Загальні визначення
Фенетика, або цифрова таксономія чи таксиметристика - система класифікації живих організмів, що базується на їхній загальній подібності, звичайно за морфологічними або іншими критеріями, придатними до прямого спостереження, але не бере до уваги філогенетику організмів та їхні еволюційні взаємовідносини.
Фенетика у великій мірі була витіснена кладистикою, особливо в області досліджень, пов'язаних з еволюційними взаємовідносинами між видами. Тим не менше, деякі фенетичні методи, такі як споріднено-поєднувальний (neighbor-joining), використовуються в кладистиці, як прийнятного ступеня наближення до філогенетичної структури у випадках, коли точніші методи, такі як Баєсове наближення (Bayesian inference) є занадто складними для прорахунку.
Фенетичні методи включають в себе численні форми кластеризації та класифікації. За допомогою цих методів стає можливим витончене редукування варіативності організмів до вигляду, що підлягає логічній класифікації. На практиці це означає дослідження десятків варіацій деяких ознак, і їхню візуалізацію у вигляді дво- та тривимірних графіків. Найважливішим концептуальним завданням фенетики є знаходження коректного балансу між втратами інформації в процесі описаного спрощення та узагальнення, та легкості і очевидності інтерпретації вихідних графіків.
Відмінності від кладистики
Фенетика не бере до уваги різницю між - ознаками, що успадковані від попередникового організму (і тому філогенетично неінформативні) - та - ознаками, які еволюціонували в одній чи кількох із груп організмів, що походять від загальної попередникової форми. Таким чином, фенетика потенційно зазнає небезпеку помилки при наявності та адаптивної радіації в досліджуваних групах. Типовою помилкою при фенетичному аналізі є визначення як монофілетичних таких базових попередникових форм, що мають багато плезіоморф порівняно з еволюційно досконалішими нащадками.
Прикладом системної помилки фенетичного аналізу є його висновки стосовно співочих птахів. Вони можуть бути поділені на дві групи: воронові (Corvida), що мають багато прадавніх анатомічних рис в фенотипі та генотипі, та горобцевих (Passerida), котрим притаманні еволюційно новіші риси. Але лише друга група являє собою сукупність близько споріднених видів; перша складається з великої кількості еволюційно старих видів незалежного походження, котрі так само далеко слабко споріднені один з одним, як і з горобцевими. При фенетичному аналізі високий ступінь загальної подібності воронових дозволяє зробити висновок про їхню монофілетичність (як і у випадку горобцевих); але їхні спільні риси наявні серед попередників всіх співочих птахів. Тобто, тільки втрата цих попередникових прадавніх рис, а не їхня наявність, визначає, які з співочих птахів більш споріднені між собою, ніж з іншими видами цієї групи.
Тим не менше, фенетика та кладистика не обов'язково виключають використання одна одної. Узагальнюючи, можна сказати, що фенетика дає мало інформації щодо еволюційних взаємин між таксонами. Однак, види, виявлені за допомогою фенетики, можуть бути проаналізовані кладистичними методами, що дозволить отримати інформацію щодо їхніх еволюційних зв'язків.
Фенетичні методи можуть бути інформативнішими за кладистичні у тому випадку, коли тільки різниця між таксонами є важливою для аналізу, і при цьому ресурси для цифрових розрахунків обмежені. У випадку ж, коли важливою є еволюційна історія досліджуваних таксонів, у сучасній систематиці використовуються лише кладистичні методи.
Сучасна фенетика
Можливо, найвищою точкою розвитку фенетики на теперішній час були дослідження, виконані за допомогою ДНК-ДНК гібридизації групою Чарльза Сіблі. Результатом дослідження стала опублікована в 1990 році так звана «Таксономія птахів Сіблі-Алквіста». Будучи дуже суперечливою на час публікації, вона, тим не менше, підтвердилася в деяких частинах у подальших дослідженнях інших вчених; але деякі її розділи були пізніше аргументовано спростовані.
Деяка кількість систематиків і зараз використовує фенетичні методи для досліджень на рівні окремих видів. Хоча кінцевою метою таксономічного дослідження є формування "дерева життя", що відтворює еволюційні взаємовідносини між таксонами, у польових дослідженнях часто постає завдання лише відрізнити один таксон від іншого, і в цьому випадку фенетичні методи є придатними для використання.
Використання фенетики в ботаніці є, порівняно з іншими біологічними дисциплінами, доволі широким (сучасні приклади фенетичних досліджень можна знайти в журналі Systematic Botany); тим не менше, завдяки ефектам горизонтального переносу генів, , генетичного дрейфу, та іншим характерним для рослин особливостям спадкування, фенетичні дослідження в ботаніці, окрім того, що в середньому дають менше інформації, є і менш захищеними від систематичних помилок, ніж кладистичний аналіз послідовностей ДНК.
Окрім того, на сучасному етапі багато прийомів фенетики запозичені вченими, що працюють в галузі .
Посилання
- Sneath, P. H. A. & R. R. Sokal. 1973. Numerical taxonomy — The principles and practice of numerical classification. W. H. Freeman, San Francisco. xv + 573 p.
- Legendre, Pierre & Louis Legendre. 1998. Numerical ecology. 2nd English edition. Elsevier Science BV, Amsterdam. xv + 853 pages.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Zagalni viznachennyaFenetika abo cifrova taksonomiya chi taksimetristika sistema klasifikaciyi zhivih organizmiv sho bazuyetsya na yihnij zagalnij podibnosti zvichajno za morfologichnimi abo inshimi kriteriyami pridatnimi do pryamogo sposterezhennya ale ne bere do uvagi filogenetiku organizmiv ta yihni evolyucijni vzayemovidnosini Fenetika u velikij miri bula vitisnena kladistikoyu osoblivo v oblasti doslidzhen pov yazanih z evolyucijnimi vzayemovidnosinami mizh vidami Tim ne menshe deyaki fenetichni metodi taki yak sporidneno poyednuvalnij neighbor joining vikoristovuyutsya v kladistici yak prijnyatnogo stupenya nablizhennya do filogenetichnoyi strukturi u vipadkah koli tochnishi metodi taki yak Bayesove nablizhennya Bayesian inference ye zanadto skladnimi dlya prorahunku Fenetichni metodi vklyuchayut v sebe chislenni formi klasterizaciyi ta klasifikaciyi Za dopomogoyu cih metodiv staye mozhlivim vitonchene redukuvannya variativnosti organizmiv do viglyadu sho pidlyagaye logichnij klasifikaciyi Na praktici ce oznachaye doslidzhennya desyatkiv variacij deyakih oznak i yihnyu vizualizaciyu u viglyadi dvo ta trivimirnih grafikiv Najvazhlivishim konceptualnim zavdannyam fenetiki ye znahodzhennya korektnogo balansu mizh vtratami informaciyi v procesi opisanogo sproshennya ta uzagalnennya ta legkosti i ochevidnosti interpretaciyi vihidnih grafikiv Vidminnosti vid kladistikiFenetika ne bere do uvagi riznicyu mizh oznakami sho uspadkovani vid poperednikovogo organizmu i tomu filogenetichno neinformativni ta oznakami yaki evolyucionuvali v odnij chi kilkoh iz grup organizmiv sho pohodyat vid zagalnoyi poperednikovoyi formi Takim chinom fenetika potencijno zaznaye nebezpeku pomilki pri nayavnosti ta adaptivnoyi radiaciyi v doslidzhuvanih grupah Tipovoyu pomilkoyu pri fenetichnomu analizi ye viznachennya yak monofiletichnih takih bazovih poperednikovih form sho mayut bagato pleziomorf porivnyano z evolyucijno doskonalishimi nashadkami Prikladom sistemnoyi pomilki fenetichnogo analizu ye jogo visnovki stosovno spivochih ptahiv Voni mozhut buti podileni na dvi grupi voronovi Corvida sho mayut bagato pradavnih anatomichnih ris v fenotipi ta genotipi ta gorobcevih Passerida kotrim pritamanni evolyucijno novishi risi Ale lishe druga grupa yavlyaye soboyu sukupnist blizko sporidnenih vidiv persha skladayetsya z velikoyi kilkosti evolyucijno starih vidiv nezalezhnogo pohodzhennya kotri tak samo daleko slabko sporidneni odin z odnim yak i z gorobcevimi Pri fenetichnomu analizi visokij stupin zagalnoyi podibnosti voronovih dozvolyaye zrobiti visnovok pro yihnyu monofiletichnist yak i u vipadku gorobcevih ale yihni spilni risi nayavni sered poperednikiv vsih spivochih ptahiv Tobto tilki vtrata cih poperednikovih pradavnih ris a ne yihnya nayavnist viznachaye yaki z spivochih ptahiv bilsh sporidneni mizh soboyu nizh z inshimi vidami ciyeyi grupi Tim ne menshe fenetika ta kladistika ne obov yazkovo viklyuchayut vikoristannya odna odnoyi Uzagalnyuyuchi mozhna skazati sho fenetika daye malo informaciyi shodo evolyucijnih vzayemin mizh taksonami Odnak vidi viyavleni za dopomogoyu fenetiki mozhut buti proanalizovani kladistichnimi metodami sho dozvolit otrimati informaciyu shodo yihnih evolyucijnih zv yazkiv Fenetichni metodi mozhut buti informativnishimi za kladistichni u tomu vipadku koli tilki riznicya mizh taksonami ye vazhlivoyu dlya analizu i pri comu resursi dlya cifrovih rozrahunkiv obmezheni U vipadku zh koli vazhlivoyu ye evolyucijna istoriya doslidzhuvanih taksoniv u suchasnij sistematici vikoristovuyutsya lishe kladistichni metodi Suchasna fenetikaMozhlivo najvishoyu tochkoyu rozvitku fenetiki na teperishnij chas buli doslidzhennya vikonani za dopomogoyu DNK DNK gibridizaciyi grupoyu Charlza Sibli Rezultatom doslidzhennya stala opublikovana v 1990 roci tak zvana Taksonomiya ptahiv Sibli Alkvista Buduchi duzhe superechlivoyu na chas publikaciyi vona tim ne menshe pidtverdilasya v deyakih chastinah u podalshih doslidzhennyah inshih vchenih ale deyaki yiyi rozdili buli piznishe argumentovano sprostovani Deyaka kilkist sistematikiv i zaraz vikoristovuye fenetichni metodi dlya doslidzhen na rivni okremih vidiv Hocha kincevoyu metoyu taksonomichnogo doslidzhennya ye formuvannya dereva zhittya sho vidtvoryuye evolyucijni vzayemovidnosini mizh taksonami u polovih doslidzhennyah chasto postaye zavdannya lishe vidrizniti odin takson vid inshogo i v comu vipadku fenetichni metodi ye pridatnimi dlya vikoristannya Vikoristannya fenetiki v botanici ye porivnyano z inshimi biologichnimi disciplinami dovoli shirokim suchasni prikladi fenetichnih doslidzhen mozhna znajti v zhurnali Systematic Botany tim ne menshe zavdyaki efektam gorizontalnogo perenosu geniv genetichnogo drejfu ta inshim harakternim dlya roslin osoblivostyam spadkuvannya fenetichni doslidzhennya v botanici okrim togo sho v serednomu dayut menshe informaciyi ye i mensh zahishenimi vid sistematichnih pomilok nizh kladistichnij analiz poslidovnostej DNK Okrim togo na suchasnomu etapi bagato prijomiv fenetiki zapozicheni vchenimi sho pracyuyut v galuzi PosilannyaSneath P H A amp R R Sokal 1973 Numerical taxonomy The principles and practice of numerical classification W H Freeman San Francisco xv 573 p Legendre Pierre amp Louis Legendre 1998 Numerical ecology 2nd English edition Elsevier Science BV Amsterdam xv 853 pages