علم المناخ: التعريف ، الأسلوب والأمثلة

المحتوى

• التاريخ المبكر لنظم التصنيف
• أنظمة تصنيف القرن العشرين
• ظهور علم المناخ
• ما هي علم الأنسجة الوراثية؟
• تعريف علم المناخ
• الافتراضات الأساسية للتصنيف الكلاسيكي
• ما هو Cladogram؟
• أمثلة للعلماء
• مصطلحات التصنيف الكلاسيكي
• الطابع الدول الكائنات
• طرق علم المناخ
• التصنيف التقليدي التطوري
• التصنيف الكلاسيكي الحديث
• الاتجاهات المستقبلية في علم المناخ

منذ ملايين السنين ، بدأت خلية واحدة تطورا أدى إلى شجرة الحياة ومجالاتها الرئيسية الثلاثة: الأركيا والبكتيريا وإيوكاريوتا.

كل فرع هو مثال ل كليد. يمثل clade مجموعة تتضمن سلفًا مشتركًا و الكل أحفاد. كلاديسيات هو شكل حديث من التصنيف الذي يضع الكائنات الحية على مخطط متفرع يسمى أ cladogram (مثل شجرة العائلة) استنادًا إلى سمات مثل أوجه التشابه في الحمض النووي وتطورها.

التاريخ المبكر لنظم التصنيف

في مجال علم الأحياء ، علم المناخ هو أ نظام التصنيف التي تنطوي على تصنيف وترتيب الكائنات الحية على شجرة الحياة التطورية. قبل تحليل الحمض النووي ، اعتمد التصنيف اعتمادًا كبيرًا على ملاحظات وسلوكيات مماثلة ومختلفة.

استخدمت المجتمعات الغربية التصنيف منذ أيام أرسطو في اليونان القديمة عندما تم تقسيم الكائنات الحية ببساطة إلى فئات من النباتات والحيوانات لأغراض الدراسة.

في 1700s ، كارولوس (كارل) لينيوس طورت تصنيفًا لعلم الأحياء النظامي استنادًا إلى تصنيف الكائنات الحية بواسطة المظاهر الخارجية والسمات المشتركة. وقد وضع مخطط لوضع الكائن الحي في الأصناف الهرمية (مجموعة ؛ المفرد) التي شملت عدة الأصناف (مجموعات ؛ صيغة الجمع). طور لينيوس أيضًا التسمية ذات الحدين - نظام لتعيين الأسماء العلمية مثل هومو العاقل (إنسان) للكائنات الحية.

تشارلز داروين و ألفريد راسل والاس اقترح فكرة الانتقاء الطبيعي ، وأضفى داروين طابعًا رسميًا على نظرية التطور في منتصف القرن التاسع عشر. داروين حول أصل الأنواع هزت المجتمع العلمي من خلال الإشارة إلى أن جميع الكائنات الحية تنحدر من سلف مشترك ويمكن تصنيفها وفقا لعلاقاتها التطورية.

أنظمة تصنيف القرن العشرين

عالم الطيور ارنست ماير كان عالم الأحياء التطوري البارز في القرن العشرين الذي درس على نطاق واسع تصنيف الطيور أثناء السفر والعمل أمينًا في المتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي في نيويورك. كتابه الرائد علم اللاهوت النظامي وأصل الأنواع تم نشره في عام 1942 من قبل مطبعة جامعة كولومبيا.

ماير معروف بعمله في الجينات ، والوراثة ، والتنوع والاختلاف من السكان في المناطق المعزولة ، والتي يمكن استخدامها لأغراض التصنيف.

ظهور علم المناخ

Cladistics هو نظام تصنيف بيولوجي يعتمد على تحليل السمات أو التركيب الجيني أو علم وظائف الأعضاء التي تم مشاركتها مع سلف مشترك حتى حدث نوع من الاختلاف ، مما ينتج أنواعًا جديدة. خبير تصنيف ألماني ويلي هينيج jumpstarted التصنيف الديني في عام 1950 عندما كتب كتابه على علم اللاهوت النظامي.

تمت ترجمة الكتاب لاحقًا إلى الإنجليزية وقراءته على نطاق واسع في أمريكا بعد نشره في مطبعة جامعة إلينوي عام 1966.

تحدى نظرية هنيغ في علم اللاهوت النظامي النشوئي مناهج معاصرة في التصنيف قدمها داروين والاس.

وقال إنه ينبغي تحديد الأنواع وتصنيفها على أساس الوراثة وعلاقات clade ، وخاصة المجموعات أحادية اللون. شحذ هنيغ على الأجداد الحديثة وتحديد سمات الكائنات المعدلة المطورة والمتقدمة للكائنات الحية التي تشترك في سلالة مباشرة - حتى لو كانت الخصائص المشتقة لا تشبه تلك الخاصة بالسلف المشترك.

ما هي علم الأنسجة الوراثية؟

علم الوراثة العرقي هي دراسة العلاقات التطورية المعروفة أو المفترضة القائمة على نسالة (نسب) الكائنات الحية المجمعة. توضح شجرة الحياة التطورية كيف تطورت الأصناف (مجموعات الكائنات الحية) بترتيب معين حيث تنوعت الحياة وتفرعت من سلف مشترك.

تبدو عملية التطوّر التطوري وكأنها فروع في شجرة العائلة. نظرًا لعدم وجود طريقة مؤكدة لمعرفة ما حدث منذ فترة طويلة ، يجب أن تستخلص العلوم استنتاجات حول كيفية تطور الحياة بناءً على ذلك السجلات الأحفورية ، التشريح المقارن ، علم وظائف الأعضاء ، السلوك ، علم الأجنة والبيانات الجزيئية. البيولوجيا التطورية هي حقل ديناميكي يتم فيه اكتشافات جديدة باستمرار.

تعريف علم المناخ

علماء الأحياء التطوريون يستنتجون العلاقات التطورية الافتراضية بين الأصناف بناءً على مقارنة مفصلة للخصائص المتشابهة والمختلفة.

تساعد دراسة الأصل التطوري في تحديد وقت ظهور بعض السمات وتنتقل إلى الأجيال اللاحقة. تحليل كلاسيكي ، مثل علم اللاهوت النظامي ، يدرس الأنماط التطورية للنسب التي تساعد في تجميع التاريخ التطوري للأنواع مع شرح تنوع الحياة وانقراض الأنواع.

الافتراضات الأساسية للتصنيف الكلاسيكي

تعمل Cladistics على فرضية مركزية مفادها أن الحياة على الأرض نشأت مرة واحدة فقط ، مما يعني أنه يمكن تتبع كل أشكال الحياة إلى ذلك الكائن الحي الأول. الافتراض التالي هو أن الأنواع الموجودة تنقسم إلى مجموعتين ترسمهما عقدة على فرع شجرة. أخيرًا ، من المفترض أن الكائنات الحية تتغير وتتكيف وتتطور.

ال نقطة الاختلاف يمثل بداية اثنين من السلالات الجديدة المتفرعة وتشكيل نوعين جديدين.

ما هو Cladogram؟

يتم استخدام Cladograms لإجراء مقارنات ذات مغزى بين المجموعات.

في علم الأحياء ، cladogram هو أ التمثيل البصري من الخصائص ذات الصلة في مختلف الكائنات الحية. عادةً ما يتم التجميع وفقًا لبعض سمات الاهتمام المحددة. ومع ذلك ، يمكن دمج نقاط بيانات مختلفة لإنشاء شجرة تطورية أكثر دقة تشرح العلاقات المعقدة.

يمكن التمييز بين cladogram وشجرة phylogenetic ، لكن المصطلحات تستخدم أيضًا بالتبادل في بعض الأحيان. تركز Cladograms على الخصائص على المستوى الكلي والجزيئي التي تشير إلى الترابط. يشير الرسم التوضيحي إلى علاقات تطورية محتملة بين مجموعات من الكائنات الحية أو الأصناف التي يمكن أن تكون صغيرة أو كبيرة العدد:

أمثلة للعلماء

أدت حقيقيات النوى متعددة الخلايا إلى وفرة من الكائنات المعقدة بشكل متزايد.

على سبيل المثال ، تعود الأسماك والبشر إلى سلف مشترك منذ ملايين السنين. هذه العلاقة المعقدة يمكن تصويرها على مخطط cladogram بسيط يوضح العلاقات cladistic. ابدأ بتصوير حقيقيات حقيقيات الأجداد عند قاعدة الشجرة.

مع تطور الجد المشترك ، تفرعت عقدة واحدة على الشجرة إلى فقاريات مائية مثل الأسماك الخالية من الفك. في العقدة التالية ، انحرف الفرع إلى رباعي الأرجل رباعي الأرجل.

تُظهر العقدة التالية انحرافًا عندما طورت الحيوانات بويضات الأمنيوت ، تليها انقسام عندما طورت الحيوانات الفراء أو الشعر. بعد ذلك بكثير ، تباعد البشر والقرود وتطوروا في مسارات منفصلة.

مصطلحات التصنيف الكلاسيكي

ينظر التصنيف الكلاسيكي إلى بعض خصائص الكائنات الحية التي لها تأثير مباشر على حالات الأجداد في البيولوجيا التطورية. طور هينيج العديد من المصطلحات العلمية لوصف منهجه في التصنيف ، والتي كانت مفيدة لأفكاره ونظرياته. تصف المصطلحات مجموعات من الكائنات الحية فيما يتعلق بعقدة معينة على شجرة نسج أو مخطط نسجي:

الطابع الدول الكائنات

حالات شخصية هي السمات المستمدة من خلال عملية الانتقاء الطبيعي والتكيف والتباين الموروث التي تؤدي إلى التنوع البيولوجي في الحياة. على هذا النحو ، فقط synapomorphies تكون ذات صلة عند تمييز العلاقات التطورية. سينابومورفيس متعددة في الكائنات الحية مع سلف مشترك هي أحادي النمط الخلوي:

طرق علم المناخ

يقوم العلماء الذين يطلق عليهم رجال الدين بترتيب الأصناف في شجرة نسجية قد تكشف عن علاقات تطورية جديدة. تتم التجمعات على أساس الخصائص الفيزيائية والجزيئية والوراثية والسلوكية.

يعرض الرسم التخطيطي المسمى cladogram العلاقة ، عندما تتفرع الأنواع من سلف مشترك في مرحلة مختلفة من التاريخ التطوري.

Cladograms هي المتفرعة من المخططات البيانات الدينية التي ترتب بعض الخصائص باستخدام مجموعات البيانات المادية المقارنة أو البيانات الجزيئية ، على سبيل المثال. يستخدم الباحثون اليوم غالبًا برامج الكمبيوتر للجمع بين مجموعات البيانات لإنشاء مخطوطات أكثر دقة تعرض علاقات متماسكة وشاملة بين الكائنات الحية.

المنهجية الأساسية ليست صعبة ، ولكن يجب أن يتم كل خطوة بدقة:

التصنيف التقليدي التطوري

أصول الطرق التطورية التقليدية من تاريخ يعود إلى العصور القديمة. كل الكائنات الحية كان من المفترض أن تكون نباتات أو حيوانات. لم تميز الطرق الكلاسيكية بين ما إذا كانت السمات المرصودة موروثة من سلف بعيد أو من حديث أكثر حداثة.

كان الهدف هو وضع خريطة لكيفية تطور الحياة على الأرض من البحر.

يتم تحديد الخصائص المستخدمة للتصنيف من قبل الخبراء الذين ينظرون إلى اختلافات واضحة مثل الفراء ، والمقاييس أو الريش. كان النهج أفضل لتصنيف الفقاريات من اللافقاريات. التصنيف التطوري تضع الكائنات الحية في مجموعات ذات حجم متناقص تحت ثلاثة مجالات مقسمة إلى مملكة ، فئة / تقسيم ، فئة ، نظام ، عائلة ، جنس وأنواع.

الطرق الكلاسيكية ليست مرتبطة بنظام تصنيف Linnean ، وهي تدرس أعمق من أجل الاتصال.

يقوم علماء علم اللاهوت النظامي التقليدي بترتيب الكائنات الحية على شجرة تطورية وفقًا لمتى وكيف يتغير نوع ما كتكيف مع نمط حياة جديد أو موئل ، على سبيل المثال. تظهر الشجرة اتجاه التطور في الوقت المناسب. يمكن أن تؤدي التقييمات الذاتية للسمات والخصائص في الطرق التقليدية إلى نتائج متحيزة وتجعل من الصعب أو من المستحيل إجراء دراسة.

التصنيف الكلاسيكي الحديث

ويفضل في الوقت الحاضر الأساليب التصميمية والنسجيات على الطرق التقليدية في التصنيف في العلوم الطبيعية. النهج الجديد أكثر علمية ، وقائم على الأدلة ولا يمكن دحضه. على سبيل المثال ، يتم استخدام تسلسل الحمض النووي الريبي (RNA) ودنا (RNA) لدراسة الكائنات الحية على المستوى الجزيئي لوضعها بشكل دقيق على مخطط تتابعي.

الكائنات الحية مرتبة حسب الخصائص المشتقة المشتركة.

الاتجاهات المستقبلية في علم المناخ

يسمح علم المناخ في علم الأحياء للعلماء بتحديد الأنماط وتشكيل الفرضيات واختبار الفرضيات ووضع التوقعات.

"Cladistics ، إذن ، يتعلق بالاكتشاف" ، كما وصفها علماء الدين المعاصرين ، David M. Williams و Malte C. Ebach ، في عام 2018. يتصور Williams و Ebach أن علم cladistics هو عملية تصنيف طبيعي لا يتطلب التأريض في النظرية التطورية.

تضيف التكنولوجيا مستوى من الدقة والتطور لأساليب علم المناخ. على وجه الخصوص ، يشير تسلسل الحمض النووي للجينات إلى درجة الترابط والأصل المشترك بدرجة عالية من الثقة. يمكن للاختلافات في الحمض النووي أن توفر نظرة ثاقبة إلى متى مضت الأنواع المشتركة سلف مشترك.

يمكن للنتائج الجديدة أن تدعم أو تصحح الافتراضات السابقة حول كيفية تطور الكائنات الحية وتساعد في تصنيف أنواع جديدة عند اكتشافها.