Dzīvības koks (bioloģija)

Prekursori

Lamarks

Žans Baptists Lamarks (Jean-Baptiste Lamarck, 1744-1829) savā "Zooloģijas filozofijā" (1809) izveidoja pirmo dzīvnieku sazaroto koku. Tas bija otrādi sagriezts koks, kas sākās ar tārpiem un beidzās ar zīdītājiem. Tomēr Lamarks neticēja, ka visa dzīvā radusies no kopīgas izcelsmes. Tā vietā viņš uzskatīja, ka dzīvība sastāv no atsevišķām paralēlām līnijām, kas virzās no vienkāršas uz sarežģītu.

Hitchcock

Amerikāņu ģeologs Edvards Hičkoks (Edward Hitchcock, 1763-1864) 1840. gadā savā darbā "Elementārā ģeoloģija" (Elementary Geology) publicēja pirmo paleontoloģijā balstīto dzīvības koku. Uz vertikālās ass ir norādīti paleontoloģiskie periodi. Hičkoks izveidoja atsevišķu koku augiem (pa kreisi) un dzīvniekiem (pa labi). Augu un dzīvnieku koki diagrammas apakšdaļā nav savienoti. Turklāt katrs koks sākas ar vairākiem pirmsākumiem. Tomēr tie nebija evolūcijas koki, jo Hičkoks uzskatīja, ka pārmaiņu ierosinātājs ir dievība.

Vestiges

Roberta Čembersa grāmatas "Radīšanas dabas vēstures liecības" pirmais izdevums tika publicēts anonīmi 1844. gadā. Tā nodaļā "Hipotēze par augu un dzīvnieku karaļvalsts attīstību" bija kokam līdzīga shēma. Tajā attēlots embrioloģiskās attīstības modelis, kurā zivis (F), rāpuļi (R) un putni (B) ir zari no ceļa, kas ved uz zīdītājiem (M).

Tekstā šī sazarotā koka ideja tiek provizoriski attiecināta uz dzīvības vēsturi uz Zemes: "iespējams, ir sazarošanās". . ^p191

Edvarda Hičkoka (Edward Hitchcock) paleontoloģiskā tabula "Elementary Geology" (1840), izvelkamā formātā


Diagramma no grāmatas "Radīšanas dabas vēstures liecības", 1844. lpp.212.

Darvina dzīvības koks

Čārlzs Darvins (1809-1882) bija pirmais, kurš izveidoja dzīvības evolūcijas koku. Viņš bija ļoti piesardzīgs attiecībā uz iespēju rekonstruēt dzīvības vēsturi. Grāmatas "Par sugu rašanos" (1859) IV nodaļā viņš sniedza abstraktu teorētiskā dzīvības koka shēmu kādas vārdā nenosauktas lielas ģints sugām (sk. attēlu).

Darvins pats saka: "Tādējādi nelielas atšķirības, kas atšķir vienas sugas šķirnes, pakāpeniski palielināsies, līdz tās izlīdzināsies ar lielākām atšķirībām starp vienas ģints vai pat dažādu ģinšu sugām."

Atšķirībā no daudzus gadus vēlāk Ernsta Hēkela izveidotā lineārā koka, šis ir sazarošanās modelis, kurā sugām nav doti nosaukumi.

1872. gada sestajā izdevumā pārstrādātajā kopsavilkumā Darvins skaidro savus uzskatus par dzīvības koku:

Visu vienas klases būtņu radniecību dažkārt attēlo liels koks. Es uzskatu, ka šis salīdzinājums lielā mērā atbilst patiesībai. Zaļi un ziedoši zariņi var pārstāv esošās sugas; un tie, kas izauguši iepriekšējos gados, var pārstāv iznīkušo sugu seno pēctecību...
Lielos zaros sadalījušies zari, un tie sīkākos un mazākos zaros
sadalījušies zari paši savulaik, kad koks bija jauns, bija pumpuroti zariņi; un šis bijušo un tagadējo pumpuru savienojums ar sazarotiem zariem var labi atveidot visu izmirušo un dzīvo sugu iedalījumu grupās, kas ir pakārtotas grupām.
No daudzajiem zariņiem, kas uzplauka, kad koks bija tikai krūms, tikai divi vai trīs, kas tagad ir izauguši par lieliem zariem, vēl ir saglabājušies un nes citus zarus; tāpat arī ar sugām, kas dzīvoja sen pagājušos ģeoloģiskajos periodos, tikai dažas ir atstājušas dzīvus un pārveidotus pēcnācējus. No koka pirmā augšanas brīža daudzi zari un zari ir sapuvuši un nokrituši; un šie dažādu izmēru nokritušie zari var pārstāvēt veselas kārtas, dzimtas un ģintis, kurām tagad nav dzīvu pārstāvju un kuras mums ir zināmas tikai fosiliju veidā. Tāpat
kā mēs šad un tad redzam kādu tievu novilkušu zariņu, kas atsperas no kāda zema koka dakšas un kas nejaušības dēļ ir bijis labvēlīgs un joprojām ir dzīvs tā virsotnē, tā mēs reizēm redzam tādu dzīvnieku kā Ornithorhynchus (platipus) vai Lepidosiren (Dienvidamerikas plaušu zivs), kas savā radniecībā kaut kādā nelielā mērā savieno divas lielas dzīvības nozares un kas acīmredzot ir izglābts no nāvējošas konkurences, jo ir apmeties aizsargātā vietā.
Kā pumpuri augot rada svaigus pumpurus, un tie, ja ir spēcīgi, sazarojas un no visām pusēm pārsedz daudzus vājākus zarus, tā, manuprāt, paaudžu paaudzēs ir noticis ar lielo Dzīvības koku, kas ar saviem atmirušajiem un salauztajiem zariem aizpilda zemes garozu un klāj virsmu ar saviem mūžam sazarotajiem un skaistajiem zarojumiem.

- Darvins, 1872.

Dzīvības koka attēls, kas parādījās Darvina darbā "Par sugu rašanos dabiskās atlases ceļā" (1859). Tā bija vienīgā ilustrācija grāmatā.

Dzīvības koks šodien

Koka modelis joprojām tiek uzskatīts par derīgu eikariotiskām dzīvības formām. Pētījumi par eikarijotu koka agrīnākajiem zariem liecina, ka kokam ir vai nu četras virsgrupas, vai divas virsgrupas. Pagaidām nav vienprātības; pārskata rakstā Rodžers un Simpsons secina, ka "ņemot vērā pašreizējos pārmaiņu tempus mūsu izpratnē par eikarijotu dzīvības koku, mums vajadzētu rīkoties piesardzīgi".

Biologi tagad atzīst, ka prokariotiem, baktērijām un arhejām ir spēja nodot ģenētisko informāciju starp nesaistītiem organismiem, izmantojot horizontālo gēnu pārnesi (HGT). Rekombinācija, gēnu zudums, dublēšanās un gēnu radīšana ir daži no procesiem, ar kuru palīdzību gēni var tikt pārnesti baktēriju un arheju sugu iekšienē un starp tām, izraisot variācijas, kas nav vertikālās pārneses rezultāts. Arvien vairāk pierādījumu liecina, ka HGT notiek prokariotu organismos gan vienas, gan vairāku šūnu līmenī, un tagad parādās viedoklis, ka dzīvības koks sniedz nepilnīgu priekšstatu par dzīvības evolūciju. Tas bija noderīgs rīks, lai izprastu evolūcijas pamatprocesus, bet nevar izskaidrot visu situācijas sarežģītību.

Pašreizējais dzīvības koks, kurā redzama horizontāla gēnu pārnese.

Galerija

Saistītās lapas

• Dzīvības koka disambiguācijas lapa