Evolūcijas pakāpe — definīcija un nozīme bioloģijā
Evolūcijas pakāpe ir sugu grupa, kas atrodas vienā organizācijas līmenī.
Tas attiecas uz dzīvnieku vai augu grupu, kas ir ļoti līdzīgi, bet nav klods. Tiem ir līdzīga morfoloģiskā vai fizioloģiskā sarežģītība, un tie bieži vien ir piemēroti vienam un tam pašam dzīvesveidam.
Šo terminu ieviesa Džulians Hakslijs, lai pretstatītu to kladai, kas ir stingri filoloģētiska vienība. Klases kā termina lietošanu bioloģijā stingri atbalstīja Ernsts Mairs (Ernst Mayr), kurš arī norādīja, ka šis termins tika lietots jau kādu laiku pirms kladisma.
Kas ir evolūcijas pakāpe — skaidrojums
Evolūcijas pakāpe (angļu: evolutionary grade) apzīmē grupu organismu, kas līdzīgas pēc ārējām pazīmēm, funkcijām vai dzīvesveida un kuras izskatās kā vienots līmenis sarežģītības vai adaptācijas ziņā. Šādas grupas parasti neveido monofiletisku (vienas ciešas cilts) vienību, bet var būt parafilētiskas — tām pieder kopīgas pazīmes, bet tās neietver visus pēctečus, kas radījušies no kopēja priekšteča.
Kā atšķirt evolūcijas pakāpi no kladas
- Klada (monofiletiska grupa) ietver kopējo priekšteci un visus tā pēctečus — tā ir balstīta uz filogenētiskām attiecībām.
- Evolūcijas pakāpe balstīta uz morfoloģisku vai funkcionālu līdzību, nevis uz pilnīgu pēcteču iekļaušanu; tā var atstāt ārpusē vairāk attīstītus pēctečus (piem., putnus ārpus “rāpuļiem”).
Piemēri
- “Zivis” kā plašs izteiciens — tradicionāli iekļauj dažādas ūdens dzīvnieku grupas, kas ir līdzīgas ārēji, taču filogenētiski šī grupa ir parafilētiska, jo no dažām “zivju” grupām radušies ķirzakas un putni.
- Rāpuļi tradicionāli tiek lietots kā evolūcijas pakāpe, jo putni, kas radušies no rāpuļu izlases, bieži netiek iekļauti klasiskajā definīcijā.
- Paleontoloģijā bieži lieto pakāpes, lai aprakstītu pakāpeniskas pārmaiņas (piem., primitīvie dinozauri pret attīstītākiem dinozauriem), jo fosilās pazīmes var labāk atspoguļot funkcionālo līmeni nekā striktu cilvēcisku klāstu.
Nozīme bioloģijā
Evolūcijas pakāpes ir noderīgas, lai aprakstītu organismu funkcionālo līdzību un ekoloģisko lomu. Tās palīdz saprast adaptācijas attīstību, salīdzināt morfoloģiju un uzbūvi dažādos laika posmos, kā arī organizēt mācību materiālus un populārus aprakstus par organismu grupām.
Ierobežojumi un mūsdienu pieeja
- Evolūcijas pakāpes var maldināt, ja tās tiek uzskatītas par sistēmatiski pilnvērtīgām vienībām — mūsdienu taksonomijā priekšroka bieži tiek dota kladēm (monofiletiskām grupām), jo tās atspoguļo patiesās pēcteču attiecības.
- Molekulārie dati un filogenētiskās metodes ir mainījušas mūsu izpratni par daudzām tradicionālajām pakāpēm, liekot pārvērtēt klasifikāciju un dažkārt pārveidot taksonomiju, lai nodrošinātu monofilētiskumu.
- Tomēr praksē, it īpaši paleontoloģijā un ekoloģijā, pakāpes joprojām ir lietderīgs instruments, ja vien ir skaidri norādīts, ka tās nav obligāti identiskas kladām.
Secinājums
Evolūcijas pakāpe ir ērts jēdziens, lai runātu par organismu morfoloģisko un funkcionālo līmeni, taču to jālieto uzmanīgi, saprotot atšķirību no filogenētiski pamatotām kladēm. Mūsdienu bioloģiskā klasifikācija cenšas apvienot morfoloģisko un molekulāro informāciju, lai labāk atspoguļotu attīstības vēsturi un radniecības attiecības.
Bioloģiskās grupas kladogramma (dzimtas koks). Zaļais lodziņš var apzīmēt evolūcijas pakāpi, grupu, ko vieno anatomiskas un fizioloģiskas pazīmes, nevis filogēnija. Sarkanais un zilais lodziņš ir klades (t. i., pilnīgi monofilētiski apakšstumbri). Arī zilais un zaļais lodziņš kopā veido vienu kladi.
Fons
Evolūcijas pakāpe ir sugu grupa, ko vieno līdzības. Šo līdzību dēļ tām tika dots nosaukums. Taču tagad, lai tā būtu klada, tajā jāiekļauj visa grupa no pirmā zināmā locekļa līdz mūsdienām.
Visbiežāk minētais piemērs ir rāpuļi. 19. gadsimta sākumā tetrapodi tika iedalīti četrās pazīstamajās klasēs - abinieki, rāpuļi, putni un zīdītāji. Šajā sistēmā rāpuļus definēja pēc tādām pazīmēm kā klaidošas olas, ar zvīņām vai zvīņām klāta āda un "aukstas asinsrites" metabolisms.
Tomēr tagad mēs zinām, ka no amfībijām radās agrīnie olu dējēji amnioti. No tiem radās sauropsīdi (rāpuļu un putnu priekšteči) un sinapsīdi (zīdītāju priekšteči). "Rāpuļi" ir tikai kopīgs apzīmējums tiem sauropsīdiem, kas izdzīvoja līdz mūsdienām, izņemot putnus. Kā ikdienā lietojamu vārdu to saprot visi. Bet kā mūsdienu zinātniskais termins tas vairs nav labs un tiek izmantots mazāk.
Parafilētiskie un polifilētiskie taksoni bieži vien pārstāv evolūcijas pakāpes. Dažos gadījumos parafilētiskie taksoni ir apvienoti vienkārši tāpēc, ka nav daļa no citām grupām, un tā rodas tā sauktie atkritumu tvertnes taksoni.
Piemēri
- Ilgi tika uzskatīts, ka berofīti ir dabiska grupa, kas definēta kā sauszemes augi bez asinsvadu sistēmas. Molekulārie pierādījumi liecina, ka sūnas nav monofiliski, jo sūnas, akmeņsūnas un grīšļlapes patiesībā ir atsevišķas līnijas, no kurām sūnas ir vistuvāk vaskulāriem augiem. Tomēr šīm trim klodēm ir līdzīga sarežģītības pakāpe, un "sūnu klase" ir noderīgs kritērijs, analizējot agrīnos augus, - tā sniedz informāciju par fosiliju statusu, kuras ne vienmēr var klasificēt dzīvās grupās.
- Zivis ir viena no pakāpēm, jo no tām ir radušies sauszemes mugurkaulnieki. Faktiski visas trīs tradicionālās zivju klases (Agnatha, Chondrichthyes un Osteichthyes) pārstāv evolūcijas pakāpes. Acīmredzot visi turpinās lietot vārdu zivis; tas tikai norāda uz to, ka tās nav monofilētisks klods.
- Dinozauri un putni ir pareiza monofiliska grupa. Citādi tie nav.
- Labirintodonti ir evolūcijas pakāpe, un šī grupa taksonomijā vairs nav termins.
- Sinapsīdi nevar būt klods, ja tajā nav iekļauti zīdītāji.
- Nautiloīdi. Kladistiski raugoties, nautiloīdi ir parafilētu grupa ar kopīgām primitīvām pazīmēm, kas nav sastopamas atvasinātajiem galvkājiem. Citiem vārdiem sakot, tie ir evolūcijas pakāpe, no kuras, domājams, radušies gan amonoīdi, gan koleoīdi.
Bryophyta, sūnas plašā nozīmē, ir fizioloģiski primitīvi sauszemes augi.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir evolūcijas pakāpe?
A: Evolūcijas pakāpe ir sugu grupa vienā organizācijas līmenī, kas nav klods.
J: Kas radīja terminu "evolūcijas pakāpe"?
A: Terminu "evolūcijas pakāpe" radīja Džulians Hakslijs.
Kāda ir atšķirība starp klīdu un evolūcijas pakāpi?
A: Klaida ir stingri filoloģētiska vienība, bet evolūcijas pakāpe attiecas uz dzīvnieku vai augu grupu, kas ir ļoti līdzīgas, bet nav klīda.
J: Kāds ir evolūcijas pakāpes pazīmes piemērs?
A: Evolūcijas pakāpes raksturīgās pazīmes piemērs ir līdzīga morfoloģiskā vai fizioloģiskā sarežģītība.
J: Kas stingri atbalstīja "pakāpes" kā termina lietošanu bioloģijā?
A: Ernsts Mairs stingri atbalstīja "pakāpes" kā termina lietošanu bioloģijā.
J: Kāds ir termina "evolūcijas pakāpe" lietošanas mērķis?
A: Termina "evolūcijas pakāpe" lietošanas mērķis ir aprakstīt sugu grupu, kas ir līdzīgas morfoloģiski vai fizioloģiski, bet ne vienmēr cēlušās no viena kopēja priekšteča.
J: Cik sen bioloģijā tiek lietots termins "evolūcijas pakāpe"?
A: Saskaņā ar Ernsta Maira (Ernst Mayr) teikto terminu "pakāpe" lietoja jau kādu laiku pirms kladisma.
