العلاقات التطورية

قام البشر بتصنيف وتنظيم الكائنات الحية البيولوجية لآلاف السنين. في الأصل ، ترتيب الأشياء اللازمة للبقاء على قيد الحياة في المقام الأول. مع تقدم التاريخ البشري ، زادت المهارة والتفاصيل في هذه التصنيفات. في القرن الرابع قبل الميلاد ، كان أرسطو رائدا في التصنيفات الرسمية ، حيث حدد النباتات إلى مجموعات مختلفة ثم قسمها بشكل أكبر بناء على خصائصها الفيزيائية وسماتها مثل الموائل التي تشغلها. في وقت لاحق ، في منتصف القرن الثامن عشر ، بنى لينيوس على نظام أرسطو. دعا أعلى مستوى له في تجميع الممالك ، ومن هناك ، قسم المجموعات باستخدام التشابك المشابك ، وهي سمة مادية مميزة تقسم الفرع. على سبيل المثال ، إذا كان يمتلك عمودا فقريا أو بنية مماثلة ، فيجب وضعه في شعبة الحبل. إذا لم يحدث ذلك ، فهناك العديد من الشعب الأخرى ، والتي يمكن تقسيم التي ليس لها عمود فقري إليها ، بما في ذلك المفصليات ، وهي مجموعة كبيرة بما في ذلك الحشرات. استمر لينيوس في تقسيم مجموعات الكائنات الحية بناء على تشابك العصبي في المستويات اللاحقة من خلال الفئة والنظام والأسرة والجنس ، حتى الوصول إلى التعيين النهائي ، بشكل عام ، الأنواع. نشير إلى نوع تصنيف لينيوس على أنه cladistics ، تصنيف الكائنات الحية بناء على الاختلافات في الخصائص الفيزيائية.

اليوم ، يقوم العلماء عادة ببناء أشجار تسمى مخططات الشجيرات لإعطاء تمثيلات مرئية لهذه الانقسامات والمجموعات. يصور هذا الشكل الخاص من مخطط الشجيرات ، cladogram ، العلاقات الكلاسيكية بين الأنواع بحيث تمثل أطراف الشجرة الأنواع وتظهر الفروع كيف ترتبط ببعضها البعض. على سبيل المثال ، هنا يرتبط الشمبانزي والدب ارتباطا وثيقا ببعضهما البعض ويشتركان في خصائص مشتركة أكثر من أي منهما مع سمكة الشمس. يشار إلى الأماكن التي تلتقي فيها الفروع بالعقد وتدل على أسلاف مشتركة للأنواع التالية. النوع الرئيسي الثاني من مخطط الشجيرات هو النشوء. تختلف هذه عن cladograms لأن طول الفروع بين الأنواع يختلف ، مما يمثل درجة التغيير بينها. لذلك كلما طالت مدة الفرع ، مر الوقت منذ أن تباعدت الأنواع عن آخر سلف مشترك لها.

تم إنشاء مخططات الشجيرات ببساطة عن طريق تحليل مورفولوجيا الكائنات الحية. مع ظهور التكنولوجيا الحديثة ، أصبحت مقارنة الحمض النووي أيضا طريقة شائعة لبناء الأشجار. يتكون الحمض النووي من نيوكليوتيدات مرتبطة بواحدة من أربع قواعد مختلفة. الأدينين أو الجوانين أو السيتوزين أو الثايمين. ترتيب هذه القواعد هو رمز الحمض النووي. يتم تمرير هذا الرمز من الوالد إلى النسل. وبالتالي ، إذا نظرت إلى نوع واحد مثل البشر ، فهناك درجة عالية جدا من التشابه في شفرتنا الجينية ، حوالي 99.9٪. نشارك أيضا بعض شفرات الحمض النووي الخاصة بنا مع الأنواع الأخرى ، مثل الشمبانزي والفئران ، لكن درجة التشابه العام بين الحمض النووي لدينا وهم تختلف اختلافا كبيرا. هذا يعني أنه يمكننا إنشاء أشجار ، والتي تجمع الأنواع بناء على أوجه التشابه أو الاختلاف بين رموزها الجينية. يشار إلى مجال التحليل هذا ، الذي يجمع بين الإحصاء والنمذجة الرياضية وعلوم الكمبيوتر ، باسم المعلوماتية الحيوية. لمقارنة تسلسل الحمض النووي ، غالبا ما يستخدم الباحثون أداة معلوماتية حيوية تسمى أداة البحث عن المحاذاة المحلية الأساسية ، أو BLAST ، والتي تم إنشاؤها وصيانتها من قبل المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية.

في هذا المختبر ، ستقوم أولا بإنشاء مخطط cladogram للحيوانات باستخدام المعلومات المورفولوجية ، ثم وضع أنواع أحفورية على هذا cladogram بناء على مورفولوجيته. ستستخدم بعد ذلك تسلسل الحمض النووي من العديد من الأقارب المعاصرين المختلفين للأحفورة وقاعدة بيانات BLAST للتحقق من موقعك للأحفورة على الشجرة.