Filogeni adalah sejarah evolusi spesies atau kelompok, terutama mengacu pada garis keturunan dan hubungan antara kelompok besar organisme. Yang menjadi dasar untuk filogeni adalah proposisi, diterima secara universal dalam komunitas ilmiah, bahwa tanaman atau hewan dari spesies yang berbeda berasal dari nenek moyang yang sama.
Bukti hubungan seperti itu, bagaimanapun, adalah hampir selalu tidak lengkap, untuk sebagian besar spesies yang pernah hidup punah, dan relatif sedikit dari sisa-sisa mereka telah diawetkan dalam catatan fosil. Oleh karena itu sebagian besar filogeni dengan hipotesis dan didasarkan pada bukti tidak langsung.
Filogeni adalah studi tentang hubungan antara berbagai kelompok organisme dan perkembangan evolusinya. Filogeni berupaya melacak sejarah evolusi semua kehidupan di planet ini. Ini didasarkan pada hipotesis filogenetik bahwa semua organisme hidup memiliki nenek moyang yang sama. Hubungan antara organisme digambarkan dalam apa yang dikenal sebagai pohon filogenetik. Hubungan ditentukan oleh karakteristik bersama, seperti ditunjukkan melalui perbandingan kesamaan genetik dan anatomi.
Dalam filogeni molekuler, analisis DNA dan struktur protein digunakan untuk menentukan hubungan genetik antara berbagai organisme. Sebagai contoh, analisis sitokrom C, protein dalam mitokondria sel yang berfungsi dalam sistem transportasi elektron dan produksi energi, digunakan untuk menentukan derajat hubungan antar organisme berdasarkan kesamaan urutan asam amino dalam sitokrom C. Kesamaan dalam karakteristik biokimia struktur, seperti DNA dan protein, kemudian digunakan untuk mengembangkan pohon filogenetik berdasarkan pada sifat bawaan yang diturunkan.
Filogeni yang berbeda sering muncul menggunakan bukti yang sama. Namun demikian, ada kesepakatan universal bahwa filogeni pohon kehidupan adalah hasil dari keturunan organik dari nenek moyang sebelumnya dan bahwa filogeni sejati ditemukan, setidaknya pada prinsipnya.
Pengertian
Filogeni adalah representasi dari sejarah evolusi dan hubungan antar kelompok organisme.
Hasilnya diwakili dalam pohon filogenetik yang memberikan output visual dari hubungan berdasarkan karakteristik fisik dan genetik yang dibagi atau divergen.
Analisis filogenetik tergantung pada jenis data yang dimasukkan, jumlah spesies, dan kisaran hubungan evolusi yang ditafsirkan.
Filogeni adalah perkembangan atau evolusi kelompok organisme tertentu. Tumbuhan atau hewan dari spesies yang berbeda diturunkan dari nenek moyang yang sama. Ini adalah urutan peristiwa yang terlibat dalam perkembangan evolusi suatu spesies atau kelompok taksonomi organisme. Ini penting dalam studi ilmiah tentang identifikasi, klasifikasi, ekologi. Filogeni menunjukkan hubungan antara kelompok organisme perbedaan dan persamaan di antara mereka. Filogeni diwakili oleh diagram pohon yang disebut pohon filogenetik.
Sistem taksonomi
Taksonomi, ilmu mengklasifikasi organisme, berdasarkan filogeni. Sistem taksonomi awal tidak memiliki dasar teoritis; organisme dikelompokkan menurut kesamaan yang jelas. Sejak publikasi pada tahun 1859 dari Charles Darwin dalam the Origin of Species by Means of Natural Selection, bagaimanapun, taksonomi telah didasarkan pada proposisi diterima keturunan evolusi dan hubungan.
Data dan kesimpulan dari filogeni menunjukkan dengan jelas bahwa pohon kehidupan adalah produk dari proses sejarah evolusi dan bahwa derajat kemiripan di dalam dan di antara kelompok-kelompok sesuai dengan derajat hubungan dengan keturunan dari nenek moyang yang sama. Sebuah filogeni sepenuhnya dikembangkan adalah penting untuk Memikirkan taksonomi yang mencerminkan hubungan alami dalam dunia makhluk hidup.
Taksonomi dan Filogeni
Taksonomi adalah ilmu klasifikasi di mana organisme biologis dikelompokkan bersama dan diberi nama berdasarkan karakteristik bersama. Ini memungkinkan komunikasi rasional antara ilmuwan, termasuk ahli biologi dan ahli mikrobiologi. Filogeni adalah alat yang berguna bagi ahli taksonomi karena dapat digunakan untuk menyelidiki perkembangan evolusi. Taksonomi mengarah pada studi filogeni melalui kerangka kerja membagi organisme ke dalam hierarki kategori taksonomi seperti keluarga, genus dan spesies.
Skema klasifikasi yang dikembangkan oleh Linnaeus pada abad ke-18 nantinya akan digunakan sebagai dasar untuk menyimpulkan filogeni dengan menafsirkan hubungan evolusi antara kategori taksonomi. Baik taksonomi dan filogeni memerlukan perbandingan karakteristik antara organisme, dengan penelitian pertama-tama menggunakan fitur morfologis dan kemudian berkembang menjadi data molekuler.
Pohon filogenetik
Pohon filogenetik adalah diagram skematik yang digunakan sebagai ilustrasi visual dari hubungan evolusi yang diusulkan di antara taksa. Pohon filogenetik digambarkan berdasarkan asumsi kladistika, atau sistematika filogenetik. Kladistika adalah sistem klasifikasi yang mengkategorikan organisme berdasarkan sifat-sifat yang dimiliki bersama, atau sinapomorfis, sebagaimana ditentukan oleh analisis genetik, anatomi, dan molekuler.
Asumsi utama kladistika adalah:
- Semua organisme berasal dari nenek moyang yang sama.
- Organisme baru berkembang ketika populasi yang ada terpecah menjadi dua kelompok.
- Seiring waktu, garis keturunan mengalami perubahan karakteristik.
Struktur pohon filogenetik ditentukan oleh sifat-sifat yang dimiliki bersama di antara organisme yang berbeda. Percabangannya yang seperti pohon mewakili taksa yang berbeda dari nenek moyang yang sama. Istilah-istilah yang penting untuk dipahami ketika menafsirkan diagram pohon filogenetik meliputi:
- Node: Ini adalah titik-titik pada pohon filogenetik tempat percabangan terjadi. Node mewakili akhir takson leluhur dan titik di mana spesies baru terpisah dari pendahulunya.
- Cabang: Ini adalah garis-garis pada pohon filogenetik yang mewakili garis keturunan leluhur dan / atau keturunan. Cabang yang timbul dari simpul mewakili spesies keturunan yang terpisah dari nenek moyang yang sama.
- Kelompok Monofiletik (Clade): Grup ini adalah cabang tunggal pada pohon filogenetik yang mewakili sekelompok organisme yang diturunkan dari nenek moyang yang paling baru.
- Takson: Takson adalah pengelompokan khusus atau kategori organisme hidup. Ujung cabang dalam pohon filogenetik berakhir pada takson.
Takson yang memiliki leluhur bersama yang lebih baru lebih dekat hubungannya daripada taksa dengan leluhur bersama yang lebih baru. Misalnya, pada gambar di atas, kuda lebih dekat hubungannya dengan keledai daripada babi. Ini karena kuda dan keledai memiliki nenek moyang yang sama. Selain itu, dapat ditentukan bahwa kuda dan keledai memiliki hubungan yang lebih dekat karena mereka termasuk dalam kelompok monofiletik yang tidak termasuk babi.
Pohon Filogenetik Berakar dan Tidak Berakar
Pohon filogenetik dapat berakar atau tidak berakar. Pohon filogenetik yang berakar bertemu pada satu titik pada satu simpul yang mewakili nenek moyang yang sama secara hipotetis. Ada berbagai metode untuk menghasilkan pohon filogenetik yang berakar tetapi yang paling umum menggunakan outgroup yang terdiri dari kerabat jauh untuk semua spesies lain dalam analisis. Pohon yang berakar menyediakan representasi hubungan evolusi melalui waktu, dengan jalur terpanjang antara spesies dan leluhur yang mencerminkan jarak evolusi terbesar di antara mereka. Pohon-pohon yang tidak berakar menunjukkan hubungan antara organisme tanpa menunjukkan nenek moyang dan tidak memerlukan leluhur yang diketahui atau disimpulkan.
Filogenetik molekuler
Pendekatan filogenetik membutuhkan dataset besar yang dianalisis melalui pemodelan matematika yang ketat. Data molekuler dapat menghasilkan sejumlah besar karakteristik dibandingkan dengan fitur morfologis. Nukleotida dalam DNA tidak ambigu dengan keadaan karakter A, C, G dan T yang dapat didefinisikan dengan jelas. Sifat-sifat morfologis, sebaliknya, didasarkan pada bentuk dan struktur yang dapat tumpang tindih dan sulit dibedakan. Konversi sederhana dari informasi molekuler ke bentuk numerik berarti bahwa tipe data ini sangat cocok untuk analisis filogenetik.
Komplikasi lebih lanjut dari filogeni yang dihasilkan melalui data morfologis adalah plastisitas fenotipik. Di sinilah ada sedikit kendala untuk perilaku atau karakteristik morfologis untuk berubah dalam menanggapi lingkungan yang unik. Plastisitas fenotipik karenanya dapat mengaburkan sinyal filogenetik. Sejumlah hubungan evolusi yang mengejutkan telah ditemukan melalui filogenetik molekuler, yang belum disorot oleh filogeni sebelumnya yang dihasilkan oleh sifat morfologis.
Pohon filogenetik molekuler diperoleh dengan membandingkan urutan nukleotida. Urutan homolog menunjukkan bahwa mereka berasal dari urutan leluhur yang sama. Urutan DNA kemudian disejajarkan sehingga nukleotida homolog dapat dibandingkan, mencatat setiap perbedaan dengan akumulasi indel dan mutasi titik. Perbedaan skor nukleotida kemudian digunakan untuk merekonstruksi pohon filogenetik dengan analisis bootstrap yang sering dilakukan untuk memberikan batas kepercayaan.
Estimasi Spesiasi Dari filogeni
Filogeni juga dapat digunakan untuk memperkirakan durasi spesiasi, menjelaskan berapa lama spesies baru terbentuk dan faktor-faktor yang mempengaruhi rentang waktu ini. Simulasi telah menemukan bahwa filogeni sering tidak mengandung informasi yang cukup untuk menghasilkan prediksi yang tidak bias dari spesiasi dan tingkat kepunahan, tetapi ada metode pemodelan yang mengurangi bias. Model spesiasi berlarut-larut mengasumsikan spesiasi adalah proses bertahap dengan pembentukan terus-menerus spesies yang baru jadi mengalami jalur berlarut-larut yang pada akhirnya dapat mengarah pada pengembangan spesies baru.
Satu spesies didefinisikan dalam model sebagai kompleks dari semua garis keturunan yang belum dipisahkan oleh peristiwa penyelesaian-spesiasi. Model spesiasi yang berlarut-larut dapat menjelaskan tingkat akumulasi akumulasi garis keturunan yang berkurang melalui waktu dan analisis filogeni, dikombinasikan dengan model spesiasi yang berlarut-larut, menghasilkan pendekatan baru terhadap estimasi durasi spesiasi.
Ringkasan
- Filogeni adalah ilmu tentang perkembangan evolusi kelompok-kelompok organisme. Hubungan-hubungan tersebut dihipotesiskan berdasarkan gagasan bahwa semua kehidupan berasal dari nenek moyang yang sama.
- Hubungan antar organisme ditentukan oleh karakteristik bersama, seperti ditunjukkan melalui perbandingan genetik dan anatomi.
- Filogeni diwakili dalam diagram yang dikenal sebagai pohon filogenetik. Cabang-cabang pohon mewakili garis keturunan leluhur dan / atau keturunan.
- Hubungan antara taksa dalam pohon filogenik ditentukan oleh keturunan dari nenek moyang yang sama.
- Filogeni dan taksonomi adalah dua sistem untuk mengklasifikasikan organisme dalam biologi sistematis. Sementara tujuan filogeni adalah merekonstruksi pohon kehidupan evolusi, taksonomi menggunakan format hierarkis untuk mengklasifikasikan, menamai, dan mengidentifikasi organisme.
