Что свидетельствует о родстве всех видов животных и растений: Что свидетельствует о родстве всех видов растений и животных?

Помогите плиз 1. Что свидетельствует о родстве всех видов растений и животных? а) участие их в

1. Что свидетельствует о родстве всех видов растений и животных?

в) клеточное строение организмов;

2. Какая теория обобщила знания о сходстве строения и функций клеток растений, животных, человека, бактерий?

б) клеточная;

3. Какие функции в клетке выполняет цитоплазма?

а) обеспечивает взаимодействие ядра и органоидов;

в) обеспечивает взаимодействие ядра и органоидов;

4. Процесс окисления органических веществ до углекислого газа и воды с освобождением энергии происходит в

аб) митохондриях;

5. Фотосинтез происходит в клетках организмов, имеющих

в) хлоропласты;

6. В процессе энергетического обмена органические вещества

а) расщепляются;

7. Хромосомы считаются носителями наследственной информации, так как в них располагаются

в) гены;

8. Образование ферментов (белки) происходит в процессе

в) пластического обмена;

Часть 2.

Выберите три верных ответа из шести.

В1. Какую функцию выполняет в клетке плазматическая мембрана?

1) отграничивает содержимое клетки;

3) осуществляет поступление веществ в клетку;

6) обеспечивает удаление ряда веществ из клетки.

В2. В каких структурах эукариот имеются молекулы ДНК?

1) ядре; 4) хлоропластах; 6) митохондриях.

В3. Установите соответствие между строением или функцией клетки и органоидом, для

которого они характерны.

Строение и функция клетки Органоид

А) расщепление сложных органических веществ до менее сложных — 1) лизосома

Б) окисление органических веществ до углекислого газа и воды — 2) митохондрия

В) имеет множество крист — 2) митохондрия

Г) отграничена от цитоплазмы одной мембраной — 1) лизосома

Д) при расщеплении белков, жиров и углеводов освобождается

энергия, которая рассеивается в виде тепла. — 1) лизосома

В4. Установите соответствие между строением или функцией клетки и организмом, в состав которого она входит.

Строение и функции клетки Организм

А) не имеет плотной оболочки = 2) животный

Б) содержит хлоропласты = 1) растительный

В) создает органические вещества из неорганических =1) растительный

Г) преобразует световую энергию в химическую = 1) растительный

Д) поглощает органические вещества, окружая их плазматической мембраной = животный

Е) не может использовать энергию света на синтез

органических веществ. = животный

С1. Перечислите одномембранные органоиды клетки и дайте им характеристику.

Ответ во вложении

С2. Дайте характеристику профазе и телофазе митоза.

Профаза: Разрушается ядерная оболочка, хромосомы спирализуются и утолщаются, центриоли занимают свои места полюсов клетки, формируется веретено деления

Телофаза: хромосомы раскручиваются, нити веретена исчезают, постепенно формируются ядерные оболочки, делятся органоиды и цитоплазма

Независимая экспертиза по установлению сводного родства.

Стоимость. Примеры.

Сводные братья и сестры — это дети, родители которых состоят в браке между собой, но не имеют общих детей. То есть при вступлении двух родителей в повторный для каждого из них брак они имеют детей от предыдущего брака. Не стоит путать сводных братьев и сестер с неполнородными (имеющими только одного общего родителя). В свою очередь, неполнородные братья и сестры подразделяются на: 1) единокровных — происходящих от одного отца, но разных матерей; 2) единоутробных — происходящих от одной матери, но разных отцов.

Генетическая экспертиза по установлению сводного родства – это тест, позволяющий определить, имеют ли два человека (брат и сестра) одного общего родителя или нет, то есть являются ли они сводными или неполнородными. Иными словами, перед экспертом-генетиком ставится задача, заключающаяся в том, чтобы оценить степень родства между двумя исследуемыми лицами.

В каких случаях необходимо проведение генетической экспертизы по установлению сводного родства?

для определения истинного отцовства/материнства детей, когда невозможно получить образцы для исследования у предполагаемых родителей. Если в результате генетической экспертизы совпадение генотипов составляет более 99%, то родство двух исследуемых лиц можно считать практически доказанным, и, следовательно, биологический родитель у обоих исследуемых, вероятно, один и тот же;

для опознания трупов, сильно изуродованных в результате природных и техногенных катастроф и террористических актов, а также останков трупов времен Второй мировой войны;
для установления родства с целью получения наследства.

В статье 1142 «Наследники первой очереди» (ГК РФ от 26.11.2001 г. №146-ФЗ, часть 3, глава 63 «Наследование по закону») говорится:

1. Наследниками первой очереди по закону являются дети, супруг и родители наследодателя.

В Статье 1143 «Наследники второй очереди» говорится:

1. Если нет наследников первой очереди, наследниками второй очереди по закону являются полнородные и неполнородные братья и сестры наследодателя, его дедушка и бабушка как со стороны отца, так и со стороны матери.

2. Дети полнородных и неполнородных братьев и сестер наследодателя (племянники и племянницы наследодателя) наследуют по праву представления.

для определения родства с целью иммиграции в другую страну при наличии родственных связей;
в качестве доказательства в суде возможности заключения брака. Согласно ст. 14. «Обстоятельства, препятствующие заключению брака» СК РФ от 29.12.1995 г. №223-ФЗ, «не допускается заключение брака между: полнородными и неполнородными (имеющими общих отца или мать) братьями и сестрами». Если любящая пара считает, что они являются сводными родственниками, а не неполнородными, как их считают окружающие, то они имеют право пройти генетическую экспертизу по установлению сводного родства и разъяснить факты, касающиеся их биологических родителей;

для построения генеалогических ветвей. ДНК-тесты, наряду с традиционными генеалогическими методами, помогут составить родословную Вашей семьи. Проведя генетическую экспертизу по установлению сводного родства, можно доказать или опровергнуть причастность конкретного человека к Вашему семейному дереву.

Поскольку точность экспертизы зависит от пола исследуемых лиц, количества родственников, принимающих участие в исследовании, и количества анализируемых маркеров, для более точных результатов анализа рекомендуем тестировать более двух лиц, предположительно находящихся в родстве. Минимальным «набором» для генетической экспертизы по установлению сводного родства являются образцы биологического материала двух людей, находящихся в предполагаемом сводном родстве.

Как правило, при генетической экспертизе по установлению сводного родства у предполагаемых родственников берутся образцы буккального эпителия (соскоб ватной палочкой с внутренней стороны щеки), кровь из пальца в объеме 0,3-0,5 мл, кровь на ватных дисках, волосы с фолликулами («луковицами»), ногти, слюна или сперма. В тех случаях, когда по каким-либо причинам не удается получить данные материалы, используют другие объекты биологического происхождения.

Взятие образцов тканей для установления родства по требованию суда осуществляется исключительно в присутствии свидетелей в соответствии со следующими законами:

ст. 35 Федерального закона от 31 мая 2001 г. №73-ФЗ «О государственной судебно-экспертной деятельности в Российской Федерации»;

п. 84.4 «Порядок организации и производства судебно-медицинских экспертиз в государственных судебно-экспертных учреждениях Российской Федерации» (Приказ Минздравсоцразвития РФ №346н от 12.05.2010 г.).

Взятие образцов для установления близкого родства в частном порядке (не для предоставления в суд) осуществляется либо самостоятельно заказчиками, либо медицинским работником в больничном учреждении, либо экспертами-генетиками в лаборатории Центра по проведению судебных экспертиз и исследований.

Дети, произошедшие от разных родителей, всегда имеют сильно различающиеся генотипы. Используя ту или иную систему генетических маркеров, можно установить данное обстоятельство. С другой стороны, если генотипы имеют определенную степень соответствия, то это свидетельствует о возможном родстве двух исследуемых лиц. Если же неполнородное родство не установлено, то имеет место факт сводного родства.

Итак, рассмотрим по порядку все возможные варианты по установлению сводного или неполнородного родства (далее оба термина объединены в «сводное родство»), в результате которых можно доказать или опровергнуть родственные отношения.

Пример №1. Необходимо установить родство сводных братьев по отцу.

Если у предполагаемых сводных братьев отец является общим, то у всех троих Y-хромосома одинаковая (Рисунок 1). Y-хромосома — это половая хромосома, которая присутствует только в клетках людей мужского пола и, следовательно, передается только по мужской линии. Братья получают от общего отца идентичные копии Y-хромосомы. Родство можно доказать, исследуя систему генетических маркеров на основе локусов, находящихся на Y-хромосоме. Для Y-хромосомы генотип ребенка всегда будет совпадать с генотипом отца.

Рисунок 1. Принцип установления сводного родства по отцовской линии между предполагаемыми сводными братьями. Показана передача Y-хромосомы по мужской линии. Все мужчины на рисунке несут в своих клетках одинаковые копии Y-хромосомы. Для определения родства в данном случае исследуются генетические маркеры, располагающиеся на Y-хромосоме.

Пример №2. Необходимо установить родство сводных сестер по отцу.

Определить родство двух организмов женского пола, имеющих одного общего отца, возможно путем исследования половой X-хромосомы детей (Рисунок 2). Дети женского пола получают одну X-хромосому от матери, а вторую X-хромосому от отца. Благодаря тому что в мужском организме в каждой клетке присутствует только одна X-хромосома, она не рекомбинирует (не обменивается участками ДНК) в процессе полового деления. Поэтому X-хромосома отца передается детям женского пола в неизменном виде. В генотипе ребенка по любому локусу X-хромосомы один из аллелей всегда совпадает с аллелем в генотипе биологического отца по данному локусу, а другой аллель всегда совпадает с одним из аллелей в генотипе биологической матери по данному локусу.

Рисунок 2. Принцип установления сводного родства по отцовской линии между предполагаемыми сводными сестрами. Показана передача Х-хромосомы по мужской линии. Отец и дети женского пола несут в своих клетках одинаковые копии Х-хромосомы. Для определения родства в данном случае исследуются генетические маркеры, располагающиеся на Х-хромосоме.

Пример №3. Необходимо установить родство сводного брата и сестры по отцу.

Если предполагаемые сводные брат с сестрой являются родственниками по родному отцу (как показано на Рисунке 3), то родство можно доказать, исследуя систему генетических маркеров на основе аутосомных локусов. Аутосомы — это парные хромосомы, одинаковые у мужского и женского организмов и передающиеся по наследству согласно законам Менделя. Вне зависимости от пола в генотипе ребенка по любому аутосомному локусу один из аллелей всегда совпадает с одним из аллелей в генотипе биологического отца, а другой аллель всегда совпадает с одним из аллелей в генотипе биологической матери по данному локусу. Задача генетической экспертизы по установлению сводного родства заключается в том, чтобы проанализировать определенное количество генов (и их аллельных вариантов) и найти одинаковые. По аутосомным генам сводные родственники будут иметь максимум 50% общих генов — и только тех, которые унаследованы от общего родителя.

Подавляющее большинство тестов генетических экспертиз по установлению сводного родства исследуют аутосомные локусы.

Рисунок 3. Принцип установления сводного родства по отцовской линии между предполагаемыми сводными братом и сестрой. Разными цветами и буквами показаны различные аллели одного и того же локуса. Для определения родства используется система генетических маркеров на основе аутосомных локусов.

Пример №4. Необходимо установить родство по материнской линии сводных братьев, сестер или брата и сестры.

Если предполагаемые сводные родственники (братья и сестры) являются родственниками по матери (как показано на Рисунке 4), то родство можно доказать путем анализа нуклеотидного профиля митохондриальной ДНК (мтДНК). МтДНК, во-первых, наследуется только по женской линии, передается от матери всем ее детям. Во-вторых, мтДНК не подвержена рекомбинации, вследствие чего передается от матери детям в неизменном виде. Вне зависимости от пола генотип ребенка по мтДНК всегда совпадает с генотипом биологической матери. Следовательно, предполагаемые сводные братья, сестры или брат с сестрой, родство которых нужно доказать, несут одинаковые молекулы мтДНК.

Более подробно процесс исследования описан в нашей статье «Генетическая экспертиза митохондриальной ДНК (мтДНК)».

Рисунок 4. Установление сводного родства по материнской линии между предполагаемыми сводными братьями, сестрами или двоюродными братом и сестрой. В виде разноцветных кругов показаны различающиеся копии мтДНК.

Точность генетической экспертизы по установлению сводного родства зависит от степени родства. Как правило, положительное заключение имеет вероятность более 99%, отрицательное – вероятность около 90%.

Нормативно-правовые документы, имеющие отношение к генетической экспертизе по установлению сводного родства:

Федеральный закон от 31 мая 2001 г. №73-ФЗ «О государственной судебно-экспертной деятельности в Российской Федерации»;

Приказ Минздравсоцразвития РФ №346н от 12. 05.2010 г. «Об утверждении Порядка организации и производства судебно-медицинских экспертиз»;
Методические указания Минздрава РФ №98/253 от 19.01.1999 г. «Использование индивидуализирующих систем на основе полиморфизма длины амплифицированных фрагментов (ПДАФ) ДНК в судебно-медицинской экспертизе идентификации личности и установления родства»;
Методические указания Минздрава РФ №2001/4 от 25.01.2001 г. «Применение молекулярно-генетической индивидуализирующей системы на основе полиморфизма нуклеотидных последовательностей митохондриальной ДНК в судебно-медицинской экспертизе идентификации личности и установления биологического родства»;

Семейный кодекс РФ. Статья 14 «Обстоятельства, препятствующие заключению брака»;
Гражданский кодекс РФ (ГК РФ) от 26.11.2001 г. №146-ФЗ, часть 3, глава 63 «Наследование по закону», статья 1142 «Наследники первой очереди», статья 1143 «Наследники второй очереди».

филогенетических деревьев | Биология для специальностей I

Прочитайте и проанализируйте филогенетическое дерево, которое документирует эволюционные взаимоотношения

В научных терминах история эволюции и родство организма или группы организмов называется филогенезом. Филогения описывает отношения организма, например, от каких организмов он, как считается, произошел, с какими видами он наиболее тесно связан и так далее. Филогенетические отношения предоставляют информацию об общем происхождении, но не обязательно о том, чем организмы похожи или отличаются.

Цели обучения

Определить, как и почему ученые классифицируют организмы на Земле
Различать типы филогенетических деревьев и то, что говорит нам их структура
Определите некоторые ограничения филогенетических деревьев
Связь системы таксономической классификации и биномиальной номенклатуры

Научная классификация

Рисунок 1. В этой коллекции жуков представлены лишь некоторые из более чем одного миллиона известных видов насекомых. Жуки — крупная подгруппа насекомых. Они составляют около 40 процентов всех видов насекомых и около 25 процентов всех известных видов организмов.

Почему биологи классифицируют организмы? Основная причина заключается в том, чтобы понять невероятное разнообразие жизни на Земле. Ученые идентифицировали миллионы различных видов организмов. Среди животных наиболее разнообразной группой организмов являются насекомые. Описано более миллиона различных видов насекомых. По оценкам, девять миллионов видов насекомых еще предстоит идентифицировать. Крошечная часть видов насекомых показана в коллекции жуков на рисунке 1.

Какими бы разнообразными ни были насекомые, видов бактерий, еще одной крупной группы организмов, может быть еще больше. Ясно, что существует необходимость организовать огромное многообразие жизни. Классификация позволяет ученым организовать и лучше понять основные сходства и различия между организмами. Эти знания необходимы для понимания настоящего разнообразия и прошлой эволюционной истории жизни на Земле.

Филогенетические деревья

Ученые используют инструмент, называемый филогенетическим деревом, чтобы показать эволюционные пути и связи между организмами. А филогенетическое дерево — это диаграмма, используемая для отражения эволюционных отношений между организмами или группами организмов. Ученые считают филогенетические деревья гипотезой эволюционного прошлого, поскольку невозможно вернуться назад, чтобы подтвердить предполагаемые отношения. Другими словами, можно построить «древо жизни», чтобы проиллюстрировать эволюцию различных организмов и показать взаимосвязь между разными организмами (рис. 2).

Каждая группа организмов прошла свой эволюционный путь, называемый филогенезом. Каждый организм связан родством с другими, и, основываясь на морфологических и генетических данных, ученые пытаются составить карту эволюционных путей всей жизни на Земле. Многие ученые строят филогенетические деревья, чтобы проиллюстрировать эволюционные отношения.

Структура филогенетических деревьев

Филогенетическое древо можно читать как карту истории эволюции. Многие филогенетические деревья имеют в основе одну линию, представляющую общего предка. Ученые называют такие деревья корневыми, что означает наличие единой линии предков (обычно нарисованной снизу или слева), к которой относятся все организмы, представленные на диаграмме. Обратите внимание, что на корневом филогенетическом дереве три домена — бактерии, археи и эукариоты — расходятся из одной точки и ответвляются. Небольшая ветвь, занимаемая растениями и животными (включая человека) на этой диаграмме, показывает, насколько недавно и ничтожны эти группы по сравнению с другими организмами. Неукорененные деревья не показывают общего предка, но показывают отношения между видами.

Рисунок 2. Оба этих филогенетических дерева показывают взаимосвязь между тремя доменами жизни — бактериями, археями и эукариями, — но (а) корневое дерево пытается определить, когда различные виды отделились от общего предка, в то время как (б) неукорененное дерево — нет. (кредит а: модификация работы Эрика Габа)

В корневом дереве ветвление указывает на эволюционные отношения (рис. 3). Точка, в которой происходит разделение, называемая точкой ветвления , представляет собой место, где одна линия развилась в отдельную новую. Линия, которая рано развилась от корня и остается неразветвленной, называется 9. 0005 базальный таксон . Когда две линии происходят из одной и той же точки ветвления, их называют сестринскими таксонами . Ветвь с более чем двумя родословными называется политомией и служит иллюстрацией того, где ученые не определили окончательно все отношения. Важно отметить, что, хотя сестринские таксоны и политомии имеют общего предка, это не означает, что группы организмов отделились или произошли друг от друга. Организмы двух таксонов могли разделиться в определенной точке ветвления, но ни один таксон не дал начало другому.

Рисунок 3. Корень филогенетического дерева указывает на то, что родовая линия дала начало всем организмам на дереве. Точка ветвления указывает, где разошлись две родословные. Линия, которая развилась рано и остается неразветвленной, является базальным таксоном. Когда две линии происходят из одной и той же точки ветвления, они являются сестринскими таксонами. Ветвь с более чем двумя родословными является политомией.

Диаграммы выше могут служить путем к пониманию истории эволюции. Путь можно проследить от зарождения жизни до любого отдельного вида, перемещаясь по эволюционным ветвям между двумя точками. Кроме того, начав с одного вида и проследив обратно к «стволу» дерева, можно обнаружить предков этого вида, а также узнать, где родословные имеют общее происхождение. Кроме того, дерево можно использовать для изучения целых групп организмов.

Еще один момент, который следует упомянуть о структуре филогенетического дерева, заключается в том, что вращение в точках ветвления не меняет информацию. Например, если повернуть точку ветвления и изменить порядок таксонов, это не изменит информацию, потому что эволюция каждого таксона из точки ветвления не зависит от другого.

Многие дисциплины в рамках изучения биологии способствуют пониманию того, как жизнь в прошлом и настоящем развивалась с течением времени; вместе эти дисциплины способствуют построению, обновлению и поддержанию «дерева жизни». Информация используется для организации и классификации организмов на основе эволюционных отношений в научной области, называемой систематикой. Данные могут быть собраны из окаменелостей, путем изучения структуры частей тела или молекул, используемых организмом, а также с помощью анализа ДНК. Комбинируя данные из многих источников, ученые могут составить филогению организма; поскольку филогенетические деревья являются гипотезами, они будут продолжать меняться по мере открытия новых типов жизни и получения новой информации.

Видеообзор

Ограничения филогенетических деревьев

Легко предположить, что более близкородственные организмы выглядят более похожими, и хотя это часто бывает, это не всегда так. Если две близкородственные линии развились в значительно различающихся условиях или после эволюции крупной новой адаптации, две группы могут казаться более разными, чем другие группы, которые не так тесно связаны. Например, филогенетическое дерево на рисунке 4 показывает, что и у ящериц, и у кроликов есть амниотические яйца, а у лягушек их нет; однако ящерицы и лягушки кажутся более похожими, чем ящерицы и кролики.

Рисунок 4. Это похожее на лестницу филогенетическое древо позвоночных основано на организме, у которого отсутствовал позвоночник. В каждой точке ветвления организмы с разными признаками помещаются в разные группы в зависимости от общих характеристик.

Другой аспект филогенетических деревьев заключается в том, что, если не указано иное, ветви не учитывают продолжительность времени, а только эволюционный порядок. Другими словами, длина ветви обычно не означает, что прошло больше времени, а короткая ветвь не означает, что прошло меньше времени, если только это не указано на диаграмме. Например, на рисунке 4 дерево не показывает, сколько времени прошло между эволюцией амниотических яиц и волос. То, что показывает дерево, — это порядок, в котором происходили события. Снова используя рисунок 4, дерево показывает, что самым старым признаком является позвоночный столб, за которым следуют шарнирные челюсти и так далее. Помните, что любое филогенетическое дерево является частью большего целого, и, подобно настоящему дереву, оно не растет только в одном направлении после развития новой ветви.

Таким образом, для организмов на рис. 4 то, что развился позвоночник, не означает, что эволюция беспозвоночных прекратилась, это означает лишь то, что образовалась новая ветвь. Кроме того, группы, которые не являются близкородственными, но развиваются в сходных условиях, могут казаться фенотипически более похожими друг на друга, чем на близкого родственника.

Посетите этот веб-сайт, чтобы увидеть интерактивные упражнения, которые позволят вам исследовать эволюционные отношения между видами.

Система таксономической классификации

Таксономия (что буквально означает «закон упорядочения») — это наука о классификации организмов для построения общедоступных систем классификации, в которых каждый организм помещается во все более и более всеобъемлющие группы. Подумайте о том, как организован продуктовый магазин. Одно большое пространство разделено на отделы, такие как продуктовый, молочный и мясной. Затем каждый отдел делится на проходы, затем каждый проход делится на категории и бренды, а затем, наконец, один продукт. Эта организация от больших к меньшим, более конкретным категориям называется иерархической системой.

Система таксономической классификации (также называемая системой Линнея по имени ее изобретателя Карла Линнея, шведского ботаника, зоолога и врача) использует иерархическую модель. По мере продвижения от места возникновения группы становятся более специфичными, пока одна ветвь не заканчивается единым видом. Например, после общего начала всей жизни ученые делят организмы на три большие категории, называемые доменом: бактерии, археи и эукариоты. В каждом домене есть вторая категория, называемая Королевство . После царств следуют категории возрастающей специфичности: тип , класс , порядок , семейство , род и вид (рис. 5).

Рисунок 5. Система таксономической классификации использует иерархическую модель для организации живых организмов во все более конкретные категории. Обыкновенная собака, Canis lupus Familiais , является подвидом Canis lupus , который также включает волка и динго. (кредит «собака»: модификация работы Janneke Vreugdenhil)

Царство Animalia происходит от домена Eukarya. Для обычной собаки уровни классификации будут такими, как показано на рисунке 5. Таким образом, полное название организма технически состоит из восьми терминов. Для собак это: Eukarya, Animalia, Chordata, Mammalia, Carnivora, Canidae, Canis, и lupus . Обратите внимание, что все названия пишутся с заглавной буквы, кроме видов, а названия родов и видов выделены курсивом. Ученые обычно ссылаются на организм только по его роду и виду, что является его научным названием, состоящим из двух слов, в том, что называется биномиальная номенклатура . Поэтому научное название собаки — Canis lupus . Название на каждом уровне также называется таксоном . Другими словами, собаки в порядке плотоядные. Carnivora — название таксона на уровне отряда; Canidae — таксон на уровне семейства и так далее. Организмы также имеют общее название, которое люди обычно используют, в данном случае собака. Обратите внимание, что собака также является подвидом: « Familiaris » в Canis lupus Familiis. Подвиды — это представители одного и того же вида, которые способны спариваться и воспроизводить жизнеспособное потомство, но считаются отдельными подвидами из-за географической или поведенческой изоляции или других факторов.

На рисунке 6 показано, как уровни приближаются к специфичности для других организмов. Обратите внимание, что собака делит территорию с самыми разнообразными организмами, включая растения и бабочек. На каждом подуровне организмы становятся более похожими, потому что они более тесно связаны. Исторически сложилось так, что ученые классифицировали организмы по признакам, но по мере развития технологии ДНК были определены более точные филогении.

Практический вопрос

Рисунок 6. На каждом подуровне системы таксономической классификации организмы становятся более похожими. Собаки и волки — это один и тот же вид, потому что они могут размножаться и производить жизнеспособное потомство, но они достаточно разные, чтобы их можно было отнести к разным подвидам. (кредит «растение»: модификация работы «berduchwal»/Flickr; кредит «насекомое»: модификация работы Джона Салливана; кредит «рыба»: модификация работы Кристиана Мелфюрера; кредит «кролик»: модификация работы Эйдана Войтас; кредит «кошка»: модификация работы Джонатана Лидбека; кредит «лиса»: модификация работы Кевина Бахера, NPS; кредит «шакал»: модификация работы Томаса А. Херманна, NBII, Геологическая служба США; кредит «волк» : модификация работы Роберта Дьюара; кредит «собака»: модификация работы «digital_image_fan»/Flickr)

На каком уровне кошки и собаки считаются частью одной группы?

Показать ответ

Посетите этот веб-сайт, чтобы классифицировать три организма — медведя, орхидею и морской огурец — от царства к виду. Чтобы запустить игру, в разделе «Классификация жизни» щелкните изображение медведя или кнопку «Запустить интерактив».

Недавний генетический анализ и другие достижения показали, что некоторые более ранние филогенетические классификации не соответствуют эволюционному прошлому; поэтому изменения и обновления необходимо вносить по мере появления новых открытий. Напомним, что филогенетические деревья являются гипотезами и модифицируются по мере поступления данных. Кроме того, классификация исторически была сосредоточена на группировке организмов в основном по общим характеристикам и не обязательно иллюстрировала, как различные группы соотносятся друг с другом с эволюционной точки зрения. Например, несмотря на то, что гиппопотам больше похож на свинью, чем на кита, гиппопотам может быть ближайшим живым родственником кита.

Проверьте свое понимание

Ответьте на вопросы ниже, чтобы узнать, насколько хорошо вы понимаете темы, затронутые в предыдущем разделе. В этом коротком тесте , а не учитываются при подсчете вашей оценки в классе, и вы можете пересдавать его неограниченное количество раз.

Используйте этот тест, чтобы проверить свое понимание и решить, следует ли (1) изучить предыдущий раздел дальше или (2) перейти к следующему разделу.

12.1: Организация жизни на Земле

Последнее обновление
Сохранить как PDF

Идентификатор страницы: 7043

OpenStax
OpenStax

Вся жизнь на Земле произошла от общего предка. Биологи наносят на карту родство организмов, строя филогенетические деревья. Другими словами, можно построить «древо жизни», чтобы проиллюстрировать, когда разные организмы развивались, и показать взаимоотношения между разными организмами, как показано на рисунке \(\PageIndex{1}\). Обратите внимание, что из одной точки три домена Archaea, Bacteria и Eukarya расходятся, а затем многократно разветвляются. Небольшая ветвь, которую занимают на этой диаграмме растения и животные (включая человека), показывает, насколько недавно возникли эти группы по сравнению с другими группами.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): В эволюции жизни на Земле три области жизни — археи, бактерии и эукариоты — разветвляются из одной точки. (кредит: модификация работы Эрика Габа)

Филогенетическое дерево на рисунке \(\PageIndex{1}\) иллюстрирует путь эволюционной истории. Путь можно проследить от зарождения жизни до любого отдельного вида, перемещаясь по эволюционным ветвям между двумя точками. Кроме того, начав с одного вида и проследив в обратном направлении до любой точки ветвления, можно идентифицировать организмы, связанные с ним различной степенью близости.

Филогенез — это эволюционная история и отношения между видами или группами видов. Изучение организмов с целью установления их взаимоотношений называется систематикой.

Многие дисциплины в рамках изучения биологии способствуют пониманию того, как прошлая и настоящая жизнь развивались с течением времени, и вместе они способствуют построению, обновлению и поддержанию «древа жизни». Собранная информация может включать данные, полученные из окаменелостей, изучения морфологии, строения частей тела или молекулярной структуры, например последовательности аминокислот в белках или нуклеотидов ДНК. Рассматривая деревья, созданные различными наборами данных, ученые могут составить филогению вида.

Ученые продолжают открывать новые виды жизни на Земле, а также новую информацию о персонажах, поэтому деревья меняются по мере поступления новых данных.

Уровни классификации

Таксономия (что буквально означает «закон аранжировки») — это наука о присвоении имен и группировке видов с целью создания общепринятой на международном уровне системы классификации. Система таксономической классификации (называемая также системой Линнея по имени ее изобретателя Карла Линнея, шведского натуралиста) использует иерархическую модель. Иерархическая система имеет уровни, и каждая группа на одном из уровней включает в себя группы на следующем самом низком уровне, так что на самом низком уровне каждый элемент принадлежит к ряду вложенных групп. Аналогией является ряд вложенных каталогов на основном диске компьютера. Например, в наиболее всеобъемлющей группе ученые делят организмы на три домена: бактерии, археи и эукариоты. Внутри каждого домена есть второй уровень, называемый королевством. Каждый домен содержит несколько королевств. Внутри царств следующими категориями возрастающей специфичности являются: тип, класс, отряд, семейство, род и вид.

В качестве примера уровни классификации домашней собаки показаны на рисунке \(\PageIndex{2}\). Группа на каждом уровне называется таксоном (множественное число: таксоны). Другими словами, для собаки Carnivora — это таксон на уровне отряда, Canidae — таксон на уровне семейства и так далее. Организмы также имеют общее название, которое обычно используют люди, например, домашняя собака или волк. Каждое название таксона пишется с заглавной буквы, кроме видов, а названия родов и видов выделены курсивом. Ученые называют организм по названию его рода и вида вместе, обычно называемому научным названием или латинским названием. Эта система с двумя именами называется биномиальной номенклатурой. Таким образом, научное имя волка — 9.0105 Волчанка . Недавнее исследование ДНК домашних собак и волков предполагает, что домашняя собака является подвидом волка, а не отдельным видом, поэтому ей дается дополнительное имя, указывающее на ее статус подвида, Canis lupus Familiaris .

Рисунок \(\PageIndex{2}\) также показывает, как таксономические уровни приближаются к специфичности. Обратите внимание, как внутри домена мы находим собаку, сгруппированную с самым большим разнообразием организмов. К ним относятся растения и другие организмы, не изображенные на рисунках, такие как грибы и простейшие. На каждом подуровне организмы становятся более похожими, потому что они более тесно связаны. До того, как была разработана теория эволюции Дарвина, натуралисты иногда классифицировали организмы, используя произвольное сходство, но поскольку теория эволюции была предложена в XIX в.^-го-го века биологи работают над тем, чтобы система классификации отражала эволюционные отношения. Это означает, что все члены таксона должны иметь общего предка и быть более тесно связаны друг с другом, чем с членами других таксонов.

Недавний генетический анализ и другие достижения показали, что некоторые более ранние таксономические классификации не отражают реальных эволюционных отношений, и поэтому по мере новых открытий необходимо вносить изменения и обновления. Одним из драматических и недавних примеров было разделение прокариотических видов, которые до XIX в.70 были классифицированы как бактерии. Их разделение на археи и бактерии произошло после признания того, что их большие генетические различия оправдывают их разделение на две из трех фундаментальных ветвей жизни.

ART CONNECTION

Рисунок \(\PageIndex{2}\): На каждом подуровне системы таксономической классификации организмы становятся более похожими.

Собаки и волки — это один и тот же вид, потому что они могут размножаться и производить жизнеспособное потомство, но они достаточно разные, чтобы их можно было отнести к разным подвидам. (кредит «растение»: модификация работы «berduchwal»/Flickr; кредит «насекомое»: модификация работы Джона Салливана; кредит «рыба»: модификация работы Кристиана Мелфюрера; кредит «кролик»: модификация работы Эйдана Войтас; кредит «кошка»: модификация работы Джонатана Лидбека; кредит «лиса»: модификация работы Кевина Бахера, NPS; кредит «шакал»: модификация работы Томаса А. Херманна, NBII, Геологическая служба США; кредит «волк» модификация работы Роберта Дьюара; кредит «собака»: модификация работы «digital_image_fan»/Flickr)

На каких уровнях кошки и собаки считаются частью одной группы?

КОНЦЕПЦИЯ В ДЕЙСТВИИ

Посетите этот сайт, чтобы узнать больше о таксономии.

Классификация и филогения

Ученые используют инструмент, называемый филогенетическим деревом, чтобы показать эволюционные пути и отношения между организмами. Филогенетическое дерево — это диаграмма, используемая для отражения эволюционных отношений между организмами или группами организмов. Иерархическая классификация групп, вложенных в более инклюзивные группы, отражена в диаграммах. Ученые считают филогенетические деревья гипотезой эволюционного прошлого, потому что невозможно вернуться во времени, чтобы подтвердить предполагаемые отношения.

В отличие от таксономической классификации, филогенетическое дерево можно рассматривать как карту истории эволюции, как показано на рисунке \(\PageIndex{3}\). Общие характеристики используются для построения филогенетических деревьев. Точка, где в дереве происходит разделение, называемая точкой ветвления, представляет собой место, где одна линия развилась в отдельные новые. Многие филогенетические деревья имеют единственную точку ветвления в основании, представляющую общего предка всех ветвей дерева. Ученые называют такие деревья корневыми, что означает наличие единого предкового таксона в основании филогенетического дерева, от которого происходят все организмы, представленные на схеме. Когда две линии происходят из одной и той же точки ветвления, их называют сестринскими таксонами, например, два вида орангутанов. Точка ветвления с более чем двумя группами иллюстрирует ситуацию, для которой ученые не установили окончательно отношения. Пример иллюстрируется тремя ветвями, ведущими к подвиду гориллы; их точные отношения еще не поняты. Важно отметить, что сестринские таксоны имеют общего предка, что не означает, что один таксон произошел от другого. Точка ветвления или раскол представляет собой общего предка, который существовал в прошлом, но которого больше не существует. Люди не произошли от шимпанзе (как и шимпанзе не произошли от человека), хотя они являются нашими ближайшими живыми родственниками. И люди, и шимпанзе произошли от общего предка, который, как считают ученые, жил шесть миллионов лет назад и внешне отличался как от современных шимпанзе, так и от современных людей.

Рисунок \(\PageIndex{3}\): Филогенетическое дерево имеет корни и показывает, как разные организмы, в данном случае виды и подвиды современных человекообразных обезьян, произошли от общего предка.

Точки ветвления и ветви в филогенетической древовидной структуре также подразумевают эволюционные изменения. Иногда существенные изменения характера выявляются на ветвях или точках ветвления. Например, на рисунке \(\PageIndex{4}\) точка ветвления, дающая начало линии млекопитающих и рептилий от линии лягушки, показывает происхождение признака амниотического яйца. Также у общего предка млекопитающих, пресмыкающихся, земноводных и челюстных рыб указана точка ветвления, дающая начало организмам с ногами.

Рисунок \(\PageIndex{4}\): Это филогенетическое дерево основано на организме, у которого отсутствовал позвоночный столб. В каждой точке ветвления организмы с разными признаками помещаются в разные группы.

Ограничения филогенетических деревьев

Легко предположить, что более близкородственные организмы выглядят более похожими, и хотя это часто бывает, это не всегда так. Если две близкородственные линии развились в значительно различающихся условиях или после эволюции крупной новой адаптации, они могут сильно отличаться друг от друга, даже в большей степени, чем другие группы, которые не так тесно связаны. Например, филогенетическое древо на рисунке \(\PageIndex{4}\) показывает, что у ящериц и кроликов есть амниотические яйца, тогда как у саламандр (в пределах линии лягушек) их нет; однако на первый взгляд ящерицы и саламандры кажутся более похожими, чем ящерицы и кролики.

Другой аспект филогенетических деревьев заключается в том, что, если не указано иное, ветви не показывают продолжительность времени, они показывают только порядок во времени эволюционных событий. Другими словами, длинная ветвь не обязательно означает, что прошло больше времени, а короткая ветвь не означает, что прошло меньше времени, если только это не указано на диаграмме. Например, на рисунке \(\PageIndex{4}\) дерево не показывает, сколько времени прошло между эволюцией амниотических яиц и волос. То, что показывает дерево, — это порядок, в котором происходили события. Снова используя рисунок \(\PageIndex{4}\), дерево показывает, что самым старым признаком является позвоночный столб, за которым следуют шарнирные челюсти и так далее. Помните, что любое филогенетическое дерево является частью большего целого, и, подобно настоящему дереву, оно не растет только в одном направлении после развития новой ветви. Итак, для организмов на рисунке \(\PageIndex{4}\) то, что развился позвоночник, не означает, что эволюция беспозвоночных прекратилась, это означает лишь то, что образовалась новая ветвь. Кроме того, группы, которые не являются близкородственными, но развиваются в сходных условиях, могут казаться более похожими друг на друга, чем на близкого родственника.

Резюме раздела

Ученые постоянно получают новую информацию, которая помогает понять эволюционную историю жизни на Земле. Каждая группа организмов прошла свой эволюционный путь, называемый своей филогенезом. Каждый организм имеет родство с другими, и на основе морфологических и генетических данных ученые пытаются составить карту эволюционных путей всей жизни на Земле. Исторически организмы были организованы в систему таксономической классификации. Однако сегодня многие ученые строят филогенетические деревья, чтобы проиллюстрировать эволюционные отношения, и ожидается, что система таксономической классификации будет отражать эволюционные отношения.

Art Connections

Рисунок \(\PageIndex{2}\): На каких уровнях кошки и собаки считаются частью одной и той же группы?

Ответить: Кошки и собаки являются частью одной и той же группы на пяти уровнях: оба относятся к домену Eukarya, царству Animalia, типу Chordata, классу Mammalia и отряду Carnivora.

Глоссарий

Биномиальная номенклатура: система научных названий организмов, состоящая из двух частей, включающая названия рода и вида

точка разветвления: точка на филогенетическом древе, где одна линия расщепляется на отдельные новые линии

класс: категория в системе таксономической классификации, относящаяся к типу и включающая отряды

домен: категория высшего уровня в системе классификации, включающая все таксономические классификации ниже нее; это самый инклюзивный таксон

семья: категория в системе таксономической классификации, относящаяся к порядку и включающая роды

род: категория в системе таксономической классификации, относящаяся к семейству и включающая виды; первая часть научного названия

королевство: категория в системе таксономической классификации, относящаяся к домену и включающая типы

заказ: категория в системе таксономической классификации, относящаяся к классу и включающая семейства

филогенетическое дерево: , используемая для отражения эволюционных отношений между организмами или группами организмов

филогения: эволюционная история и родство организма или группы организмов

тип: категория в системе таксономической классификации, относящаяся к королевству и включающая классы 9. 0156

с корневым доступом: , описывающее филогенетическое древо с единственной линией предков, к которой относятся все организмы, представленные на диаграмме

сестринские таксоны: две линии, отходящие от одной и той же точки ветвления

виды: наиболее конкретная категория классификации

систематика: наука об установлении эволюционных взаимоотношений организмов

таксон: единый уровень в системе таксономической классификации

таксономия: наука о классификации организмов

Авторы

Саманта Фаулер (Клейтонский государственный университет), Ребекка Руш (Общественный колледж Сэндхиллс), Джеймс Уайз (Хэмптонский университет). Оригинальный контент от OpenStax (CC BY 4.0; бесплатный доступ по адресу https://cnx.org/contents/b3c1e1d2-83…4-e119a8aafbdd).