12.1: Kuandaa Maisha Duniani

Maisha yote duniani yalibadilika kutoka kwa babu wa kawaida. Wanabiolojia ramani jinsi viumbe vinahusiana na kujenga miti ya phylogenetic. Kwa maneno mengine, “mti wa uzima” inaweza kuwa yalijengwa kuonyesha wakati viumbe tofauti tolewa na kuonyesha uhusiano kati ya viumbe mbalimbali, kama inavyoonekana katika Kielelezo\(\PageIndex{1}\). Kumbuka kwamba kutoka hatua moja, nyanja tatu za Archaea, Bakteria, na Eukarya zinatofautiana na kisha tawi mara kwa mara. Tawi dogo ambalo mimea na wanyama (ikiwa ni pamoja na binadamu) huchukua katika mchoro huu linaonyesha jinsi hivi karibuni vikundi hivi vilikuwa na asili yao ikilinganishwa na vikundi vingine.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Katika mageuzi ya maisha duniani, nyanja tatu za maisha-Archaea, Bakteria, na Eukarya-tawi kutoka hatua moja. (mikopo: mabadiliko ya kazi na Eric Gaba)

mti phylogenetic katika Kielelezo\(\PageIndex{1}\) unaeleza njia ya historia ya mabadiliko. Njia inaweza kufuatiliwa kutoka asili ya maisha kwa aina yoyote ya mtu binafsi kwa kusafiri kupitia matawi ya mageuzi kati ya pointi mbili. Pia, kwa kuanzia na aina moja na kufuatilia nyuma kwa hatua yoyote ya tawi, viumbe vinavyohusiana nayo kwa digrii mbalimbali za ukaribu vinaweza kutambuliwa.

Phylogeny ni historia ya mageuko na mahusiano kati ya spishi au kundi la spishi. Utafiti wa viumbe kwa kusudi la kupata mahusiano yao huitwa systematics.

Taaluma nyingi ndani ya utafiti wa biolojia huchangia kuelewa jinsi maisha ya zamani na ya sasa yalivyobadilika baada ya muda, na kwa pamoja huchangia kujenga, uppdatering, na kudumisha “mti wa uzima.” Taarifa zilizokusanywa zinaweza kujumuisha data zilizokusanywa kutoka kwa fossils, kutoka kusoma morpholojia, kutoka kwa muundo wa sehemu za mwili, au kutoka kwa muundo wa Masi, kama vile mlolongo wa amino asidi katika protini au nucleotidi za DNA. Kwa kuzingatia miti yanayotokana na seti tofauti za data wanasayansi wanaweza kuweka pamoja phylogeny ya aina.

Wanasayansi wanaendelea kugundua spishi mpya za maisha duniani pamoja na habari mpya za tabia, hivyo miti inabadilika kadiri data mpya inavyofika.

Ngazi za Uainishaji

Taksonomia (ambayo kwa kweli inamaanisha “sheria ya utaratibu”) ni sayansi ya kumtaja na kukusanya spishi ili kujenga mfumo wa uainishaji wa pamoja kimataifa. Mfumo wa uainishaji wa taxonomiki (pia huitwa mfumo wa Linnaean baada ya mvumbuzi wake, Carl Linnaeus, mwanasayansi wa Kiswidi) hutumia mfano wa kihierarkia. Mfumo wa kihierarkia una ngazi na kila kikundi katika ngazi moja hujumuisha vikundi katika ngazi ya chini kabisa, ili katika ngazi ya chini kabisa kila mwanachama ni wa mfululizo wa makundi yaliyojaa. Mfano ni mfululizo wa vichwa vya directories kwenye gari kuu la disk la kompyuta. Kwa mfano, katika kikundi cha umoja zaidi, wanasayansi hugawanya viumbe katika nyanja tatu: Bakteria, Archaea, na Eukarya. Ndani ya kila kikoa ni ngazi ya pili inayoitwa ufalme. Kila kikoa kina falme kadhaa. Ndani ya falme, makundi yafuatayo ya kuongeza maalum ni: phylum, darasa, utaratibu, familia, jenasi, na spishi.

Kwa mfano, viwango vya uainishaji kwa mbwa wa ndani vinaonyeshwa kwenye Kielelezo\(\PageIndex{2}\). Kundi katika kila ngazi linaitwa taxon (wingi: taxa). Kwa maneno mengine, kwa mbwa, Carnivora ni taxon katika ngazi ya utaratibu, Canidae ni taxon katika ngazi ya familia, na kadhalika. Viumbe pia vina jina la kawaida ambalo watu hutumia kawaida, kama mbwa wa ndani, au mbwa mwitu. Kila jina taxon ni mtaji isipokuwa kwa spishi, na majina ya jenasi na spishi ni italicized. Wanasayansi wanataja kiumbe kwa jenasi na spishi zake majina pamoja, kwa kawaida huitwa jina la kisayansi, au jina la Kilatini. Mfumo huu wa majina mawili huitwa jina la jina la binomial. Jina la kisayansi la mbwa mwitu ni kwa hiyo Canis lupus. Utafiti wa hivi karibuni wa DNA ya mbwa mwitu wa ndani na mbwa mwitu zinaonyesha kuwa mbwa wa ndani ni aina ndogo za mbwa mwitu, sio aina zake, hivyo hupewa jina la ziada ili kuonyesha hali yake ndogo, Canis lupus familiaris.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\) pia inaonyesha jinsi ngazi taxonomic hoja kuelekea maalum. Angalia jinsi ndani ya uwanja sisi kupata mbwa makundi na tofauti widest ya viumbe. Hizi ni pamoja na mimea na viumbe vingine visivyoonyeshwa, kama vile fungi na protists. Katika kila sublevel, viumbe vinafanana zaidi kwa sababu vina uhusiano wa karibu zaidi. ^{Kabla ya nadharia ya Darwin ya mageuzi ilianzishwa, naturalisti wakati mwingine waliweka viumbe wakitumia kufanana kiholela, lakini tangu nadharia ya mageuzi ilipendekezwa katika karne ya 19, wanabiolojia wanafanya kazi ya kufanya mfumo wa uainishaji kutafakari mahusiano ya mageuko.} Hii ina maana kwamba wanachama wote wa taxon wanapaswa kuwa na babu wa kawaida na kuwa karibu zaidi kuhusiana na kila mmoja kuliko wanachama wa taxa nyingine.

Uchambuzi wa hivi karibuni wa maumbile na maendeleo mengine umegundua kwamba baadhi ya uainishaji wa awali wa taxonomic hauonyeshe mahusiano halisi ya mabadiliko, na kwa hiyo, mabadiliko na sasisho lazima zifanywe kama uvumbuzi mpya unafanyika. Mfano mmoja wa ajabu na wa hivi karibuni ulikuwa kuvunja mbali ya spishi za prokaryotiki, ambazo hadi miaka ya 1970 zote ziliainishwa kama bakteria. Mgawanyiko wao katika Archaea na Bakteria ulikuja baada ya kutambua kwamba tofauti zao kubwa za maumbile zilipaswa kujitenga kwao katika matawi mawili ya msingi ya maisha.

UHUSIANO WA S

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Katika kila sublevel katika mfumo wa uainishaji wa taxonomic, viumbe vinakuwa sawa zaidi. Mbwa na mbwa mwitu ni spishi moja kwa sababu wanaweza kuzaliana na kuzalisha watoto wenye faida, lakini ni tofauti ya kutosha kuainishwa kama spishi ndogo tofauti. (mikopo “kupanda”: mabadiliko ya kazi na “berduchwal” /Flickr; mikopo “wadudu”: mabadiliko ya kazi na Jon Sullivan; mikopo “samaki”: mabadiliko ya kazi na Christian Mehlführer; mikopo “sungura”: mabadiliko ya kazi na Aidan Wojtas; mikopo “paka”: mabadiliko ya kazi na Jonathan Lidbeck; mikopo “mbweha”: mabadiliko ya kazi na Kevin Bacher, NPS; mikopo “jackal”: mabadiliko ya kazi na Thomas A. Hermann, NBII, USGS; mikopo “mbwa mwitu” mabadiliko ya kazi na Robert Dewar; mikopo “mbwa”: mabadiliko ya kazi na “digital_image_fan” /Flickr)

Katika ngazi gani paka na mbwa zinachukuliwa kuwa sehemu ya kundi moja?

DHANA KATIKA HATUA

Tembelea tovuti hii ili ujifunze zaidi kuhusu taksonomia.

Uainishaji na Phylogeny

Wanasayansi hutumia chombo kinachoitwa mti wa phylogenetic kuonyesha njia za mabadiliko na mahusiano kati ya viumbe. Mti wa phylogenetic ni mchoro unaotumiwa kutafakari mahusiano ya mabadiliko kati ya viumbe au vikundi vya viumbe. Uainishaji wa hierarchical wa makundi yaliyojaa ndani ya makundi zaidi ya umoja unaonekana katika michoro. Wanasayansi wanaona miti ya phylogenetic kuwa nadharia tete ya zamani ya mabadiliko kwa sababu mtu hawezi kurudi nyuma kupitia wakati kuthibitisha mahusiano yaliyopendekezwa.

Tofauti na uainishaji wa taxonomic, mti wa phylogenetic unaweza kusoma kama ramani ya historia ya mabadiliko, kama inavyoonekana kwenye Kielelezo\(\PageIndex{3}\). Tabia zilizoshirikiwa hutumiwa kujenga miti ya phylogenetic. Hatua ambapo mgawanyiko hutokea kwenye mti, unaoitwa hatua ya tawi, inawakilisha ambapo mstari mmoja umebadilika kuwa mpya tofauti. Miti mingi ya phylogenetic ina hatua moja ya tawi kwenye msingi inayowakilisha babu wa kawaida wa matawi yote katika mti. Wanasayansi huita miti hiyo mizizi, ambayo ina maana kuna taxon moja ya mababu chini ya mti wa phylogenetic ambayo viumbe vyote vinavyowakilishwa katika mchoro hutoka. Wakati lineages mbili zinatokana na hatua moja ya tawi, huitwa taxa dada, kwa mfano spishi mbili za orangutani. Hatua ya tawi yenye makundi zaidi ya mawili inaonyesha hali ambayo wanasayansi hawajaamua mahusiano. Mfano unaonyeshwa na matawi matatu yanayoongoza kwenye sehemu ndogo za gorilla; mahusiano yao halisi hayajaeleweka. Ni muhimu kutambua kwamba dada taxa kushiriki babu, ambayo haina maana kwamba taxon moja ilibadilika kutoka nyingine. Hatua ya tawi, au kupasuliwa, inawakilisha babu wa kawaida aliyekuwepo katika siku za nyuma, lakini hiyo haipo tena. Binadamu hawakugeuka kutoka sokwe (wala sokwe hawakugeuka kutoka kwa wanadamu) ingawa ni jamaa zetu wa karibu zaidi wanaoishi. Wote wanadamu na sokwe walibadilika kutoka kwa babu wa kawaida aliyeishi, wanasayansi wanaamini, miaka milioni sita iliyopita na walionekana tofauti na sokwe wote wa kisasa na binadamu wa kisasa.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Mti wa phylogenetic umeziba na unaonyesha jinsi viumbe tofauti, katika kesi hii aina na aina ndogo za nyani hai, zilibadilishwa kutoka kwa babu wa kawaida.

Vipengele vya tawi na matawi katika muundo wa mti wa phylogenetic pia huashiria mabadiliko ya mabadiliko. Wakati mwingine mabadiliko makubwa ya tabia yanatambuliwa kwenye tawi au tawi la tawi. Kwa mfano, katika Kielelezo\(\PageIndex{4}\), hatua ya tawi ambayo inatoa kupanda kwa asili ya mamalia na reptile kutoka kwa kizazi cha chura inaonyesha asili ya tabia ya yai ya amniotic. Pia hatua ya tawi inayozalisha viumbe na miguu inaonyeshwa kwa babu wa kawaida wa mamalia, reptilia, amfibia, na samaki wenye taya.

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Mti huu wa phylogenetic umeziba na viumbe ambavyo havikuwa na safu ya vertebral. Katika kila tawi la tawi, viumbe na wahusika tofauti huwekwa katika vikundi tofauti.

Upungufu wa Miti ya Phylogenetic

Ni rahisi kudhani kwamba viumbe vinavyohusiana zaidi vinaonekana sawa, na wakati hii ni mara nyingi kesi, sio kweli kila wakati. Kama mbili lineages karibu kuhusiana tolewa chini ya mazingira kwa kiasi kikubwa tofauti au baada ya mageuzi ya kukabiliana na hali kubwa mpya, wanaweza kuangalia tofauti kabisa na kila mmoja, hata zaidi kuliko makundi mengine ambayo si kama karibu kuhusiana. Kwa mfano, mti wa phylogenetic katika Kielelezo\(\PageIndex{4}\) unaonyesha kwamba mijusi na sungura wote wana mayai ya amniotic, wakati salamanders (ndani ya kizazi cha chura) hawana; lakini juu ya uso, mijusi na salamanders huonekana sawa zaidi kuliko mijusi na sungura.

Kipengele kingine cha miti ya phylogenetic ni kwamba, isipokuwa kama ilivyoonyeshwa vinginevyo, matawi hayaonyeshi urefu wa muda, yanaonyesha tu utaratibu wakati wa matukio ya mageuzi. Kwa maneno mengine, tawi la muda mrefu haimaanishi muda zaidi kupita, wala tawi fupi linamaanisha muda mdogo kupita - isipokuwa maalum kwenye mchoro. Kwa mfano, katika Kielelezo\(\PageIndex{4}\), mti hauonyeshe muda gani uliopita kati ya mageuzi ya mayai na nywele za amniotic. Nini mti unaonyesha ni utaratibu ambao mambo yalifanyika. Tena kwa kutumia Kielelezo\(\PageIndex{4}\), mti inaonyesha kwamba tabia kongwe ni safu ya vertebral, ikifuatiwa na taya hinged, na kadhalika. Kumbuka kwamba mti wowote wa phylogenetic ni sehemu ya nzima zaidi, na sawa na mti halisi, haukua kwa mwelekeo mmoja tu baada ya tawi jipya linaendelea. Kwa hiyo, kwa viumbe katika Kielelezo\(\PageIndex{4}\), kwa sababu tu safu ya vertebral imebadilika haimaanishi kwamba mageuzi ya uti wa mgongo imekoma, inamaanisha tu kwamba tawi jipya limeundwa. Pia, makundi ambayo hayahusiani kwa karibu, lakini yanabadilika chini ya hali kama hiyo, yanaweza kuonekana sawa zaidi kuliko kwa jamaa wa karibu.

Muhtasari wa sehemu

Wanasayansi daima kupata habari mpya ambayo husaidia kuelewa historia ya mabadiliko ya maisha duniani. Kila kundi la viumbe lilipitia safari yake ya mabadiliko, inayoitwa phylogeny yake. Kila kiumbe hushiriki uhusiano na wengine, na kulingana na ushahidi wa maumbile na maumbile wanasayansi wanajaribu ramani ya njia za mabadiliko ya maisha yote duniani. Kihistoria, viumbe viliandaliwa katika mfumo wa uainishaji wa taxonomiki. Hata hivyo, leo wanasayansi wengi hujenga miti ya phylogenetic ili kuonyesha mahusiano ya mabadiliko na mfumo wa uainishaji wa taxonomic unatarajiwa kutafakari mahusiano ya mabadiliko.

Sanaa Connections

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Katika ngazi gani paka na mbwa zinachukuliwa kuwa sehemu ya kundi moja?

Jibu

Paka na mbwa ni sehemu ya kundi moja katika ngazi tano: wote ni katika uwanja Eukarya, ufalme Animalia, phylum Chordata, Mammalia darasa, na ili Carnivora.

faharasa

nomenclature ya binomial

mfumo wa majina mawili ya kisayansi kwa viumbe, ambayo inajumuisha majina ya jenasi na aina

hatua ya tawi

hatua juu ya mti wa phylogenetic ambapo mstari mmoja hugawanyika kwa tofauti mpya

darasa

jamii katika mfumo wa uainishaji wa taxonomic ambayo iko ndani ya phylum na inajumuisha amri

kikoa

jamii ya ngazi ya juu katika mfumo wa uainishaji na inajumuisha uainishaji wote wa taxonomic chini yake; ni taxon ya umoja zaidi

familia

jamii katika mfumo wa uainishaji wa taxonomic ambayo iko ndani ya utaratibu na inajumuisha genera

jenasi

kikundi katika mfumo wa uainishaji wa taxonomic unaoanguka ndani ya familia na hujumuisha aina; sehemu ya kwanza ya jina la kisayansi

ufalme

jamii katika mfumo wa uainishaji wa taxonomic ambayo iko ndani ya uwanja na inajumuisha phyla

agizo

jamii katika mfumo wa uainishaji wa taxonomic ambayo iko ndani ya darasa na inajumuisha familia

mti wa phylogenetic

mchoro kutumika kutafakari mahusiano ya mabadiliko kati ya viumbe au makundi ya viumbe

phylogeny

mabadiliko ya historia na uhusiano wa viumbe au kundi la viumbe

phylum

jamii katika mfumo wa uainishaji wa taxonomic ambayo iko ndani ya ufalme na inajumuisha madarasa

mizizi

kuelezea mti wa phylogenetic na mstari mmoja wa mababu ambayo viumbe vyote vinavyowakilishwa katika mchoro vinahusiana

dada taxa

mbili lineages kwamba diverged kutoka hatua moja tawi

spishi

jamii maalum zaidi ya uainishaji

mfumo

sayansi ya kuamua mahusiano ya mabadiliko ya viumbe

taxon

ngazi moja katika mfumo wa uainishaji wa taxonomic

uainishaji

sayansi ya kuainisha viumbe

Wachangiaji

• Template:ContribOpenStaxConcepts