معلومة

12.5: أشجار النشوء والتطور - علم الأحياء

12.5: أشجار النشوء والتطور - علم الأحياء



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.

ما ستتعلمه للقيام به: قراءة وتحليل شجرة النشوء والتطور التي توثق العلاقات التطورية

من الناحية العلمية ، يُطلق على التاريخ التطوري والعلاقة بين كائن أو مجموعة من الكائنات الحية اسم نسالة. علم تطور السلالات يصف العلاقات بين الكائن الحي ، مثل الكائنات الحية التي يُعتقد أنها تطورت منها ، والأنواع الأكثر ارتباطًا بها ، وما إلى ذلك.

توفر العلاقات التطورية معلومات عن الأصل المشترك ولكن ليس بالضرورة عن كيفية تشابه الكائنات الحية أو اختلافها. بعبارة أخرى ، يمكن إنشاء "شجرة الحياة" لتوضيح متى تطورت الكائنات الحية المختلفة ولإظهار العلاقات بين الكائنات الحية المختلفة (الشكل 1).

أهداف التعلم

  • حدد كيف ولماذا يصنف العلماء الكائنات الحية على الأرض
  • ميّز بين أنواع أشجار النشوء والتطور وما تخبرنا به هياكلها
  • التعرف على بعض القيود المفروضة على أشجار النشوء والتطور
  • اربط بين نظام التصنيف التصنيفي والتسمية ذات الحدين

التصنيف العلمي

لماذا يصنف علماء الأحياء الكائنات الحية؟ السبب الرئيسي هو فهم التنوع المذهل للحياة على الأرض. حدد العلماء ملايين الأنواع المختلفة من الكائنات الحية. من بين الحيوانات ، فإن أكثر مجموعة الكائنات الحية تنوعًا هي الحشرات. تم بالفعل وصف أكثر من مليون نوع مختلف من الحشرات. ما يقدر بنحو تسعة ملايين نوع من الحشرات لم يتم تحديدها بعد. يظهر جزء صغير من أنواع الحشرات في مجموعة الخنافس في الشكل 2.

على الرغم من تنوع الحشرات ، فقد يكون هناك المزيد من أنواع البكتيريا ، وهي مجموعة رئيسية أخرى من الكائنات الحية. من الواضح أن هناك حاجة لتنظيم التنوع الهائل في الحياة. يسمح التصنيف للعلماء بتنظيم وفهم أوجه التشابه والاختلاف الأساسية بين الكائنات الحية بشكل أفضل. هذه المعرفة ضرورية لفهم التنوع الحالي والتاريخ التطوري السابق للحياة على الأرض.

أشجار النشوء والتطور

يستخدم العلماء أداة تسمى شجرة النشوء والتطور لإظهار المسارات التطورية والصلات بين الكائنات الحية. أ شجرة النشوء والتطور هو رسم تخطيطي يستخدم ليعكس العلاقات التطورية بين الكائنات الحية أو مجموعات الكائنات الحية. يعتبر العلماء أن أشجار النشوء والتطور هي فرضية للماضي التطوري حيث لا يمكن للمرء أن يعود لتأكيد العلاقات المقترحة. بعبارة أخرى ، يمكن بناء "شجرة الحياة" لتوضيح متى تطورت الكائنات الحية المختلفة ولإظهار العلاقات بين الكائنات الحية المختلفة (الشكل 1).

مرت كل مجموعة من الكائنات الحية برحلتها التطورية الخاصة بها ، والتي أطلق عليها اسم تطورها. يشترك كل كائن حي في الارتباط مع الآخرين ، وبناءً على الأدلة المورفولوجية والجينية ، يحاول العلماء رسم خريطة المسارات التطورية لجميع أشكال الحياة على الأرض. يقوم العديد من العلماء ببناء أشجار النشوء والتطور لتوضيح العلاقات التطورية.

هيكل شجرة النشوء والتطور

أ شجرة النشوء والتطور يمكن قراءتها مثل خريطة التاريخ التطوري. العديد من أشجار النشوء والتطور لها سلالة واحدة في القاعدة تمثل سلفًا مشتركًا. يطلق العلماء على هذه الأشجار جذورها ، مما يعني أن هناك سلالة واحدة من الأسلاف (تُسحب عادةً من الأسفل أو اليسار) ترتبط بها جميع الكائنات الحية الممثلة في الرسم التخطيطي. لاحظ في شجرة النشوء والتطور الجذور أن المجالات الثلاثة - البكتيريا ، والعتائق ، وحقيقيات النوى - تتباعد من نقطة واحدة وتتفرع. يوضح الفرع الصغير الذي تشغله النباتات والحيوانات (بما في ذلك البشر) في هذا الرسم البياني مدى حداثة هذه المجموعات وضئيلها مقارنة بالكائنات الأخرى. لا تُظهر الأشجار التي لم يتم استئصالها سلفًا مشتركًا ولكنها تظهر العلاقات بين الأنواع.

في الشجرة المتجذرة ، يشير التفرع إلى العلاقات التطورية (الشكل 2). النقطة التي يحدث فيها الانقسام ، تسمى أ نقطة تفرع، يمثل المكان الذي تطور فيه سلالة واحدة إلى سلالة جديدة مميزة. يُطلق على السلالة التي نشأت مبكرًا من الجذر وتبقى غير متفرعة الأصناف القاعدية. عندما ينبع سلالتان من نفس نقطة التفرع ، يتم استدعاؤهما الأصناف الشقيقة. يسمى الفرع الذي يحتوي على أكثر من سلالتين أ الشد ويعمل على توضيح الأماكن التي لم يحدد العلماء فيها جميع العلاقات بشكل نهائي. من المهم أن نلاحظ أنه على الرغم من أن الأصناف الشقيقة و polytomy يشتركان في سلف ، فإن هذا لا يعني أن مجموعات الكائنات الحية تنفصل أو تطورت عن بعضها البعض. قد تكون الكائنات الحية في تصنيفين قد انقسمت عند نقطة فرع معينة ، ولكن لم ينتج عن أي نوع آخر.

يمكن أن تكون الرسوم البيانية أعلاه بمثابة طريق لفهم التاريخ التطوري. يمكن تتبع المسار من أصل الحياة إلى أي نوع فردي من خلال التنقل عبر الفروع التطورية بين النقطتين. أيضًا ، من خلال البدء بنوع واحد والتتبع مرة أخرى باتجاه "جذع" الشجرة ، يمكن للمرء أن يكتشف أسلاف الأنواع ، وكذلك حيث تشترك السلالات في الأصل المشترك. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام الشجرة لدراسة مجموعات كاملة من الكائنات الحية.

تساهم العديد من التخصصات في دراسة علم الأحياء في فهم كيفية تطور الحياة في الماضي والحاضر بمرور الوقت ؛ تساهم هذه الأنظمة معًا في بناء "شجرة الحياة" وتحديثها وصيانتها. تُستخدم المعلومات لتنظيم وتصنيف الكائنات الحية بناءً على العلاقات التطورية في مجال علمي يسمى علم اللاهوت النظامي. يمكن جمع البيانات من الحفريات ، من دراسة بنية أجزاء الجسم أو الجزيئات المستخدمة من قبل الكائن الحي ، ومن خلال تحليل الحمض النووي. من خلال الجمع بين البيانات من العديد من المصادر ، يمكن للعلماء تجميع نسالة الكائن الحي ؛ نظرًا لأن أشجار النشوء والتطور هي فرضيات ، فإنها ستستمر في التغيير مع اكتشاف أنواع جديدة من الحياة وتعلم معلومات جديدة.

أهداف التعلم

يمكن العثور على رابط لعناصر تفاعلية في أسفل هذه الصفحة.

حدود الأشجار النشوء والتطور

قد يكون من السهل الافتراض أن الكائنات الحية الأكثر ارتباطًا تبدو أكثر تشابهًا ، وعلى الرغم من أن هذا هو الحال غالبًا ، إلا أنه ليس صحيحًا دائمًا. إذا تطورت سلالتان متصلتان ارتباطًا وثيقًا في ظل بيئة متنوعة بشكل كبير أو بعد تطور تكيف جديد رئيسي ، فمن الممكن أن تظهر المجموعتان أكثر اختلافًا عن المجموعات الأخرى غير المرتبطة ارتباطًا وثيقًا. على سبيل المثال ، تُظهر شجرة النشوء والتطور في الشكل 1 أن كلا من السحالي والأرانب بها بيض يحيط بالجنين ، بينما لا تمتلك الضفادع ؛ ومع ذلك ، تبدو السحالي والضفادع أكثر تشابهًا من السحالي والأرانب.

جانب آخر لأشجار النشوء والتطور هو أنه ، ما لم يُذكر خلاف ذلك ، فإن الفروع لا تمثل طول الوقت ، بل الترتيب التطوري فقط. بعبارة أخرى ، لا يعني طول الفرع عادةً مرور المزيد من الوقت ، كما لا يعني مرور الوقت القصير وقتًا أقل - ما لم يتم تحديده في الرسم التخطيطي. على سبيل المثال ، في الشكل 1 ، لا تشير الشجرة إلى مقدار الوقت المنقضي بين تطور البيض الذي يحيط بالجنين والشعر. ما تظهره الشجرة هو الترتيب الذي حدثت به الأشياء. مرة أخرى باستخدام الشكل 1 ، توضح الشجرة أن أقدم سمة هي العمود الفقري ، متبوعًا بالفكين المفصليين ، وهكذا دواليك. تذكر أن أي شجرة نسالة هي جزء من الكل الأكبر ، ومثل الشجرة الحقيقية ، لا تنمو في اتجاه واحد فقط بعد أن يتطور فرع جديد.

لذلك ، بالنسبة للكائنات الحية في الشكل 1 ، لمجرد أن العمود الفقري قد تطور لا يعني أن تطور اللافقاريات قد توقف ، فهذا يعني فقط أن فرعًا جديدًا قد تشكل. أيضًا ، قد تظهر المجموعات التي لا ترتبط ارتباطًا وثيقًا ، ولكنها تتطور في ظل ظروف مماثلة ، أكثر تشابهًا من الناحية الظاهرية مع بعضها البعض مقارنة بأحد الأقارب القريبين.

نظام التصنيف التصنيفي

التصنيف (والذي يعني حرفياً "قانون الترتيب") هو علم تصنيف الكائنات الحية لبناء أنظمة تصنيف مشتركة دوليًا مع وضع كل كائن حي في مجموعات أكثر وأكثر شمولاً. فكر في كيفية تنظيم متجر البقالة. مساحة واحدة كبيرة مقسمة إلى أقسام ، مثل المنتجات ومنتجات الألبان واللحوم. ثم ينقسم كل قسم إلى ممرات ، ثم ينقسم كل قسم إلى فئات وعلامات تجارية ، ثم في النهاية منتج واحد. تسمى هذه المنظمة من الفئات الأكبر إلى الأصغر والأكثر تحديدًا بالنظام الهرمي.

يستخدم نظام التصنيف التصنيفي (المعروف أيضًا باسم نظام Linnaean بعد مخترعه ، كارل لينيوس ، عالم النبات السويدي ، عالم الحيوان ، والطبيب) نموذجًا هرميًا. بالانتقال من نقطة الأصل ، تصبح المجموعات أكثر تحديدًا ، حتى ينتهي فرع واحد كنوع واحد. على سبيل المثال ، بعد البداية المشتركة لكل أشكال الحياة ، يقسم العلماء الكائنات الحية إلى ثلاث فئات كبيرة تسمى المجال: البكتيريا ، والعتائق ، وحقيقيات النوى. داخل كل مجال توجد فئة ثانية تسمى أ مملكة. بعد الممالك ، الفئات اللاحقة لزيادة الخصوصية هي: الشعبة, صف دراسي, ترتيب, أسرة, جنس، و محيط (شكل 1).

تنبع مملكة Animalia من مجال Eukarya. بالنسبة للكلب الشائع ، ستكون مستويات التصنيف كما هو موضح في الشكل 1. لذلك ، فإن الاسم الكامل للكائن الحي من الناحية الفنية له ثمانية مصطلحات. بالنسبة للكلب ، فهي: Eukarya ، و Animalia ، و Chordata ، و Mammalia ، و Carnivora ، و Canidae ، كانيس ، و الذئبة. لاحظ أن كل اسم تتم كتابته بأحرف كبيرة باستثناء الأنواع ، وأن أسماء الأنواع والأنواع مكتوبة بخط مائل. يشير العلماء عمومًا إلى الكائن الحي فقط من خلال جنسه ونوعه ، وهو الاسم العلمي المكون من كلمتين ، فيما يسمى التسميات ذات الحدين. لذلك فإن الاسم العلمي للكلب هو الذئب الرمادي. يُطلق على الاسم في كل مستوى أيضًا اسم اصنوفة. بمعنى آخر ، الكلاب في ترتيب آكلات اللحوم. Carnivora هو اسم الصنف على مستوى الطلب ؛ الكلبيات هي التصنيف على مستوى الأسرة ، وهكذا دواليك. الكائنات الحية أيضًا لها اسم شائع يستخدمه الناس عادةً ، في هذه الحالة ، كلب. لاحظ أن الكلب هو أيضًا نوع فرعي:مألوف" في كانيس الذئبة المألوفة. السلالات الفرعية هي أعضاء من نفس النوع القادر على التزاوج وتكاثر ذرية قابلة للحياة ، لكنها تعتبر سلالات منفصلة بسبب العزلة الجغرافية أو السلوكية أو عوامل أخرى.

يوضح الشكل 2 كيف تتحرك المستويات نحو الخصوصية مع الكائنات الحية الأخرى. لاحظ كيف يشترك الكلب في مجال مع أكبر تنوع من الكائنات الحية ، بما في ذلك النباتات والفراشات. في كل مستوى فرعي ، تصبح الكائنات الحية أكثر تشابهًا لأنها أكثر ارتباطًا. تاريخيًا ، صنف العلماء الكائنات الحية باستخدام الخصائص ، ولكن مع تطور تقنية الحمض النووي ، تم تحديد سلالات أكثر دقة.

سؤال الممارسة

في أي مستويات تعتبر القطط والكلاب جزءًا من نفس المجموعة؟

[صفوف منطقة الممارسة = "2 ″] [/ منطقة الممارسة]
[تكشف-الإجابة q = ”854290 ″]اظهر الاجابة[/ تكشف الجواب]
[hidden-answer a = ”854290 ″] القطط والكلاب جزء من نفس المجموعة على خمسة مستويات: كلاهما في نطاق Eukarya ، مملكة Animalia ، شعبة Chordata ، فئة Mammalia ورتبة Carnivora. [/ مخفي -إجابه]

قم بزيارة هذا الموقع لتصنيف ثلاثة كائنات - الدب والأوركيد وخيار البحر - من مملكة إلى نوع. لبدء اللعبة ، ضمن تصنيف الحياة ، انقر فوق صورة الدب أو زر التشغيل التفاعلي.

لقد وجد التحليل الجيني الحديث والتطورات الأخرى أن بعض التصنيفات السابقة للتطور لا تتماشى مع الماضي التطوري. لذلك ، يجب إجراء التغييرات والتحديثات عند حدوث اكتشافات جديدة. تذكر أن أشجار النشوء والتطور هي فرضيات ويتم تعديلها كلما توفرت البيانات. بالإضافة إلى ذلك ، فقد ركز التصنيف تاريخيًا على تجميع الكائنات الحية أساسًا من خلال الخصائص المشتركة ولا يوضح بالضرورة كيفية ارتباط المجموعات المختلفة ببعضها البعض من منظور تطوري. على سبيل المثال ، على الرغم من حقيقة أن فرس النهر يشبه الخنزير أكثر من الحوت ، فقد يكون فرس النهر أقرب الأقارب الأحياء للحوت.

تأكد من فهمك

أجب عن السؤال (الأسئلة) أدناه لمعرفة مدى فهمك للموضوعات التي تم تناولها في القسم السابق. هذا الاختبار القصير يفعل ليس احتسب في درجتك في الفصل ، ويمكنك إعادة احتسابها لعدد غير محدود من المرات.

استخدم هذا الاختبار للتحقق من فهمك وتحديد ما إذا كنت تريد (1) دراسة القسم السابق بشكل أكبر أو (2) الانتقال إلى القسم التالي.


شاهد الفيديو: Os Três Domínios dos Seres Vivos - Características e Classificação - Bacteria, Archaea e Eukarya (أغسطس 2022).