Kladistik – vad är klader? Definition, monofyli och klassificering
Upptäck kladistik: definition av klader, monofyli och moderna metoder för organismklassificering. Klar, lättförståelig guide för studenter och biologer.
Kladistik är en metod för att klassificera organismer i grupper som kallas klader.
En klad (grekiska = gren) är en grupp organismer med en gemensam förfader och alla dess ättlingar (och inget annat). En sådan klad är monofyletisk. Termen "klad" myntades av den engelske biologen Julian Huxley.
Vad menas med en klad?
En klad är alltså en evolutionär avdelning i livets släktträd. För att en grupp ska vara en riktig klad (d.v.s. monofyletisk) måste den:
- ha en gemensam förfader, och
- innefatta alla kända ättlingar till den förfadern.
Det innebär att man inte får utesluta någon gren som härstammar från samma förfader utan att gruppen då blir ofullständig ur ett fylogenetiskt perspektiv.
Monofyli, parafyli och polyfyli
Begreppen som används för att beskriva hur evolutionära grupper förhåller sig till varandra är viktiga:
- Monofyletisk (klad): grupp bestående av en förfader och alla dess ättlingar.
- Parafyletisk: grupp som innehåller en förfader och vissa, men inte alla, av dess ättlingar. Exempel: den traditionella gruppen "reptiler" är parafyletisk om fåglar exkluderas, eftersom fåglar härstammar från samma förfader som andra reptiler.
- Polyfyletisk: grupp som består av organismer från flera olika förfäder, där likheter beror på konvergent evolution snarare än gemensamt ursprung.
Hur bestäms klader?
Kladistiska analyser bygger på att hitta delade härledda egenskaper (synapomorfier) som tyder på gemensamt ursprung. Dessa egenskaper kan vara morfologiska (skelettdrag, organstruktur) eller molekylära (DNA-, RNA- eller proteinkaraktärer). Modern kladistik använder ofta datorbaserade metoder för att jämföra stora dataset och skapa fylogenetiska träd som visar troliga släktskap.
Kladogram och fylogenetiska träd
Ett kladogram är en grafisk representation av ett antaget släktträd där grenar visar relationer mellan taxon. Längden på grenarna kan ibland representera förändringsmängd eller tid, men inte alltid. Tolkningsprincipen är att när två taxon delar en nod på trädet har de en gemensam förfader vid den noden.
Exempel och tillämpning
- Mammalier (däggdjur) utgör en monofyletisk grupp kännetecknad av bland annat mjölkkörtlar och hår.
- Fåglar betraktas idag som en del av dinosauriernas klad, vilket gör att den klassiska gruppen "dinosaurier" är monofyletisk men traditionella "reptiler" var parafyletiska om fåglarna lämnades utanför.
- Inom botaniken och mikrobiologin har molekylär kladistik lett till omfattande omklassificeringar när DNA-data visat nya släktskap.
Varför kladistik är viktig
Kladistiken hjälper till att göra biologisk systematik mer konsekvent genom att fokusera på evolutionära relationer snarare än enbart yttre likheter. Det gör att taxonomiska grupper bättre speglar organismers gemensamma historia och underlättar jämförelser inom evolution, ekologi och biogeografi.
Begränsningar och kritik
Trots sina fördelar finns utmaningar: tolkningsproblem kring homoplasier (likheter som uppstått oberoende), ofullständigt fossilt material, och osäkerheter i analysmetoder kan leda till olika alternativa träd. Därför kombineras ofta flera typer av data och metoder för att få robusta slutsatser.
Sammanfattningsvis är kladistik ett kraftfullt verktyg för att förstå hur livets mångfald är organiserad genom evolution och för att skapa klassificeringar som återspeglar gemensamt ursprung.
En klad i trädform: Progoneata är en klad av millipider som inkluderar Symphyla, Pauropoda och Diplopoda.
Exempel
Fåglar, dinosaurier, krokodiler och alla andra (levande eller utdöda) ättlingar till deras senaste gemensamma förfader bildar en klad. Inom biologisk systematik är en kladek en enda gren på livets träd, en monofyletisk grupp. Den biologiska klassificeringen kräver att en sådan naturlig grupp av organismer sätts samman och ges ett taxonomiskt namn.
Detta gör att klassificeringen överensstämmer med fylogenin (hur levande varelser har utvecklats). Inom kladistik är klader de enda godtagbara enheterna.
Vissa varianter av kladistik har varit föremål för kontroverser. p226
Kladogram (släktträd) för en biologisk grupp. De röda och blå rutorna representerar klader, dvs. fullständiga grenar. Den gröna rutan är inte en klad, utan representerar snarare en evolutionär grad, en ofullständig grupp: den blå kladen härstammar från samma förfader men ingår inte i den.
Historia om kladistik
Begreppet kladeravsnitt introducerades 1958 av Julian Huxley, cladistic av Cain och Harrison 1960 och cladist (för en anhängare av Hennigs skola) av Mayr 1965. Hennig kallade sin egen metod för fylogenetisk systematik. Från tiden för hans ursprungliga formulering till slutet av 1980-talet förblev kladistik en minoritetsmetod för klassificering.
På 1990-talet blev den snabbt den dominerande klassificeringsmetoden inom evolutionsbiologin. Datorer gjorde det möjligt att bearbeta stora mängder data om organismer och deras egenskaper (traits). Ungefär samtidigt gjorde utvecklingen av effektiva sekvensanalysmetoder det möjligt att tillämpa kladistiska analysmetoder på biokemiska och molekylära egenskaper hos organismerna såväl som på anatomiska egenskaper.
Under några decennier i mitten och slutet av 1900-talet var numerisk taxonomi en vanlig metod.p221 Denna metod innebar inget försök att lösa fylogeni, utan endast likheter. Svagheten med denna metod var att den utelämnade sambandet mellan klassificering och evolution.
Fylogenetisk nomenklatur
Fylogenetisk nomenklatur är ett sätt att ge namn åt de grupper (klasser) som har fastställts med hjälp av kladistiska metoder. Den skiljer sig på många sätt från den linneanska nomenklaturen. Kritiker av fylogenetisk nomenklatur är bland annat Ashlock, Mayr och Williams.
| Fylogenetisk nomenklatur | Linné-nomenklaturen |
| Hanterar godtyckligt djupa träd. | Den är inriktad på träd som är 4-12 nivåer djupa. |
| Det primära målet är att återspegla evolutionsprocessen, så som den för närvarande förstås. | Det primära målet är att gruppera organismer på ett tydligt och användbart sätt. |
| Anser att trädets form kommer att ändras ofta i takt med nya upptäckter. | Nya upptäckter kan kräva att släkten, klasser, ordnar och kungadömen höjs på nytt. |
| Begränsat till enheter som är besläktade genom evolution eller släktskap. | Stödjer grupperingar när evolutionen eller släktskapet inte är helt kända. |
| Innehåller inte någon process för att namnge arter. | Inkluderar ett förfarande för att ge arter unika namn. |
| ignorerar etablerade parafyletiska grupper som reptiler. | Tillstånd för välkända grupper som reptiler. |
| Begränsat till organismer som utvecklats genom nedärvda egenskaper; inte tillämpligt på hybridorganismer eller när lateral överföring har skett. | Gäller alla organismer, oavsett evolutionär mekanism. |
Monofyli och parafyli
Monofyly definieras på olika sätt inom evolutionsbiologi och kladistik. Inom evolutionsbiologin avser termen monofyletisk en grupp organismer som härstammar från sin senaste gemensamma förfader. En monofyletisk grupp kan omfatta alla eller endast en del av den gemensamma förfaderns ättlingar. Förfadern kan vara en taxon av olika rang.
Inom kladistik är däremot en monofyletisk grupp en grupp som består av alla de förmodade ättlingarna till en ursprunglig art.
Inom kladistik är en grupp som endast omfattar några av de ursprungliga arternas ättlingar inte monofyletisk utan parafyletisk. Syftet med kladistik är att blockera monofyletiska klasser. Därför måste elementen i en parafyletisk grupp omorganiseras så att de bildar en eller flera klasser. Graden av likhet är inte ett kriterium för att gruppera organismer i klasser.
Relaterade sidor
Frågor och svar
F: Vad är kladistik?
S: Cladistics är den vetenskapliga metoden att kategorisera levande organismer i grupper som kallas clades baserat på deras evolutionära relationer.
F: Vad är en klad?
S: En klad är en grupp organismer som delar en gemensam förfader och alla dess avkomlingar, vilket innebär att kladen är monofyletisk och utesluter alla andra avkomlingar.
F: Vem myntade termen "klad"?
S: Termen "klad" myntades av den engelske biologen Julian Huxley.
F: Vad är innebörden av ordet "klad"?
S: Ordet "clade" kommer från det grekiska ordet "gren" och syftar på en grupp organismer som har en gemensam härstamning och utvecklingshistoria.
F: Är en klad monofyletisk?
S: Ja, en klad är monofyletisk, vilket innebär att alla medlemmar i gruppen har en gemensam förfader och alla dess avkomlingar.
F: Vilka organismer kan grupperas under en klad?
S: Alla levande organismer som har en gemensam förfader och evolutionär historia kan grupperas under en klad.
F: Vad är betydelsen av kladistik inom biologin?
S: Cladistics tillhandahåller en objektiv och rigorös metod för att förstå de evolutionära relationerna mellan levande organismer, vilket är viktigt för fylogenetisk klassificering och förståelse av ursprunget till och diversifieringen av livet på jorden.
Sök