系统发生学
系统发生学(英語:phylogenetics)又称种系发生学、谱系发生学、亲缘关系学,简称谱系学或發生學,是研究及推理生物个体或群体(例如物种或种群)间演化史及关系的科学方法,属于系统分类学[註 1]的一部分。
上级分类 | 系統分類學、演化生物学 ![]() |
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研究對象 | 种系发生、演化 ![]() |
特性 | 系统发生命名法 ![]() |
从业者 | phylogeneticist ![]() |
Stack Exchange標籤 | https://stackoverflow.com/tags/phylogeny ![]() |
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系统发生学的推理方法,通常在性状演变的特定模型下,评估可观察到的遗传性状(例如DNA序列或生物形态)来“假定”这些生物间的关系。这种分析推理方法的结果,就是系统发生(phylogeny)[註 2],也称为系统发生树(phylogenetic tree)——可显示一群生物演化史的关系图解假说[3]。系统发生树的尖端可以是生物体或化石,且代表演化谱系中的现今生物或“末端”生物。
利用系统发生学来分析种系的基本原则是:两个演化支具有“相同的性状状态”是它们对于“共有祖先同一状态”的保留;而现存生物的性状就是演化史的纪录,可作为重建演化史的依据。由系统发生分析的原则,建构了支序分类学的基本逻辑;而系统发生分析已成为理解生物多样性、演化、生态学和基因组的核心。
系统发生学这个概念不单止用于生物种系的发生與发展,还会用在系统分类学各个层面的分类单元上面。它也会被用到某一性状在种系发生过程中的演化这一方面。
研究方法
编辑系统发生学的研究通过以下的手段实现:
通过这些数据,人们就可以为生物建立一棵系統發生樹(演化树),其中描述了各个物种之间可能有的亲缘关系。
系统发生学研究的最大困难是,系统发生学的进化过程是不能被直接通过观察和实验被证实的。所以各个方面的证据都要被综合起来分析。由于对这些证据的侧重不同,会经常造成有多个不同的演化树版本,例如原口类动物的几个门究竟是归到蜕皮动物(来自遗传学方面的证据)还是触手动物(形态学方面的证据)。
性状的演变
编辑- 同源,例如同源器官或是同源的行为方式,会显示出相同的躯体基本构造,因为环境的不同而进化成不同的外形或功能。同源器官的外形和功能可以相差很大。一个很好的例子就是脊椎动物的前肢。它们可以成为足,翅膀(鸟, 翼龙,蝙蝠),鳍(鱼,企鹅,鱼龙,鲸),手(人类,猿和一些恐龙),挖掘工具(田鼠,裸鼴鼠,袋鼹)。但其骨骼构造却是相似的。这些相似性只能用系统发生学的理论去解释。
同源特征证实了物种间的亲缘关系,是重构进化树的有力手段。同源现象在生物学中可以进一步分为直系同源(直系同源是指在不同物种中的某一基因來自同一祖先)和旁系同源(种系间的基因复制) 。
备注
编辑参考文献
编辑- ^ Edwards AWF; Cavalli-Sforza LL. Reconstruction of evolutionary trees. Heywood, Vernon Hilton; McNeill, J. (编). Phenetic and Phylogenetic Classification. 1964: 67–76. OCLC 733025912.
Phylogenetics is the branch of life science concerned with the analysis of molecular sequencing data to study evolutionary relationships among groups of organisms.
- ^ Liddell, Henry George; Scott, Robert; Jones, Henry Stuart. A Greek-English lexicon 9. Oxford: Clarendon Press. 1968: 1961.
- ^ phylogeny. Biology online. [2013-02-15]. (原始内容存档于2013-03-31).