Polüfüleetiline rühm: määratlus, näited ja taksonoomilised tagajärjed

Polüfüülia on termin kladistikas. See kirjeldab organismide rühma, mille viimane ühine esivanem ei ole rühma liige. Teine viis seda väljendada on öelda, et polüfüülia hõlmab rühmi, mille mõned liikmed põlvnevad esivanemate populatsioonidest.

Diagrammid näitavad, et linnud ja imetajad on tõepoolest sugulased, kuid ainult varajaste amniootide tasemel. Evolutsiooni mõttes on nende vahel tohutu lõhe.

Traditsioonilises taksonoomias on tavalisem kaasata kõik järeltulijad (näiteks elavad imetajad) ilma rühmata, millest nad arenesid (mis oleks mõni klade therapsida). Seda tehakse mugavuse huvides, kuid see muudab imetajad polüfüütiliseks.

Bioloogilise klassifikatsiooni eesmärk on rühmitada liike nii, et iga rühm põlvneb ühest ühisest esivanemast. Polüfüüleetilist rühma saab "fikseerida" kas klade väljaarvamise või ühise esivanema lisamise teel.

Kladistika kohaselt peaks klassifikatsiooni eesmärk olema tagada, et kõik rühmad oleksid monofüleetilised. Teised taksonoomid väidavad siiski, et on olemas sobiv koht rühmadele, mis on parafüleetilised või sisaldavad oma kõige hilisemat ühist esivanemat, kuid mitte kõiki selle esivanema järeltulijaid.

Selgitus ja tähtsus

Polüfüülia tähendab kokkuvõttes seda, et rühm on moodustatud iseloomulike tunnuste (näiteks elupaiga, kehaehituse või eluviisi) alusel, kuid need tunnused on tekkinud sõltumatult erinevates joonetes. Selline rühm ei peegelda organismide tegelikku sugulusisu ega ühiseid päritolulisi seoseid.

Näited

• Algalised rühmitused — termin "vetikad" (algae) on ajalooliselt hõlmanud väga eriilmelisi organismirühmi (rohevetikad, pruunvetikad, punavetikad), mis ei moodusta ühtset monofüleetilist kladi; seetõttu on see rühm polüfüütiline.
• Succulents — kaktused ja mõned Euphorbiaceae perekonna taimed — sarnane sukulentne välimus on tekkinud sõltumatult eri taimeliinides (konvergentne evolutsioon).
• Basaalsete tunnuste järgi rühmitamine — näiteks "lennuvõimelised putukad" või "veeloomad" kui elupaiga järgi kokku pandud rühmad võivad ühendada suguliselt kaugeid liike ja seega olla polüfüüütilised.
• Loomade soojaverelisus — endotermsus tekkis iseseisvalt imetajatel ja lindudel; rühm, mis põhineks ainult soojaverelisusel, oleks polüfüüütiline.

Põhjused

Polüfüülia tekib peamiselt kahel põhjusel:

• Konvergents (sarnane adaptsioon) — sarnased ökoloogilised valikud või elupaigad soodustavad analoogiliste omaduste teket eri sugupuudel (näiteks tiibade või sukulentsete lehtede teke).
• Mittemonopülsete tunnuste kasutamine kategooriana — klassifitseerimisel rõhutatakse nähtavaid, aga filogeneetiliselt mitte-informatiivseid tunnuseid.

Kuidas polüfüüli tuvastatakse

• Molekulaarne taksonoomia ja geneetilised andmed võimaldavad koostada filogeneetilisi puid, mis näitavad sugulussuhteid ja paljastavad polüfüülsed kattuvused.
• Fülogeneetilised analüüsid kasutavad nii morfoloogilisi kui geneetilisi tunnuseid ning statistilisi meetodeid (maksimum tõenäosus, Bayesi meetodid), et kontrollida rühmade monofüüsi.

Taksonoomilised ja praktilised tagajärjed

Polüfüülietiliste rühmade olemasolu on taksonoomias problemaatiline, sest need ei kajasta evolutsioonilist ajalugu. Võimalikud lähenemised polüfüüli "parandamiseks":

• Jagada polüfüütiline rühm väiksemateks monofüleetilisteks rühmadeks (splitting), kus iga uus üksus peegeldab ühist päritolu.
• Laiendada rühma määratlust, lisades ühise esivanema ja kõikide selle järeltulijate rühma (lumping), muutes rühma monofüleetiliseks.

Kladistid eelistavad reeglipäraselt monofüleetilisi üksusi, sest need annavad selge ja evolutsiooniliselt tähendusrikka klassifikatsiooni. Samas on ka praktilisi kaalutlusi, ja mõned taksonoomid lubavad parafüleetilisi või ajaloolisi rühmi teatud juhtudel säilitada, kuid polüfüüli teadlik säilitamine on üldiselt taksonoomias vähem levinud ja vastuoluline.

Vahe monofüleesia, parafüleesia ja polüfüleesiaga

• Monofüleetiline rühm — sisaldab ühist esivanemat ja kõiki selle järeltulijaid.
• Parafüleetiline rühm — sisaldab ühist esivanemat, kuid mitte kõiki selle järeltulijaid (näiteks "reptilia" ajaloolises tähenduses, kui linde ei arvata reptiilide hulka).
• Polüfüleetiline rühm — ei sisalda viimast ühist esivanemat rühma liikmetele (rühm koosneb eri päritoluga joonetest, mis ei moodusta ühtset kladi).

Kokkuvõttes on polüfüülia oluline mõiste taksonoomias ja filogeneetikas: see näitab, kus klassifikatsioon tugineb sarnasele välisele tunnusele või elustiilile, mitte päriselt jagatud evolutsioonilisele päritolule. Tänapäevane taksonoomia püüab selliseid rühmi vältida või ümber defineerida, et klassifikatsioon kajastaks organismide päris sugulus- ja arengulugu.

Küsimused ja vastused

K: Mis on polüfüüsia kladistikas?

K: Kuidas saab polüfüüliat väljendada?

K: Kas linnud ja imetajad on sugulased?

K: Miks traditsioonilised taksonoomiad teevad imetajatest polüfüütilised?

K: Mis on bioloogilise klassifikatsiooni eesmärk?

K: Kuidas saab polüfüleetiline rühm olla "fikseeritud"?

K: Kas kõik taksonoomid on polüfüleetiliste rühmade kehtivuse osas ühel meelel?

Otsing