Polifilija (polifiletizem): definicija v kladistiki, primeri in pomen

Polifilija (polifiletizem) — definicija v kladistiki, primeri in pomen: kako nastanejo polifilne skupine, njihove evolucijske posledice in taksonomske rešitve.

Polifilija je izraz v kladistiki. Pomeni, da skupina organizmov ne vključuje njenega zadnjega skupnega prednika oziroma da so člani skupine iz različnih prednikov — torej skupina ni homologna glede izvora. Znanstveno najnatančneje: polifiletska skupina je sestavljena iz taksonov, katerih najbližji skupni prednik ni član te skupine.

Razlaga in razlikovanje pojmov

Monofilija (klad) pomeni, da skupina vključuje zadnjega skupnega prednika in vse njegove potomce. Parafilija pomeni, da skupina vključuje zadnjega skupnega prednika, vendar izpusti nekatere njegove potomce. Polifilija pa pomeni, da člani skupine izvirajo iz več neodvisnih prednikov in nimajo enotnega zadnjega skupnega prednika znotraj skupine.

Primeri

V diagramih filogenetskih dreves se pogosto pojavi situacija, kjer so na videz sorodne skupine dejansko oddaljene: na primer ptice in sesalci sta povezani že na ravni zgodnjih amniotov, vendar se od takrat razvijata po ločenih evolucijskih poteh, zato bi skupine, ki jih povezuje le pojav konvergentnih lastnosti (na primer toplotna regulacija), lahko bile polifiletske.

Nekateri zgodovinski ali praktični taksonomski izrazi so bili polifiletski. Klasični primeri iz biologije vključujejo:

• "Protisti" ali "alge" — skupine, ki so bile sestavljene na podlagi podobne načina življenja ali morfologije, vendar izhajajo iz različnih evolucijskih vej in so zato polifiletske.
• "Letenje" kot karakteristika — skupina organizmov, ki lahko letijo (insekati, ptice, netopirji) ne tvori klada, saj je letenje nastalo konvergentno večkrat.
• Skupine organizmov, združene po ekoloških ali funkcionalnih značilnostih (npr. nekatere sukulente iz različnih rastlinskih družin), so običajno polifiletske.

Zakaj nastane polifilija

Polifilija se pojavi zaradi konvergenc, sekundarnih izgub lastnosti ali napačne interpretacije morfoloških podobnosti. Ko taksonomi združujejo vrste po zunanjih podobnostih (homoplazijah) namesto po skupnem izvoru lastnosti, nastanejo umetne, polifiletske skupine. Pojav razkritja polifilije je pospešil razvoj molekularnih metod za primerjavo DNK in proteinov, ki omogočajo natančnejše filogenetske rekonstrukcije.

Kako "popraviti" polifiletsko skupino

Obstajata dve osnovni rešitvi za odpravo polifiletske skupine:

• Razdeliti skupino na več monofiletičnih skupin (ločitev na ločene klade), tako da vsak novi takson predstavlja pravi klad.
• Razširiti opredelitev skupine tako, da vključite zadnjega skupnega prednika in vse njegove potomce (če to smiselno odraža evolucijsko zgodovino).

Primer težavne prakse: v tradicionalni taksonomiji se včasih zadržijo priročne kategorije, kjer so vključeni le živeči potomci, vendar so izpuščeni vmesni fosilni predniki. V nekaterih primerih se zato govori, da so določeni sklopi taksonov polifiletski ali parafiletični — odvisno od tega, kateri predniki so vključeni. Na primer v zgodovinskih opisih so bili včasih sesalci obravnavani ločeno brez vključenih fosilnih synapsidov (npr. therapsidi), kar je ustvarilo terminoločne in konceptualne težave.

Pomen za taksonomijo in evolucijsko biologijo

V skladu s kladistiko je cilj klasifikacije ustvariti skupine, ki so monofiletične, saj le te odražajo resničen evolucijski izvor in omogočajo pravilno interpretacijo homologij ter razvoja lastnosti. Čeprav nekateri taksonomi še vedno zagovarjajo uporabo parafiletičnih ali drugih praktičnih skupin zaradi zgodovinske rabe in uporabnosti, je sodobna filogenetika usmerjena k revidiranju sistematike na podlagi evolucijskih sorodnosti, ki jih pogosto razkrije molekularni zapis.

Metode za ugotavljanje polifilije

Identifikacija polifilije temelji na primerjalnih analizah: klasične metode vključujejo skrbno primerjavo morfoloških znakov, sodobne pa predvsem molekularno filogenetiko (sekvence DNA, RNA in proteinov), analize številčnih podatkov, statistične teste filogenetskih dreves in metodologije, kot so parsimony, maximum likelihood in Bayesian inference. Te metode omogočajo natančnejše določitev položaja vrst v drevesu življenja in ločevanje homologij od homoplazij.

Zaključek

Polifilija opozarja, da morajo taksonomske skupine temeljiti na skupnem poševnem izvoru, ne le na zunanjih podobnostih. Pravilna razvrstitev v monofiletične klade izboljšuje razumevanje evolucije, omogoča konsistentno komunikacijo znotraj biologije in pospešuje natančne evolucijske in ekološke študije.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je polifilija v kladistiki?

V: Kako lahko izrazimo polifilijo?

V: Ali so ptice in sesalci v sorodu?

V: Zakaj so po tradicionalni taksonomiji sesalci polifilni?

V: Kaj je cilj biološke klasifikacije?

V: Kako je mogoče polifiletsko skupino "fiksirati"?

V: Ali se vsi taksonomi strinjajo z veljavnostjo polifletnih skupin?

Išči po črki