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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,简称谱系学發生學,是研究及推理生物个体或群体(例如物种种群)间演化史及关系的科学方法,属于系统分类学的一部分。

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 1],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[2]。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。

註:生物分类学是生物的识别、命名和分类,它通常由系统分类学和系统发生学提供丰富的信息,但两“分类学”在方法论和逻辑上,仍然是不同的学科[3]

研究方法

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

性状(特征)分为同源和同功两种。

  • 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(翼龙蝙蝠),鳍(企鹅鱼龙),手(人类和一些恐龙),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) 。

  • 同功,例如同功器官外形的相似,功能的相同,但它们却是通过趋同演化独立发展出来开的。如墨鱼眼睛脊椎动物的眼睛,它们外形构造相似,功能都是感光。但透过显微镜可看到,它们的微细结构不一样。对个体发生的研究显示,它们是从不同胚层发育而来的。同功现象并是亲缘关系的证据。

备注

  1. ^ 系统发生”或“系统发生学”的语源是古希腊语 φυλογένεση ;词头 φυλο 的现代希腊语是 fílo ——“种系、宗族”之义;词尾 γεννήση 的现代希腊语是 jénnissi ——“起源,血统”之义[1]

参考文献

  1. ^ Liddell, Henry George英语Henry George Liddell; Scott, Robert英语Robert Scott (philologist); Jones, Henry Stuart英语Henry Stuart-Jones. A Greek-English lexicon 9. Oxford: Clarendon Press. 1968: 1961. 
  2. ^ phylogeny. Biology online. [2013-02-15]. (原始内容于2013-03-31). 
  3. ^ Edwards AWF英语A. W. F. Edwards; Cavalli-Sforza LL英语Luigi Luca Cavalli-Sforza. 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. 

延伸阅读

外部链接

系统发生学, 此條目需要精通或熟悉相关主题的编者参与及协助编辑, 2014年4月4日, 請邀請適合的人士改善本条目, 更多的細節與詳情請參见討論頁, 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, 属于系统分类学的一部分, 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, 假定, 这些生物间的关系, 这种分析推理方法的结果, 就是, 系. 此條目需要精通或熟悉相关主题的编者参与及协助编辑 2014年4月4日 請邀請適合的人士改善本条目 更多的細節與詳情請參见討論頁 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 属于系统分类学的一部分 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 1 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 2 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 註 生物分类学是生物的识别 命名和分类 它通常由系统分类学和系统发生学提供丰富的信息 但两 分类学 在方法论和逻辑上 仍然是不同的学科 3 目录 1 研究方法 2 性状的演变 3 备注 4 参考文献 5 延伸阅读 6 外部链接研究方法 编辑系统发生学的研究通过以下的手段实现 化石形态学和解剖学特征的比较和研究 现存生物的形态学 解剖学和生理学特征的比较 生物 特别是现存生物的个体发生研究 DNA分析 例如测序和分子系统发生学方法 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 编辑性状 特征 分为同源和同功两种 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 同功 例如同功器官外形的相似 功能的相同 但它们却是通过趋同演化独立发展出来开的 如墨鱼的眼睛和脊椎动物的眼睛 它们外形构造相似 功能都是感光 但透过显微镜可看到 它们的微细结构不一样 对个体发生的研究显示 它们是从不同胚层发育而来的 同功现象并不是亲缘关系的证据 备注 编辑 系统发生 或 系统发生学 的语源是古希腊语 fylogenesh 词头 fylo 的现代希腊语是 filo 种系 宗族 之义 词尾 gennhsh 的现代希腊语是 jennissi 起源 血统 之义 1 参考文献 编辑 Liddell Henry George 英语 Henry George Liddell Scott Robert 英语 Robert Scott philologist Jones Henry Stuart 英语 Henry Stuart Jones 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 Edwards AWF 英语 A W F Edwards Cavalli Sforza LL 英语 Luigi Luca Cavalli Sforza 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 延伸阅读 编辑演化 生物学 古生物学 生物分類法 支序分类学 系統分類學 分子系统发生学 最大簡約法 语言系属分类 數理生物學 演化網路外部链接 编辑 生物学主题 遗传学主题 Beitrage zur Verhaltensphylogenese 页面存档备份 存于互联网档案馆 取自 https zh wikipedia org w index php title 系统发生学 amp oldid 75924876, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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