Fülogeneesi bioloogia

Taksonoomilised süsteemid

Taksonoomia, organismide klassifitseerimise teadus, põhineb fülogeenial. Varastel taksonoomilistel süsteemidel puudus teoreetiline alus; organismid rühmitati nähtava sarnasuse järgi. Alates 1859. aastal avaldatud Charles Darwini teemal "Liigi päritolu loomuliku valiku abil" on taksonoomia siiski rajanud evolutsioonilise põlvnemise ja seose aktsepteeritud ettepanekutele.

Fülogeneesia andmed ja järeldused näitavad selgelt, et elupuu on ajaloolise evolutsiooniprotsessi tulemus ja et rühmade sisesed ja nendevahelised sarnasused vastavad ühiste esivanemate põlvnemisega seotud suhetele. Täielikult arenenud fülogenees on oluline taksonoomia kujundamiseks, mis kajastaks looduslikke suhteid elusolendite maailmas.

Tõendid konkreetsete fülogeneeside kohta

Fülogeneesid postuleerivad bioloogid saavad oma kõige kasulikumad tõendid paleontoloogia, võrdleva anatoomia, võrdleva embrüoloogia ja molekulaargeneetika valdkondadest. Kasulikud on ka geenide molekulaarstruktuuri ning floora ja fauna geograafilise jaotuse uuringud. Fossiilide registrit kasutatakse sageli kõvasid kehaosi sisaldavate rühmade fülogeneesi määramiseks; seda kasutatakse ka liikide tõendite põhjal konstrueeritud fülogeneeside liikide lahknemise aegade tänasel kuupäeval.

Enamik fülogeneetiliste otsuste tegemiseks kasutatud andmetest on pärit võrdlevalt anatoomiast ja embrüoloogiast, ehkki neid ületavad kiiresti molekulaarsete andmete abil loodud süsteemid. Erinevatele liikidele ühiste tunnuste võrdlemisel üritavad anatomistid eristada homoloogiaid ehk ühiselt esivanemalt päritud sarnasusi analoogiatest või sarnasusi, mis tekivad vastusena sarnastele harjumustele ja elutingimustele.

20. sajandi teisel poolel ja 21. sajandi alguses läbi viidud biokeemilised uuringud andsid fülogeneetilistes uuringutes väärtuslikku teavet. Arvestades valkude ja desoksüribonukleiinhappe (DNA) molekulide moodustavate ühikute järjestuste erinevusi, on teadlased välja töötanud tööriista, mille abil mõõta erinevate liikide erinevuse astet pärast ühistest esivanematest väljaarenemist. Kuna mitokondrite DNA mutatsioonimäär on tuuma-DNA-ga võrreldes väga kõrge, on see olnud kasulik suhete loomiseks hiljuti lahknenud rühmade vahel. Põhimõtteliselt on molekulaargeneetika rakendamine süstemaatikas sarnane radioisotoopide kasutamisega geoloogilises tutvumises: molekulid muutuvad erineva kiirusega, mõned, näiteks mitokondriaalne DNA, arenevad kiiresti ja teised, näiteks ribosomaalne RNA, aeglaselt. Oluline eeldus molekulide kasutamisel fülogeneesi rekonstrueerimisel on uuritava taksoni vanusele sobiva geeni valimine.