıdır. Bunu hatırlayabilirsiniz çünkü monofiletik, bir anlamına gelen “mono” ve evrimsel ilişki anlamına gelen “filetik” olarak ayrılır. Şekil çeşitli klad örneklerini göstermektedir. Her bir bölümün nasıl tek bir noktadan geldiğine dikkat edin, oysa bölüm olmayan gruplar tek bir noktayı paylaşmayan dalları gösterir.


Filogenetik Ağaçlar Oluşturma

Bilim adamları filogenetik ağaçları nasıl oluşturur? Bilim adamları, homolog ve benzer özellikleri sıraladıktan sonra, genellikle homolog özellikleri aşağıdakileri kullanarak düzenlerler. kladistik. Bu sistem organizmaları kladlara ayırır: tek bir atadan gelen organizma grupları. Örneğin, Şekil 4Turuncu bölgedeki tüm organizmalar, amniyotik yumurtalara sahip tek bir atadan evrimleşmiştir. Sonuç olarak, bu organizmaların da amniyotik yumurtaları vardır ve tek bir klan veya monofiletik grup. Clades, bir dal noktasından gelen tüm torunları içermelidir.

GÖRSEL BAĞLANTI Şekil 4. Kertenkeleler, tavşanlar ve insanlar, amniyotik yumurtaya sahip ortak bir atadan gelir. Böylece, kertenkeleler, tavşanlar ve insanlar, hepsi Amniota kladına aittir. Vertebrata, aynı zamanda balık ve lamprey içeren daha büyük bir daldır.

Bu şekildeki hangi hayvanlar, saçlı hayvanları içeren bir klada aittir? Hangisi önce evrimleşti, saç mı yoksa amniyotik yumurta mı?

Paylaşılan Özellikler

Organizmalar ortak atalardan evrimleşir ve sonra çeşitlenir. Bilim adamları “değişerek türeme” ifadesini kullanırlar çünkü ilgili organizmalar aynı özelliklerin ve genetik kodların birçoğuna sahip olsalar da değişiklikler meydana gelir. Bu kalıp, filogenetik hayat ağacından geçerken tekrarlanır:

  1. Bir organizmanın genetik yapısındaki bir değişiklik, grupta yaygınlaşan yeni bir özelliğe yol açar.
  2. Birçok organizma bu noktadan iner ve bu özelliğe sahiptir.
  3. Yeni varyasyonlar ortaya çıkmaya devam ediyor: bazıları uyarlanabilir ve kalıcıdır, bu da yeni özelliklere yol açar.
  4. Yeni özelliklerle yeni bir dal noktası belirlenir (1. adıma geri dönün ve tekrarlayın).

Paylaşılan atalardan ve ortak türetilmiş özelliklerin zor yanı, bu terimlerin göreceli olmasıdır. Kullandığımız belirli şemaya bağlı olarak aynı özelliği veya diğerini düşünebiliriz. Dönen Şekil 4, amniyotik yumurtanın Amniyota kanadı için ortak bir atasal karakter olduğunu, saça sahip olmanın ise bu gruptaki bazı organizmalar için ortak türetilmiş bir karakter olduğunu unutmayın. Bu terimler, bilim adamlarının filogenetik ağaçlar inşa etmede dallar arasında ayrım yapmasına yardımcı olur.

Doğru İlişkileri Seçmek

Bilim adamları, filogenileri doğru bir şekilde tanımlamaya yönelik muazzam göreve yardımcı olmak için genellikle maksimum cimrilik, bu, olayların en basit, en açık şekilde gerçekleştiği anlamına gelir. Örneğin, bir grup insan maksimum cimrilik ilkesine dayanarak yürüyüş yapmak için bir orman koruma alanına girerse, çoğu kişinin yeni patikalar oluşturmak yerine belirlenmiş patikalarda yürüyeceği tahmin edilebilir.

Evrimsel yolları deşifre eden bilim adamları için aynı fikir kullanılır: evrim yolu muhtemelen eldeki kanıtlarla örtüşen en az önemli olayı içerir. Bilim adamları, bir organizma grubundaki tüm homolog özelliklerden başlayarak, bu özelliklerin ortaya çıkmasına neden olan evrimsel olayların en açık ve basit sırasını ararlar.


İçerik: Homolog Vs Analog Yapılar

Karşılaştırma Tablosu

Karşılaştırma için TemelHomolog Yapılarbenzer yapılar
Anlamİlgili organizmalarda veya ortak atalarda bulunan böyle benzer bir yapı, homolog yapılar olarak bilinir.İlişkisiz organizmalarda bulunan veya ortak bir ataya sahip olmayan ancak işlev bakımından benzer olan bu tür benzer yapılar, analog yapılar olarak bilinir.
Örnek Yarasanın kanatları, kuşlar, insanın kolu, köpeklerin bacağı ve balinanın yüzgeci (bunlar memelidir, ancak yapıların işlevi farklıdır). Böceklerin kanatları, yarasalar, kuşlar ve balıkların ve penguenlerin yüzgeçlerinin hepsi benzer yapılardır.
AnatomiBenzer anatomiyi göster.Farklı anatomiyi göster.
Fonksiyonlarİşlevlerinde farklıdırlar.İşlevlerinde benzerlik gösterirler.
gelişirBu tür yapılar ilgili bir türde gelişir.Bu tür yapılar ilgisiz türlerde gelişir.
Diğer özelliklerHomolog yapı atalardan miras alınır.Benzer yapı atalarından miras alınmaz.
Homolog yapı, farklı evrimden ortaya çıkar.Benzer yapı, yakınsak evrimden doğar.
Farklı çevreye uyum nedeniyle geliştirilen homolog yapı.Benzer bir ortama uyum sağlamak için geliştirilen benzer yapı.

Homolog Yapıların Tanımı

Anatomik yapıyı anlamak için temel terimlerden biri, homoloji, ortak atalardan kaynaklanan veya yakın bir ilişkiye sahip olan bu tür yapılarla ilgilenir, ancak yapı işlevleri bakımından farklılık gösterir. Bu organizmaların farklı evrimden geçtiği söylenir.

Yakından ilişkili türler evrimleştiğinde, işlev ve yapı bakımından daha az benzer hale geldiğinde, buna denir. farklı türler. Bu tür türler, doğal seçilim sürecinin bir parçası olarak belirli bir çevreye uyum sağladığında ortaya çıkar. Bunun nedeni, yeni yerlere göç, diğer türlerle rekabet veya mutasyonlar, varyasyonlar vb. gibi diğer mikroevrimsel değişiklikler olabilir.

NS tipik örnek köpeklerin, kedilerin ve insanların kuyruk kemiğidir. Zamanla olduğu gibi, insanın kuyruk kemiği veya kuyruk kemiği körelmiş organlara dönüştü, ancak köpek ve kedi gibi hayvanların hala sağlam bir kuyruğu var.

Meşe ağacının yaprakları ve kaktüsün dikenleri gibi bitkiler bile birbirine benzemez ama aynı zamanda homolojiyi de temsil ederler. Meşe ağacının yaprağı fotosentez sürecinde çalıştığı için kaktüsün dikenleri hem bitkilerin su kaybını önler hem de fotosentezde önemli rol oynar.

Analog Yapıların Tanımı

Benzer yapılar veya analoji iki organizmanın ortak ataları olmadığını ancak anatomik yapılarının da aynı işlevleri yerine getirdiğini ve hatta benzer göründüğünü söyleyen terimdir. Daha önce de belirtildiği gibi, bu tür organizmaların hayat ağacı üzerinde hiçbir bağlantısı yoktur, ancak çok az sayıda vücut yapısı aynı görünür ve aynı işi yapar. Bunlar yakınsak evrimin ürünleridir.

yakınsak evrim birbiriyle alakasız iki türün çevreye uyum sağlamak için nasıl değiştiğini ve duruma göre nasıl çoğaldığını açıklayan terimdir. Genel olarak, bu türler, dünyanın çeşitli yerlerinde aynı adaptasyonları destekleyen çok farklı ortamların bir parçasıdır. Bu nedenle, bu türlerin o ortamdaki değişikliklere göre hayatta kalmalarını desteklemek.

Benzer yapının tipik bir örneği kuşların, uçan böceklerin ve yarasaların kanatlarıdır. Bu organizmalar kanatlar gibi ortak bir yapıya sahiptir ve uçmak için kullanılır, ancak yarasalar memeliler olduğundan, onları böceklerden ve kuşlardan ayıran ortak ataları yoktur.

Aslında, kuşların dinozorların yakın akrabası olduğu söylenir, ancak üçü de çevrelerinin nişlerine uyum sağlamışlardır ve bu nedenle böyle gelişen kanatlar geliştirmişlerdir. Her ne kadar bu, yakın evrimsel ilişkinin gösterisi ve türü değildir.


Yanıltıcı Görünümler

Bazı organizmalar çok yakından ilişkili olabilir, ancak küçük bir genetik değişiklik onları oldukça farklı göstermek için büyük bir morfolojik farklılığa neden olabilir. Örneğin, kafatasları [Şekil 2]'de gösterilen şempanzeler ve insanlar, genlerinin yüzde 99'unu paylaşarak genetik olarak çok benzerdir. Bununla birlikte, şempanzeler ve insanlar, yetişkinlerde çenenin dışarı çıkma derecesi ve kol ve bacaklarımızın göreceli uzunlukları da dahil olmak üzere önemli anatomik farklılıklar gösterir.

Şekil 2: (a) Şempanze çenesi, (b) insan çenesinden çok daha fazla çıkıntı yapar. (kredi a: işin “Pastorius”/Wikimedia Commons tarafından değiştirilmesi)

Bununla birlikte, ilişkisiz organizmalar uzaktan akraba olabilir, ancak genellikle benzer çevresel koşullara ortak adaptasyonların her ikisinde de evrimleşmesi nedeniyle birbirine çok benzer görünebilir. Bir örnek, memeliler olan balıklar ve balinalardaki aerodinamik vücut şekilleri, yüzgeçlerin ve uzantıların şekilleri ve kuyrukların şeklidir. Bu yapılar, aynı ortamda, yani suda hareket etmeye ve manevra yapmaya adaptasyon oldukları için yüzeysel benzerlik taşırlar. Benzer bir özellik, yakın bir evrimsel ilişki nedeniyle değil, uyarlamalı yakınsaklık (yakınsak evrim) ile ortaya çıktığında, buna analog yapı denir. Başka bir örnekte, böcekler, yarasalar ve kuşlar gibi uçmak için kanat kullanırlar. Aynı işlevi yaptıkları ve görünüşte benzer bir forma sahip oldukları için her ikisine de kanat diyoruz, ancak iki kanadın embriyonik kökeni tamamen farklıdır. Her durumda kanatların gelişimindeki veya embriyogenezindeki farklılık, böceklerin, yarasaların veya kuşların kanatlı ortak bir ataya sahip olmadıklarının bir işaretidir. [Şekil 3]'te gösterilen kanat yapıları, iki soyda bağımsız olarak evrimleşmiştir.

Benzer özellikler homolog veya analog olabilir. Homolog özellikler, bu özelliğin gelişmesine yol açan evrimsel bir yolu paylaşır ve benzer özellikler paylaşmaz. Bilim adamları, incelenen organizmaların filogenisini deşifre etmek için bir özelliğin ne tür bir benzerlik gösterdiğini belirlemelidir.

Şekil 3: Bal arısının kanadı, kuş kanadı ve yarasa kanadına benzer şekildedir ve aynı işlevi görür (uçuş). Kuş ve yarasa kanatları homolog yapılardır. Bununla birlikte, bal arısı kanadı farklı bir yapıya (kemikli bir iç iskeletten değil, şık bir dış iskeletten yapılmıştır) ve embriyonik kökene sahiptir. Arı ve kuş ya da yarasa kanadı türleri, bir analojiyi gösterir - evrimsel bir geçmişi paylaşmayan benzer yapılar. (bir fotoğrafa atıfta bulunun: çalışmanın U.S. BLM kredisi tarafından değiştirilmesi b: çalışmanın Steve Hillebrand tarafından değiştirilmesi, USFWS kredisi c: çalışmanın Jon Sullivan tarafından değiştirilmesi)

Bu web sitesinde, organizmaların filogenetik ilişkilerini anlamada görünüşlerin nasıl yanıltıcı olabileceğini gösteren birkaç örnek bulunmaktadır.


Biyoloji 171

Bu bölümün sonunda aşağıdakileri yapabileceksiniz:

  • Homolog ve analog özellikleri karşılaştırın
  • Kladistiğin amacını tartışın
  • Maksimum tutumluluğu tanımlayın

Bilim adamları, organizmalar arasında evrimsel bağlantılar kurmalarına izin veren doğru bilgileri toplamalıdır. Dedektiflik çalışmasına benzer şekilde, bilim adamları gerçekleri ortaya çıkarmak için kanıt kullanmalıdır. Filogeni durumunda, evrimsel araştırmalar iki tür kanıta odaklanır: morfolojik (biçim ve işlev) ve genetik.

Benzerlikler İçin İki Seçenek

Genel olarak, benzer fiziksel özellikleri ve genomları paylaşan organizmalar, olmayanlardan daha yakından ilişkilidir. Hem morfolojik (form olarak) hem de genetik olarak örtüşen bu tür özelliklere homolog yapılar olarak atıfta bulunuyoruz. Evrime dayalı gelişimsel benzerliklerden kaynaklanırlar. Örneğin yarasa ve kuş kanatlarındaki kemikler homolog yapılara sahiptir ((Şekil)).


Dikkat edin, sadece tek bir kemik değil, benzer şekilde düzenlenmiş birkaç kemikten oluşan bir grup. Özellik ne kadar karmaşıksa, herhangi bir örtüşmenin ortak bir evrimsel geçmişe bağlı olması o kadar olasıdır. Farklı ülkelerden iki kişinin, hiçbir ön bilgi ya da bilgi paylaşımı olmaksızın aynı parçalara sahip ve tamamen aynı düzende bir araba icat ettiğini hayal edin. Bu sonuç son derece olasılık dışı olurdu. Bununla birlikte, eğer iki kişi bir çekici icat ederse, makul bir şekilde, her ikisinin de orijinal fikre diğerinin yardımı olmadan sahip olabileceği sonucuna varabiliriz. Karmaşıklık ve paylaşılan evrimsel tarih arasındaki aynı ilişki, organizmalardaki homolog yapılar için de geçerlidir.

Yanıltıcı Görünümler

Bazı organizmalar çok yakından ilişkili olabilir, ancak küçük bir genetik değişiklik onları oldukça farklı göstermek için büyük bir morfolojik farklılığa neden olabilir. Benzer şekilde, ilgisiz organizmalar uzaktan ilişkili olabilir, ancak çok benzer görünebilir. Bu genellikle, her iki organizmanın da benzer çevresel koşullar içinde gelişen ortak adaptasyonlarda olması nedeniyle olur. Benzer özellikler, yakın bir evrimsel ilişki nedeniyle değil, çevresel kısıtlamalar nedeniyle ortaya çıktığında, bu bir analoji veya homoplazidir. Örneğin böcekler, yarasalar ve kuşlar gibi uçmak için kanat kullanırlar, ancak kanat yapısı ve embriyonik köken tamamen farklıdır. Bunlar benzer yapılardır ((Şekil)).

Benzer özellikler homolog veya analog olabilir. Homolog yapılar benzer bir embriyonik kökeni paylaşır. Analog organların benzer bir işlevi vardır. Örneğin, bir balinanın ön yüzgecindeki kemikler, insan kolundaki kemiklerle homologdur. Bu yapılar birbirine benzemez. Bir kelebeğin veya kuşun kanatları benzerdir ancak homolog değildir. Bazı yapılar hem benzer hem de türdeştir: kuş ve yarasa kanatları hem türdeş hem de benzerdir. Bilim adamları, organizmaların filogenisini deşifre etmek için bir özelliğin ne tür bir benzerlik gösterdiğini belirlemelidir.


Bu web sitesinde, organizmaların filogenetik ilişkilerini anlamada görünüşlerin nasıl yanıltıcı olabileceğini gösteren birkaç örnek bulunmaktadır.

Moleküler Karşılaştırmalar

DNA teknolojisinin ilerlemesi, moleküler verilerin taksonomide ve biyolojik coğrafyada (biyocoğrafya) kullanılması olan moleküler sistematiklere yol açmıştır. Yeni bilgisayar programları yalnızca daha önce sınıflandırılmış organizmaları doğrulamakla kalmıyor, aynı zamanda önceden yapılmış hataları da ortaya çıkarıyor. Fiziksel özelliklerde olduğu gibi, bazı durumlarda DNA dizisini bile okumak zor olabilir. Bazı durumlarda, genetik kodda bir değişime neden olan bir mutasyon meydana gelirse, çok yakından ilişkili iki organizma ilgisiz görünebilir. Bir mutasyonun eklenmesi veya silinmesi, her bir nükleotid tabanını tek bir yere taşıyacak ve iki benzer kodun ilgisiz görünmesine neden olacaktır.

Bazen, uzaktan ilişkili organizmalardaki iki DNA kodu parçası, aynı konumlardaki bazların yüksek bir yüzdesini rastgele paylaşarak, bu organizmaların yakın ilişkili olmadıkları halde yakın görünmelerine neden olur. Bu durumların her ikisi için de bilgisayar teknolojileri gerçek ilişkilerin belirlenmesine yardımcı olur ve nihayetinde hem morfolojik hem de moleküler bilginin birlikte kullanılması, filogeniyi belirlemede daha etkilidir.

Filogeni Neden Önemlidir? Evrimsel biyologlar, filogeniyi anlamanın insan toplumundaki günlük yaşam için önemli olmasının birçok nedenini sıralayabilirler. Botanikçiler için filogeni, insanlara fayda sağlamak için kullanılabilecek yeni bitkileri keşfetmede bir rehber görevi görür. İnsanların bitkileri kullanma biçimlerini bir düşünün; yiyecek, ilaç ve giyim bunlara birkaç örnektir. Bir bitki kanseri tedavi etmede etkili bir bileşik içeriyorsa, bilim adamları diğer yararlı ilaçlar için tüm bileşikleri incelemek isteyebilirler.

Çin'deki bir araştırma ekibi, Fabaceae (baklagil ailesi) familyasındaki bazı şifalı bitkiler için ortak olduğunu düşündükleri bir DNA segmenti belirledi. Hangi türlerin bu segmente sahip olduğunu belirlemeye çalıştılar ((Şekil)). Ekip, bu ailedeki bitki türlerini test ettikten sonra, mevcut bir DNA işaretçisi (bir kromozom üzerinde, türleri tanımlamalarını sağlayan bilinen bir konum) buldu. Daha sonra ekip, filogenetik ilişkileri ortaya çıkarmak için DNA'yı kullanarak, yeni keşfedilen bir bitkinin bu ailede olup olmadığını belirleyebilir ve potansiyel tıbbi özelliklerini değerlendirebilir.


Filogenetik Ağaçlar Oluşturma

Bilim adamları filogenetik ağaçları nasıl oluşturur? Bilim adamları, homolog ve benzer özellikleri sıraladıktan sonra, genellikle kladistik kullanarak homolog özellikleri düzenler. Bu sistem organizmaları kladlara ayırır: tek bir atadan gelen organizma grupları. Örneğin, (Şekil)'de turuncu bölgedeki tüm organizmalar, amniyotik yumurtalara sahip tek bir atadan evrimleşmiştir. Sonuç olarak, bu organizmaların ayrıca amniyotik yumurtaları vardır ve tek bir klan veya monofiletik bir grup oluştururlar. Clades, bir dal noktasından gelen tüm torunları içermelidir.


Bu şekildeki hangi hayvanlar, saçlı hayvanları içeren bir klada aittir? Hangisi önce evrimleşti, saç mı yoksa amniyotik yumurta mı?

Clades, hangi dal noktasının başvurduğuna bağlı olarak boyut olarak değişebilir. Önemli olan, klad veya monofiletik gruptaki tüm organizmaların ağaçtaki tek bir noktadan kaynaklanmasıdır. Bunu hatırlayabilirsiniz çünkü monofiletik, bir anlamına gelen “mono” ve evrimsel ilişki anlamına gelen “filetik” olarak ayrılır. (Şekil) çeşitli klad örneklerini göstermektedir. Her bir bölümün nasıl tek bir noktadan geldiğine dikkat edin, oysa bölümsüz gruplar tek bir noktayı paylaşmayan dalları gösterir.


Bu diyagramdaki en büyük klad nedir?

Paylaşılan Özellikler

Organizmalar ortak atalardan evrimleşir ve sonra çeşitlenir. Bilim adamları “değişerek türeme” ifadesini kullanırlar çünkü ilgili organizmalar aynı özelliklerin ve genetik kodların birçoğuna sahip olsalar da değişiklikler meydana gelir. Bu kalıp, filogenetik hayat ağacından geçerken tekrarlanır:

  1. Bir organizmanın genetik yapısındaki bir değişiklik, grupta yaygınlaşan yeni bir özelliğe yol açar.
  2. Birçok organizma bu noktadan iner ve bu özelliğe sahiptir.
  3. Yeni varyasyonlar ortaya çıkmaya devam ediyor: bazıları uyarlanabilir ve kalıcıdır, bu da yeni özelliklere yol açar.
  4. Yeni özelliklerle yeni bir dal noktası belirlenir (1. adıma geri dönün ve tekrarlayın).

Bir grubun atasında bir özellik bulunursa, takson veya daldaki tüm organizmalar bu özelliğe sahip olduğundan, paylaşılan bir ata karakteri olarak kabul edilir. (Şekil)'deki omurgalı, ortak bir ata karakteridir. Şimdi aynı şekilde amniyotik yumurta özelliğini düşünün. (Şekil)'deki organizmaların sadece bir kısmı bu özelliğe sahiptir ve sahip olanlara ortak türetilmiş karakter denir, çünkü bu özellik bir noktada türetilmiştir, ancak ağaçtaki tüm ataları içermez.

Paylaşılan atalara ve ortak türetilmiş karakterlerin zor yanı, bu terimlerin göreceli olmasıdır. Kullandığımız belirli şemaya bağlı olarak aynı özelliği veya diğerini düşünebiliriz. (Şekil)'e dönersek, amniyotik yumurtanın Amniyota kanadı için ortak bir atasal karakter olduğunu, buna karşın saça sahip olmanın bu gruptaki bazı organizmalar için ortak türetilmiş bir karakter olduğuna dikkat edin. Bu terimler, bilim adamlarının filogenetik ağaçlar inşa etmede dallar arasında ayrım yapmasına yardımcı olur.

Doğru İlişkileri Seçmek

Tüm mağaza öğelerini düzgün bir şekilde düzenlemekten sorumlu kişi olduğunuzu hayal edin - bunaltıcı bir görev. Dünyadaki tüm yaşamın evrimsel ilişkilerini organize etmek çok daha zor: bilim adamları muazzam zaman dilimlerini yaymalı ve soyu tükenmiş organizmalardan gelen bilgilerle çalışmalıdır. Özellikle homolojilerin ve analojilerin varlığı göz önüne alındığında, uygun bağlantıları deşifre etmeye çalışmak, doğru bir yaşam ağacı oluşturma görevini olağanüstü derecede zorlaştırır. Buna, araştırmacıların kullanması ve analiz etmesi için büyük miktarlarda genetik diziler sağlayan gelişen DNA teknolojisini ekleyin. Taksonomi öznel bir disiplindir: birçok organizmanın birbiriyle birden fazla bağlantısı vardır, bu nedenle her taksonomist bağlantıların sırasına karar verecektir.

Bilim adamları, soyoluşları doğru bir şekilde tanımlama görevine yardımcı olmak için, olayların en basit, en açık şekilde meydana geldiği anlamına gelen maksimum cimrilik kavramını sıklıkla kullanırlar. Örneğin, bir grup insan maksimum cimrilik ilkesine dayanarak yürüyüş yapmak için bir orman koruma alanına girerse, çoğu kişinin yeni patikalar oluşturmak yerine belirlenmiş patikalarda yürüyeceği tahmin edilebilir.

Evrimsel yolları deşifre eden bilim adamları için aynı fikir kullanılır: evrim yolu muhtemelen eldeki kanıtlarla örtüşen en az önemli olayı içerir. Starting with all of the homologous traits in a group of organisms, scientists look for the most obvious and simple order of evolutionary events that led to the occurrence of those traits.

Head to this website to learn how researchers use maximum parsimony to create phylogenetic trees.

These tools and concepts are only a few strategies scientists use to tackle the task of revealing the evolutionary history of life on Earth. Recently, newer technologies have uncovered surprising discoveries with unexpected relationships, such as the fact that people seem to be more closely related to fungi than fungi are to plants. Sound unbelievable? As the information about DNA sequences grows, scientists will become closer to mapping the evolutionary history of all life on Earth.

Bölüm Özeti

To build phylogenetic trees, scientists must collect accurate information that allows them to make evolutionary connections between organisms. Using morphologic and molecular data, scientists work to identify homologous characteristics and genes. Similarities between organisms can stem either from shared evolutionary history (homologies) or from separate evolutionary paths (analogies). Scientists can use newer technologies to help distinguish homologies from analogies. After identifying homologous information, scientists use cladistics to organize these events as a means to determine an evolutionary timeline. They then apply the concept of maximum parsimony, which states that the order of events probably occurred in the most obvious and simple way with the least amount of steps. For evolutionary events, this would be the path with the least number of major divergences that correlate with the evidence.

Sanat Bağlantıları

(Figure) Which animals in this figure belong to a clade that includes animals with hair? Which evolved first, hair or the amniotic egg?

(Figure) Rabbits and humans belong in the clade that includes animals with hair. The amniotic egg evolved before hair because the Amniota clade is larger than the clade that encompasses animals with hair.

(Figure) What is the largest clade in this diagram?

(Figure) The largest clade encompasses the entire tree.

Ücretsiz yanıt

Dolphins and fish have similar body shapes. Is this feature more likely a homologous or analogous trait?

Dolphins are mammals and fish are not, which means that their evolutionary paths (phylogenies) are quite separate. Dolphins probably adapted to have a similar body plan after returning to an aquatic lifestyle, and, therefore, this trait is probably analogous.

Why is it so important for scientists to distinguish between homologous and analogous characteristics before building phylogenetic trees?

Phylogenetic trees are based on evolutionary connections. If an analogous similarity were used on a tree, this would be erroneous and, furthermore, would cause the subsequent branches to be inaccurate.

Describe maximum parsimony.

Maximum parsimony hypothesizes that events occurred in the simplest, most obvious way, and the pathway of evolution probably includes the fewest major events that coincide with the evidence at hand.

Sözlük


Videoyu izle: 10. Sınıf Biyoloji - Hücre Bölünmesinin Nedeni -1. 2022 (Temmuz 2022).


Yorumlar:

  1. Voodoolkree

    Bu konuda birçok makalesi olan bir siteyi ziyaret etmenizi öneririm.

  2. Ceaster

    Hatalısınız. Tartışacağız. Bana PM'de yaz.

  3. Gardazilkree

    Katılıyorum, bu dikkate değer bilgiler



Bir mesaj yaz