Einführung in die Phylogenie

Kurze Einführung in die Speziation

Reden wir über Speziation. Speziation ist der Prozess, durch den sich eine einzelne Linie in zwei spaltet. Dies geschieht auf verschiedene Weise (allopatrisch vs. sympatrisch vs. parapatrisch, BDM-Modell und andere). Ich werde unten einen einfachen Fall von allopatrischer Speziation betrachten, da er am einfachsten zu verstehen ist (obwohl nicht unbedingt der Prozess, der die meisten Speziationsereignisse verursacht).

Verfolgen Sie die Geschichte einer Linie durch ihre Artbildungsereignisse

Denken Sie an eine Bevölkerung zu einem bestimmten Zeitpunkt$t=0$. Nennen wir diese Art A(für AVorfahre). Stellen Sie sich vor, dass eine ökologische Veränderung eine Barriere genau in der Mitte des Verbreitungsgebiets dieser Population von A. Eine solche Barriere könnte ursprünglich durch ein Feuer, einen Fluss, der seine Richtung geändert hat, oder ein „auftauchendes Gebirge“ verursacht worden sein. Die beiden jetzt isolierten Populationen können im Laufe der Zeit zufällig voneinander abweichen. Das nennen wir Speziationsereignis. Beachten Sie, dass bei diesem Modell keine Selektion erforderlich ist, um die Speziation zu erklären. Nennen wir die beiden divergierenden Populationen Bund Cdie zur Zeit existieren$t=1$.

Stellen Sie sich nun vor, dass es Csich um ein weiteres Artbildungsereignis handelt und es in die Populationen Dund aufgeteilt wird E. Gleichzeitig hat sich die Bevölkerung Bmöglicherweise ziemlich verändert, sodass wir sie vielleicht nennen möchten F. Hier ist ein Diagramm der Situation

  F           D ----- E     t=2
  |               |
  B ------------- C         t=1
          |
          A                 t=0

Aist ein Vorfahr von B, C, D, Eund Fund existiert heute nicht mehr. Bist ein Vorfahr von F, existiert aber heute nicht mehr. Cist ein Vorfahr von beiden Dund Eexistiert heute nicht mehr. Lassen Sie noch etwas Zeit vergehen, und Sie können schließlich mit dem folgenden Baum enden

  G ----- H       K   I ----- J t=3
      |           |       |
      F           D ----- E     t=2
      |               |
      B ------------- C         t=1
              |
              A                 t=0

Zum Zeitpunkt$t=3$, nur die Arten G, H, I, Kund Jexistieren heute, die anderen sind Vorfahren der heutigen Arten. Lassen Sie uns diesen Baum noch weiter erweitern.

  L ----- M   N       O       P ----- Q      t=4
      |       |       |           |
      G ----- H       K   I ----- J          t=3
          |           |       |  
          F           D ----- E              t=2
          |               |
          B ------------- C                  t=1
                  |
                  A                          t=0

Sie werden feststellen, dass die Abstammungslinie Iirgendwann zwischenzeitlich ausgestorben ist$t=3$und$t=4$.

Teilmengen des Baums benennen

Reptilien

Ich schlage jetzt vor, einen generischen Namen für alle Linien zu geben, die in dem Baum vorhanden sind, den wir gezeichnet haben (den wir übrigens einen phylogenetischen Baum nennen). Nennen wir sie Reptilien . Also alle Arten A, B, C, D, E, F, J, I, J, K, L, M, N, O, Pund Qsind Reptilien .

Vögel und Säugetiere

Betrachten wir nun eine Teilmenge dieses Baums. Betrachten wir die Teilmenge der Arten J, Pund Qnur. Nennen wir sie Vögel . Nennen wir auch Säugetiere die Untergruppe, die sich aus den Arten G, Lund zusammensetzt M.

Eidechsen (und andere)

Nennen wir abschließend Eidechsen alle Reptilien , die weder Vögel noch Säugetiere sind (in Wirklichkeit wäre es richtiger, diese Gruppe lizard_crocodile_turtles_snake_amphibians_tuatura zu nennen ). Natürlich ist der rechte Baum viel größer! Den Lebensbaum können Sie übrigens auf OneZoom.org selbst erkunden .

Was ist ein Taxon

Übrigens wird eine Gruppe von Arten als Taxon (Plur. Taxa) bezeichnet.

Monophyletische Taxa

Es wird Ihnen vielleicht klar sein, dass es zwischen den Gruppen, die wir Säugetiere , Vögel und Reptilien nannten, etwas grundlegend anderes gibt als die Gruppe, die wir Eidechsen nannten . Tatsächlich werden Säugetiere , Vögel und Reptilien als monophyletisch bezeichnet, da sie aus einem bestimmten Vorfahren und all seinen Nachkommen bestehen. Eidechse hingegen ist nicht monophyletisch. Ein monophyletisches Taxon wird auch als Clade bezeichnet. Unten ist ein Diagramm, das darstellt, was ein monophyletisches Taxon ist. Es verwendet auch die Begriffe polyphyletisch und paraphyletisch, um verschiedene Arten von nicht-monophyletischen Taxa zu beschreiben

Begriff der Art

Vielleicht möchten Sie mehr über die Probleme hinter dem Artenkonzept in dem Beitrag Wie könnten sich Menschen mit Neandertalern gekreuzt haben, wenn wir eine andere Spezies sind? erfahren.

Konzept der taxonomischen Ränge

Was wir als Klasse, Orden oder Familie bezeichnen, ist auch etwas willkürlich. Zum Beispiel betrachten wir das monophyletische Taxon Mammalia im Allgemeinen als eine Klasse. Es gibt jedoch keinen nicht willkürlichen Grund, Mammalia statt Eutheria ( Eutheria = Plazenta-Säugetier) als Klasse zu bezeichnen.

Internetquellen

Ich nehme an, das obige hat einen großen Teil Ihrer Frage beantwortet. Sie können alles, was ich gerade geschrieben habe (und noch viel mehr), in jedem guten Einführungskurs in die Evolutionsbiologie nachlesen. Erwägen Sie zum Beispiel einen kurzen Blick auf Understanding Evolution von der UC Berkeley , wie @MattDMo in den Kommentaren vorgeschlagen hat.

Probleme in Ihrem Beitrag

Es gibt Probleme in Ihrem Beitrag, die nicht in einem einzigen Beitrag behandelt werden können (ein weiterer Grund für Sie, einen kurzen Einführungskurs in die Evolution zu absolvieren). Im Folgenden betrachte ich Ihren Beitrag Stück für Stück hauptsächlich als Hinweis auf einige Probleme

Wissenschaftler glauben

Schreckliche Aussage. Mit Glauben beziehen wir uns oft auf einen nicht gerechtfertigten Glauben, das heißt einen Glauben über die Welt, der nicht gerechtfertigt ist (in der Wissenschaft wird die Methode der Rechtfertigung „die wissenschaftliche Methode“ genannt). Die Aussage legt daher nahe, dass nicht gerechtfertigte Überzeugungen einen Platz in der Wissenschaft haben, während dies nicht der Fall ist. Wenn man die Semantik ein wenig vernachlässigt, könnte man sagen, dass Wissenschaftler „wissen“ oder sie wissen es nicht, aber sie glauben nicht ohne gute Gründe zu glauben.

dass Vögel aus Reptilien hervorgegangen sind

Das ist irreführend (und es führt Sie in die Irre), weil Sie unter „Reptilien“ an eine derzeit existierende Abstammungslinie denken. Auch der Ausdruck „entstanden aus“ klingt sehr falsch. Richtiger wäre der Ausdruck „hat sich entwickelt aus“.

Evolution stattfinden, damit der Organismus in der Umwelt überleben kann, indem er neue Charaktere entwickelt

Das ist sowohl semantisch (Frage der Kausalität bei der Redewendung so that) als auch hinsichtlich der Definition von Evolution falsch. Sie scheinen Evolution mit natürlicher Auslese zu verwechseln.

Nach natürlicher Auslese

Natürliche Auslese ist ein Prozess, keine Erklärung. Es ist wie "der Schwerkraft entsprechend". Die Semantik ist falsch, man sollte sagen "nach der Gravitationstheorie" oder "nach der Evolutionstheorie" (oder eventuell "nach der Theorie der natürlichen Auslese").

Gemäß der natürlichen Selektion werden diejenigen mit günstigen Variationen überleben und diejenigen mit ungünstigen sterben

Sie scheinen diese Aussage eher auf die Fitness auf Populationsebene anzuwenden (was hauptsächlich falsch wäre) als auf die Fitnessvarianz innerhalb einer Population.

Warum existieren die Vorfahren der Vögel (also der Reptilien) noch?

Die Vorfahren der Vögel existieren nicht mehr. Ich hoffe, das wurde aus den obigen Erläuterungen deutlich.

Warum wurden sie nicht durch natürliche Auslese eliminiert?

Dieser Satz legt nahe, dass Sie nicht wirklich verstehen, was natürliche Auslese ist, aber dies ist eine Geschichte für ein anderes Mal. Sie können mehr über die natürliche Auslese auf Understanding Evolution von UC Berkeley erfahren .

Reptilien, die sich aus Vögeln entwickeln, sind ein Beispiel für divergente Evolution. Dieser Wiki-Artikel enthält weitere Informationen. Im Wesentlichen gibt es immer noch Vögel und Reptilien, weil sie beide eine Nische füllen. Das heißt, getrennte Vögel und Reptilien haben einen gemeinsamen Vorfahren, und irgendwann ging ihre Evolution auseinander. Zu diesem Zeitpunkt hatten Birdoide, die die „Vogel“-Nische besser füllten, eine höhere Fitness, und Reptiloide, die die „Reptilien“-Nische besser füllten, hatten eine höhere Fitness, so dass sich Vögel entwickelten, um mehr wie Vögel zu sein, und Reptilien, die sich entwickelten, um Reptilien zu bleiben.