Fylogenetikk

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Gå til: navigasjon, søk

Fylogenetikk er den delen av evolusjonsbiologien som rekonstruerer stamtrær; det vil si vitenskapen som avslører slektskapsforholdene mellom arter eller grupper av arter. Ordet kommer av de greske røttene φύλον (fylon), «stamme» og γένεσις (genesis), «dannelse». Beslektede ord er

  • fylogeni, som er ensbetydende med stamtre, og
  • fylogenese, som betegner prosessen bak stamtreets dannelse (det vil si evolusjon, spesielt makroevolusjon).

Metoder[rediger | rediger kilde]

I motsetning til hva man kunne tro, bygger ikke fylogenetikken på undersøkelser av fossiler, selv om disse kan bidra med verdifull informasjon. Fylogenetikk tar utgangspunkt i hvordan egenskaper er fordelt blant de nålevende organismene, og konstruerer stamtrær basert på dette. Denne metoden gir mulighet til å rekonstruere evolusjonær slektskapsrekonstruksjon også hvis man ikke hadde hatt kjennskap til fossiler i det hele tatt.

Komparativ anatomi[rediger | rediger kilde]

Det er mulig å følge forandringen i bygning hos dyre- og plantegrupper gjennom fossiler og sammenlikning med nålevende grupper. Fram til DNA-sekvensering ble vanlig på 1980-tallet, var direkte sammenlikning den eneste måten man kunne få informasjon om slektskap. Særlg vanlig var denne metoden innenfor paleontologien, der sammenlikning med nålevde arter ble brukt for å forstå biologien, og derved evolusjonen til utdødde grupper.

At genetiske og molekylære data skal ha revolusjonert fylogenetikken, er en utbredt overdrivelse. Genetiske og molekylære data er selvfølgelig uvurderlige kilder til råmateriale for fylogenetiske undersøkelser. morfologiske data har likevel på ingen måte utspilt sin rolle. Dagens fylogenetiske analyser prøver i størst mulig grad å nyttiggjøre data av forskjellig art i kombinerte analyser, dvs. både genetiske, molekylære, morfologiske, ontogenetiske, økologiske og biogeografiske egenskaper ved artene. Det som har revolusjonert fylogenetikken er de metodologiske utviklingene mellom 1950-tallet og i dag.

Kladistikk[rediger | rediger kilde]

En mye brukt fylogenetisk metode er den kladistiske analysen. Metoden bygger på arbeidene til den tyske entomologen Willi Hennig fra 1950-tallet. Hennigs prinsipper ble i stor grad glemt fram til datamaskiner som var i stand til å beregne fylogenetiske trær basert på DNA-analyser så dagens lys på begynnelsen av 1980-tallet. Denne leter kort fortalt etter fellestrekk blant levende arter. Ut ifra fordelingen av fellestrekkene mellom artene, er det mulig å rekonstruere det mest sannsynlige stamtreet gjennom statistiske analyser. I kladistisk analyse omtales komplette systematiske gruppene som monofyletiske grupper. En gruppe der en eller flere greiner et tatt ut av gruppen (slik som krypdyr, der fugler og pattedyr ikke regnes som en del av gruppen) kalles en parafyletisk gruppe. I kladistisk analyse er målet å identifisere monofyletiske grupper og unngå parafyletiske grupper.

Det viktigste skrittet i slike analyser er å identifisere homologier, dvs. egenskaper hos ulike arter som disse har nedarvet fra en felles stamform. Når man først har laget en oversikt over homologe egenskaper, og hos hvilke arter de forekommer, er det en enkel sak å lage en slektskapshypotese på bakgrunn av dette materialet. Hvis for eksempel en homolog egenskap bare finnes i to grupper – for eksempel delte hjertekamre hos fugler og krokodiller – betyr dette at fugler og krokodiller må være hverandres nærmeste slektninger. Et problem i slike analyser er analogier, der samme egenskaper har utviklet seg i ulike grupper. En analyse av hjertet hos alle virveldyr vil inkludere pattedyr sammen med fugler og krokodiller. Slike analyser bruker derfor store mengder data, for å nettopp å ungå slike feilsluttninger (pattedyrenes delte hjertekamre har utviklet seg uavhengig av det vi finner hos fugler).

Den kladistiske metoden kan brukes på alle typer data som endrer seg forholdsvis sakte i evolusjonens løp, for eksempel anatomi eller rekkefølgen av gener på et kromosom. For andre typer data har man utviklet andre metoder. DNA-sekvenser er f.eks. mer foranderlige, og analyseres derfor gjerne på andre måter, for eksempel med sannsynlighetsanalyser. Slike metoder forutsetter spesielt tilpassede dataprogrammer.

Resultater[rediger | rediger kilde]

Fylogenetikkens mål er å rekonstruere «livets tre» i størst mulig detalj. Man vil neppe få klarlagt samtlige forgreninger i livets tre. Grunnen til dette er at man må basere seg på evolusjonære forskjeller som har oppstått i artene mellom disse forgreningene. I tilfeller der det har gått forholdsvis kort tid mellom oppgreningene, kan det derfor være umulig å rekonstruere den nøyaktige rekkefølgen i etterkant.

Likevel har man i løpet av de siste par tiårene rukket å rekonstruere nokså store deler av stamtreet. Noen av slektskapshypotesene er fortsatt omstridt, dvs. at ulike typer egenskaper peker ut forskjellige grupper som hverandres nærmeste slektninger. Men det blir også flere og flere deler av livets tre som er kartlagt med stor sikkerhet.

For informasjon om stamtreet til enkelte grupper, se under disse (for eksempel dyr, liv, planter og så videre).

Historie[rediger | rediger kilde]

Fylogenetikken er en forholdsvis ny vitenskap. På 1800-tallet gjorde komparative anatomer og paleontologer riktignok mange oppdagelser som har vært av stor betydning for senere analyser. Men i og med at analyseverktøyene manglet, var disse tidligere undersøkelsenes resultater bare av begrenset verdi. Først på 1950- og 60-tallet ble de nødvendige metodene utviklet:

Andre metoder har blitt utviklet enda senere, og nye og forbedrede analyseverktøy er stadig under utvikling. Det var imidlertid ikke før på 1980-tallet at disse fylogenetiske metodene ble tatt i utstrakt bruk.

Se også[rediger | rediger kilde]