Phát sinh chủng loại học

Tiến hóa sinh học
Một phần của loạt bài viết về
Sẻ Darwin theo nét vẽ của John Gould
Chỉ mục Dẫn nhập Chính Đại cương Thuật ngữ Bằng chứng Lịch sử
Quá trình và kết quả Di truyền học quần thể Biến dị Đa dạng Đột biến Chọn lọc tự nhiên Thích nghi Đa hình Phiêu bạt di truyền Dòng gen Sự hình thành loài Phát xạ thích nghi Hợp tác Đồng tiến hóa Đồng tuyệt chủng Phân tách Hội tụ Song song Tuyệt chủng
Lịch sử tự nhiên Nguồn gốc sự sống Lịch sử tiến hóa Lịch trình tiến hóa Tiến hóa loài người Cây phát sinh Đa dạng sinh học Địa lý sinh học Phân loại Đơn vị phân loại tiến hóa Miêu tả theo nhánh học Hóa thạch chuyển tiếp Sự kiện tuyệt chủng
Lịch sử lý thuyết tiến hóa Tổng quan Phục Hưng Trước Darwin Darwin Nguồn gốc các loài Trước thuyết tổng hợp Thuyết tổng hợp hiện đại Tiến hóa phân tử Sinh học phát triển tiến hóa Nghiên cứu hiện tại Lịch sử phát sinh loài Lịch sử cổ sinh vật học (Dòng thời gian)
Lĩnh vực và ứng dụng Ứng dụng của tiến hóa Tội phạm học sinh học xã hội Di truyền học sinh thái Thẩm mĩ học tiến hóa Nhân loại học tiến hóa Mô hình hóa tiến hóa Kinh tế học tiến hóa Nhận thức luận tiến hóa Đạo đức học tiến hóa Lý thuyết trò chơi tiến hóa Ngôn ngữ học tiến hóa Y học tiến hóa Khoa học thần kinh tiến hóa Sinh lý học tiến hóa Tâm lý học tiến hóa Tiến hóa thực nghiệm Phát sinh chủng loại học Cổ sinh vật học Chọn giống vật nuôi Thí nghiệm về phát sinh loài Sinh học xã hội Hệ thống học Học thuyết Darwin tổng quát
Tác động xã hội Tiến hóa giữa vai trò sự thật và học thuyết Ảnh hưởng xã hội Mâu thuẫn giữa tiến hóa-tạo hóa Các cuộc chống đối thuyết tiến hóa Mức ủng hộ
Thể loại Chủ đề liên quan
x t s

Phát sinh chủng loại học (tiếng Anh: Phylogenetics /faɪlɵdʒɪnɛtɪks/, có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp: φυλή, φῦλον - phylé, phylon = chủng loại, bộ tộc, bộ lạc, thị tộc, gia tộc; γενετικός - genetikós = phát sinh, nguồn gốc) ^[1]^[2] là một ngành trong sinh học nghiên cứu về hệ thống phát sinh chủng loại, hay lịch sử tiến hóa, phát triển và các mối quan hệ giữa các nhóm sinh vật (ví dụ như loài, hoặc quần thể).^[3]

Chúng được phát hiện chủ yếu thông qua các ma trận dữ liệu phân tử, dựa trên trình tự axit nucleic và cấu trúc protein. Kết quả của một nghiên cứu phát sinh chủng loại học là một phát sinh chủng loại - một giả thuyết về lịch sử tiến hóa của các nhóm phân loại.

Các mối quan hệ này được giả thuyết bằng các phương pháp suy luận phát sinh loài đánh giá các đặc điểm di truyền quan sát được, chẳng hạn như trình tự DNA hoặc hình thái, thường theo một mô hình tiến hóa cụ thể của các đặc điểm này. Kết quả của phân tích như vậy là phát sinh chủng loại (còn được gọi là cây phát sinh chủng loại) — một giả thuyết sơ đồ về các mối quan hệ phản ánh lịch sử tiến hóa của một nhóm sinh vật.^[4]

Các ngọn của cây phát sinh loài có thể là đơn vị phân loại sống hoặc hóa thạch, và đại diện cho 'phần cuối', hoặc phần hiện tại, trong một dòng tiến hóa. Một sơ đồ phát sinh loài có thể có hoặc không có gốc rễ. Sơ đồ gốc cây cho biết tổ tiên chung giả định, hoặc dòng dõi tổ tiên, của cây. Một sơ đồ cây chưa được lấy gốc (một mạng lưới) không đưa ra giả định về dòng tổ tiên và không chỉ ra nguồn gốc hoặc "gốc rễ" của đơn vị phân loại được đề cập hoặc hướng của các phép biến đổi tiến hóa được suy ra.^[5]

Ngoài việc sử dụng thích hợp chúng để suy ra các kiểu phát sinh loài giữa các đơn vị phân loại, các phân tích phát sinh loài thường được sử dụng để thể hiện mối quan hệ giữa các bản sao gen hoặc các sinh vật riêng lẻ. Việc sử dụng như vậy đã trở thành trọng tâm để hiểu về đa dạng sinh học, tiến hóa, sinh thái học và hệ gen.

Xây dựng cây phát sinh chủng loại

Vai trò của hóa thạch

Bởi vì nhiều đặc trưng như phôi thai, hoặc mô mềm, hoặc các đặc trưng phân tử, rất khó có thể trở thành hóa thạch, dù là ở mức độ tốt nhất, và việc diễn giải các hóa thạch là mơ hồ hơn so với việc diễn giải các loài còn sinh sống, nên các loài đã tuyệt chủng gần như lúc nào cũng có tỷ lệ dữ liệu bị thiếu cao hơn so với những loài đang sinh sống. Tuy nhiên, bất chấp những hạn chế này, việc bao gồm các hóa thạch vẫn là vô giá, vì nó có thể cung cấp thông tin trong đoạn thưa thớt của cây tiến hóa, chia nhỏ các nhánh dài và ràng buộc các trạng thái đặc trưng trung gian. Vì vậy, các đơn vị phân loại hóa thạch cũng đóng góp nhiều vào việc phân giải cây tiến hóa như các đơn vị phân loại hiện đại^[6]. Các hóa thạch cũng có thể ràng buộc độ tuổi của các dòng dõi và bằng cách ấy chứng minh một cây tiến hóa phù hợp như thế nào với các dữ liệu địa tầng^[7]; miêu tả theo nhánh học địa tầng hợp nhất thông tin niên đại vào các ma trận dữ liệu cho các phân tích phát sinh chủng loại.

Tham khảo

^ “phylogenetic”. Dictionary.com Chưa rút gọn. Random House.
^ “phylogenetic”. Merriam-Webster Dictionary.
^ Liddell, Henry George; Scott, Robert; Jones, Henry Stuart (1968). A Greek-English lexicon (ấn bản 9). Oxford: Clarendon Press. tr. 1961.
^ “phylogeny”. Biology online. Truy cập ngày 22 tháng 10 năm 2020.
^ “Phylogenetic Trees”. www.cs.tau.ac.il. Truy cập ngày 22 tháng 10 năm 2020.
^ Cobbett, Andrea; Wilkinson, Mark; Wills, Matthew (2007). “Fossils Impact as Hard as Living Taxa in Parsimony Analyses of Morphology”. Systematic Biology. 56 (5): 753–66. doi:10.1080/10635150701627296. PMID 17886145.
^ Huelsenbeck, John P. (1994). “Comparing the Stratigraphic Record to Estimates of Phylogeny”. Paleobiology. 20 (4): 470–83. JSTOR 2401230.

Sách tham khảo

Schuh, Randall T.; Brower, Andrew V.Z. (2009). Biological Systematics: principles and applications (ấn bản 2). Ithaca: Comstock Pub. Associates/Cornell University Press. ISBN 978-0-8014-4799-0. OCLC 312728177.
Forster, Peter; Renfrew, Colin biên tập (2006). Phylogenetic Methods and the Prehistory of Languages. McDonald Institute Press, University of Cambridge. ISBN 978-1-902937-33-5. OCLC 69733654.
Baum, David A.; Smith, Stacey D. (2013). Tree Thinking: an introduction to phylogenetic biology. Greenwood Village, CO: Roberts and Company. ISBN 978-1-936221-16-5. OCLC 767565978.
Stuessy, Tod F. (2009). Plant Taxonomy: The Systematic Evaluation of Comparative Data. Columbia University Press. ISBN 0-231-14712-0. Truy cập ngày 6 tháng 2 năm 2014.

Liên kết ngoài

The Tree of Life
Interactive Tree of Life
PhyloCode Lưu trữ 2005-05-07 tại Wayback Machine
ExploreTree Lưu trữ 2010-07-04 tại Wayback Machine
UCMP Exhibit Halls: Phylogeny Wing
Willi Hennig Society
Filogenetica.org in Spanish Lưu trữ 2019-12-24 tại Wayback Machine
PhyloPat, Phylogenetic Patterns Lưu trữ 2007-06-30 tại Wayback Machine
SplitsTree Lưu trữ 2018-03-14 tại Wayback Machine, program for computing phylogenetic trees and unrooted phylogenetic networks
Dendroscope Lưu trữ 2013-05-30 tại Wayback Machine, program for drawing phylogenetic trees and rooted phylogenetic networks
Phylogenetic inferring on the T-REX server Lưu trữ 2020-09-18 tại Wayback Machine
Mesquite Lưu trữ 2013-12-28 tại Wayback Machine
NCBI – Systematics and Molecular Phylogenetics
Sydney Brenner's seminars: "What Genomes Can Tell Us About the Past" Lưu trữ 2013-11-04 tại Wayback Machine
Mikko's Phylogeny Archive
Who is Who in Phylogenetic Networks research papers related to the phylogenetic network
Phylogenetic Reconstruction from Gene-Order Data
ETE: A Python Environment for Tree Exploration Lưu trữ 2014-05-25 tại Wayback Machine This is a programming library to analyze, manipulate and visualize phylogenetic trees. See: Huerta-Cepas, Jaime; Dopazo, Joaquín; Gabaldón, Toni (2010). “ETE: A python Environment for Tree Exploration”. BMC Bioinformatics. 11: 24. doi:10.1186/1471-2105-11-24. PMC 2820433. PMID 20070885.
PhylomeDB: A public database hosting thousands of gene phylogenies ranging many different species. See: Huerta-Cepas, J.; Capella-Gutierrez, S.; Pryszcz, L. P.; Denisov, I.; Kormes, D.; Marcet-Houben, M.; Gabaldón, T. (2010). “PhylomeDB v3.0: An expanding repository of genome-wide collections of trees, alignments and phylogeny-based orthology and paralogy predictions”. Nucleic Acids Research. 39 (Database issue): D556–60. doi:10.1093/nar/gkq1109. PMC 3013701. PMID 21075798.
Lents, N. H.; Cifuentes, O. E.; Carpi, A. (2010). “Teaching the Process of Molecular Phylogeny and Systematics: A Multi-Part Inquiry-Based Exercise”. Cell Biology Education. 9 (4): 513. doi:10.1187/cbe.09-10-0076.