Drevo življenja v biologiji — definicija, evolucija in DNK dokazi

Predhodniki

Lamarck

Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) je v svoji Filozofiji zoologije (1809) izdelal prvo drevo razvejanosti živali. To je bilo navzdol obrnjeno drevo, ki se je začelo s črvi in končalo s sesalci. Vendar pa Lamarck ni verjel v skupni izvor vsega življenja. Namesto tega je menil, da je življenje sestavljeno iz ločenih vzporednih linij, ki napredujejo od preprostega k zapletenemu.

Hitchcock

Ameriški geolog Edward Hitchcock (1763-1864) je leta 1840 v svojem delu Elementary Geology objavil prvo drevo življenja na podlagi paleontologije. Na navpični osi so paleontološka obdobja. Hitchcock je naredil ločeno drevo za rastline (levo) in živali (desno). Drevesa rastlin in živali na dnu grafa niso povezana. Poleg tega se vsako drevo začne z več izvori. Vendar to niso bila evolucijska drevesa, saj je Hitchcock verjel, da je bilo povzročitelj sprememb božanstvo.

Vestiges

Prva izdaja knjige Roberta Chambersa Vestiges of the Natural History of Creation je bila anonimno objavljena leta 1844. V poglavju "Hipoteza o razvoju rastlinskega in živalskega kraljestva" je vsebovala drevesu podoben diagram. Na njem je prikazan model embriološkega razvoja, kjer ribe (F), plazilci (R) in ptice (B) predstavljajo veje na poti, ki vodi do sesalcev (M).

V besedilu je ta ideja o razvejanem drevesu okvirno uporabljena za zgodovino življenja na Zemlji: "morda je prišlo do razvejanosti". ^p191

Razgrnjena paleontološka tabela Edwarda Hitchcocka v knjigi "Elementary Geology" (1840)


Diagram iz knjige Vestiges of the Natural History of Creation, 1844, str. 212.

Darwinovo drevo življenja

Charles Darwin (1809-1882) je prvi predstavil evolucijsko drevo življenja. Glede možnosti rekonstrukcije zgodovine življenja je bil zelo previden. V četrtem poglavju knjige O izvoru vrst (1859) je predstavil abstraktni diagram teoretičnega drevesa življenja za vrste neimenovanega velikega rodu (glej sliko).

Po Darwinovih besedah: "Tako se bodo majhne razlike med sortami iste vrste stalno povečevale, dokler se ne izenačijo z večjimi razlikami med vrstami istega rodu ali celo med različnimi rodovi."

To je razvejan vzorec brez imen vrst, za razliko od bolj linearnega drevesa, ki ga je leta pozneje naredil Ernst Haeckel.

V povzetku poglavja, ki je bilo spremenjeno v šesti izdaji iz leta 1872, Darwin pojasnjuje svoje poglede na drevo življenja:

Sorodnost vseh bitij istega razreda je bila včasih predstavljena z velikim drevesom. Verjamem, da ta primerjava v veliki meri govori resnico. Zelene in brstneče vejice lahko predstavljajo obstoječe vrste, tiste, ki so se razvile v prejšnjih letih, pa lahko predstavljajo dolgo zaporedje izumrlih vrst ...
Veje, ki se delijo na velike veje, te pa na manjše in manjše, so bile nekoč, ko je bilo drevo mlado, same brsteče vejice; in ta povezava nekdanjih in sedanjih brstov z razvejanimi vejami lahko dobro predstavlja razvrstitev vseh izumrlih in živečih vrst v skupine, ki so podrejene skupinam.
Od številnih vejic, ki so uspevale, ko je bilo drevo le grm, sta le dve ali tri, ki so zdaj zrasle v velike veje, še žive in nosijo druge veje; tako je pri vrstah, ki so živele v davno minulih geoloških obdobjih, zelo malo ostalo živih in spremenjenih potomcev. Od prve rasti drevesa je veliko vej in vej razpadlo in odpadlo; in te odpadle veje različnih velikosti lahko predstavljajo celotne redove, družine in rodove, ki zdaj nimajo živih predstavnikov in jih poznamo le v fosilnem stanju. Tako
kot tu in tam vidimo tanko, previsoko vejo, ki izvira iz vilice nizko na drevesu in ki je po nekem naključju dobila ugoden vpliv in je še vedno živa na svojem vrhu, tako občasno vidimo žival, kot je Ornithorhynchus (Platypus) ali Lepidosiren (južnoameriška pljučna riba), ki po svoji sorodnosti povezuje dve veliki veji življenja in ki se je očitno rešila usodne konkurence, ker je živela na zaščitenem mestu. Tako
kot popki z rastjo ustvarjajo nove popke, ki se, če so močni, razvejijo in na vseh straneh prekrijejo mnoge šibkejše veje, tako se je po mojem mnenju
po generacijah zgodilo z velikim drevesom življenja, ki s svojimi mrtvimi in zlomljenimi vejami zapolnjuje zemeljsko skorjo in prekriva površje s svojimi vedno razvejanimi in lepimi razvejitvami.

- Darwin, 1872.

Slika drevesa življenja, ki je bila objavljena v Darwinovem delu O nastanku vrst z naravnim izborom, 1859. To je bila edina ilustracija v knjigi.

Drevo življenja danes

Model drevesa še vedno velja za evkariontske oblike življenja. Raziskave najzgodnejših vej evkariontskega drevesa kažejo na drevo s štirimi nadskupinami ali dvema nadskupinama. Zdi se, da soglasja še ni; Roger in Simpson v preglednem članku ugotavljata, da "moramo ob trenutnem tempu sprememb v našem razumevanju evkariontskega drevesa življenja ravnati previdno".

Biologi zdaj priznavajo, da imajo prokarionti, bakterije in arheje, sposobnost prenašanja genskih informacij med nepovezanimi organizmi s horizontalnim prenosom genov (HGT). Rekombinacija, izguba genov, podvajanje in ustvarjanje genov so le nekateri od procesov, s katerimi se lahko geni prenašajo znotraj bakterijskih in arhejskih vrst ter med njimi, kar povzroča spremembe, ki niso posledica vertikalnega prenosa. Pojavljajo se novi dokazi, da se HGT pojavlja znotraj prokariontov na ravni ene in več celic, zato se zdaj pojavlja mnenje, da drevo življenja daje nepopolno sliko razvoja življenja. Bilo je koristno orodje za razumevanje osnovnih procesov evolucije, vendar ne more pojasniti celotne kompleksnosti razmer.

Sedanje drevo življenja, ki prikazuje horizontalne prenose genov.

Galerija

Sorodne strani

• Drevo življenja stran za razločevanje