Fenetikk - Phenetics

Denne artikkelen handler om klassifisering av organismer. For studium av talelyder, se Fonetikk .

I biologi , phenetics ( gresk : phainein - på) / f ɪ n ɛ t ɪ k s / , også kjent som taximetrics , er et forsøk på å klassifisere organismer basert på total likhet med, vanligvis i morfologi eller andre observerbare egenskaper, uansett deres fylogeni eller evolusjonære forhold. Det er nært knyttet til numerisk taksonomi som er opptatt av bruk av numeriske metoder for taksonomisk klassifisering. Mange bidro til utviklingen av fenetikk, men de mest innflytelsesrike var Peter Sneath og Robert R. Sokal . Bøkene deres er fortsatt primære referanser for denne underdisiplinen, selv om de nå er ute av trykk.

Fenetikk har i stor grad blitt erstattet av kladistikk for forskning på evolusjonære forhold mellom arter. Imidlertid har visse fenetiske metoder, som nabo-sammenføyning , funnet veien til fylogenetikk, som en rimelig tilnærming av fylogeni når mer avanserte metoder (som Bayesian-inferens ) er for beregningsdyr.

Fenetiske teknikker inkluderer forskjellige former for klynging og ordinering . Dette er sofistikerte måter å redusere variasjonen som organismer viser til et håndterbart nivå. I praksis betyr dette å måle dusinvis av variabler, og deretter presentere dem som to- eller tredimensjonale grafer. Mye av den tekniske utfordringen i fenetikk dreier seg om å balansere tapet av informasjon i en slik reduksjon mot det enkle å tolke de resulterende grafene.

Metoden kan spores tilbake til 1763 og Michel Adanson (i hans Familles des plantes ) på grunn av to delte grunnleggende prinsipper - generell likhet og like vekting - og moderne fenetikere blir noen ganger kalt neo-adansonian s.

Forskjell fra kladistikk

Fenetiske analyser er rotte , det vil si at de ikke skiller mellom plesiomorphies , egenskaper som er arvet fra en forfader, og apomorphies , egenskaper som utviklet seg på nytt i en eller flere linjer. Et vanlig problem med fenetisk analyse er at basale evolusjonære karakterer , som beholder mange plesiomorphies sammenlignet med mer avanserte linjer, ser ut til å være monofyletiske . Fenetiske analyser kan også bli villedet av konvergent evolusjon og adaptiv stråling . Kladistiske metoder har forsøkt å løse disse problemene.

Tenk for eksempel på sangfugler . Disse kan deles inn i to grupper - Corvida , som beholder gamle tegn i fenotype og genotype , og Passerida , som har mer moderne egenskaper. Men bare sistnevnte er en gruppe nærmeste slektninger; den førstnevnte er mange uavhengige og eldgamle slekter som er omtrent like fjernt knyttet til hverandre som hver enkelt av dem er til Passerida. I en fenetisk analyse vil den store grad av likhet blant Corvida få dem til å se ut til å være monofyletiske , men deres felles trekk var til stede i forfedrene til alle sangfugler allerede. Det er tapet av disse forfedre egenskapene snarere enn deres tilstedeværelse som betyr hvilke sangfugler som er nærmere knyttet til hverandre enn til andre sangfugler. Imidlertid er kravet om at taxa skal være monofyletisk - snarere enn parafyletisk som i tilfelle Corvida - i seg selv en del av det kladistiske synet på taksonomi, ikke nødvendigvis fulgt i absolutt grad av andre skoler.

De to metodene utelukker ikke hverandre. Det er ingen grunn til at f.eks. Arter som er identifisert ved hjelp av fenetikk ikke senere kan bli utsatt for kladistisk analyse for å bestemme deres evolusjonære forhold. Fenetiske metoder kan også være overlegne kladistikk når bare distinkten til beslektede taxa er viktig, siden beregningskravene er lavere.

Historien om fenetisme og kladisme som rivaliserende taksonomiske systemer er analysert i David Hulls bok " Science as a Process " fra 1988 .

I dag

Tradisjonelt var det mye opphetet debatt mellom fenetikere og kladister, da begge metodene opprinnelig ble foreslått for å løse evolusjonære forhold. Kanskje "høyvannsmerket" til fenetikk var DNA-DNA-hybridiseringsstudiene av Charles G. Sibley , Jon E. Ahlquist og Burt L. Monroe Jr. , som resulterte i 1990 Sibley-Ahlquist-taksonomien for fugler . Svært kontroversiell på den tiden har noen av funnene (f.eks. Galloanserae ) blitt rettferdiggjort, mens andre (f.eks. Altomfattende " Ciconiiformes " eller " Corvida ") har blitt avvist. Imidlertid, med datamaskiner som ble stadig mer kraftige og utbredte, ble mer raffinerte kladistiske algoritmer tilgjengelige og kunne sette Willi Hennigs forslag på prøve. Resultatene av kladistiske analyser viste seg å være bedre enn fenetiske metoder - i det minste når det gjaldt å løse fylogenier.

Mange systematikere fortsetter å bruke fenetiske metoder, spesielt når det gjelder spørsmål på artsnivå. Mens et hovedmål for taksonomi fortsatt er å beskrive 'livets tre' - den evolusjonære veien som forbinder alle arter - i feltarbeid, må man kunne skille en taxon fra en annen. Å klassifisere forskjellige grupper av nært beslektede organismer som skiller seg veldig subtilt, er vanskelig med en kladistisk tilnærming. Fenetikk gir numeriske verktøy for å undersøke overordnede variasjonsmønstre, slik at forskere kan identifisere diskrete grupper som kan klassifiseres som arter.

Moderne anvendelser av fenetikk er vanlige i botanikk , og noen eksempler finnes i de fleste utgaver av tidsskriftet Systematic Botany . Faktisk, på grunn av virkningene av horisontal genoverføring , polyploide komplekser og andre særegenheter av plantegenom , fenetiske teknikker i handler - skjønt mindre rikt helt - kan, i spesielle tilfeller, være mindre utsatt for feil sammenlignet med cladistic analyse av DNA-sekvenser .

I tillegg er mange av teknikkene utviklet av fenetiske taksonomer blitt adoptert og utvidet av miljøøkologer på grunn av et lignende behov for å håndtere store mengder data.

Se også

Referanser