היסטוריה של עצים פילוגנטיים

• מאי 4, 2024

ההיסטוריה של הפילוגנטיקה ארוכה ומורכבת. כמה מדענים יצרו דיאגרמות עצים שהמחישו את הקשר של אורגניזמים אך לא השתמשו בתכונות אבולוציוניות ומורשת כדי ליצור את עציהם על בסיס אבות משותפים היפותטיים. לאחר שארל דארווין הציע את תיאוריית ההתפתחות שלו עצים פילוגנטיים פרחו בצורתם האמיתית על סמך מאפיינים הורשתיים.

אוגוסטין אוגייה

בשנת 1801 יצר הבוטנאי הצרפתי אוגוסטין אוג'יר עץ חיים שכינה "ארבר בוטניק". ציור זה פירט את מערכות היחסים בין צמחים. עץ חייו היה מפורט מאוד והכיל חברים שונים בממלכת הצומח שהוקצתה לגזע העץ, גפיים גדולות, יורה ועלים.

נראה הולם שבוטנאי צריך ליצור את העץ הפילוגנטי המוכר הראשון, מכיוון שהבוטנאים הם התומכים הנועזים ביותר בנטישת הטקסונומיה הקלאסית ואימוץ בלעדית של פילוגנטיקה.

ז'אן-בפטיסט למארק

ז'אן-בפטיסט למארק יצר עץ של תרשים חיים שהראה קשרים אבולוציוניים בין בעלי חיים. עץ חייו היה הראשון שהמחיש תכונות יורשות, אם כי היבטים אחרים בתורתו הופרכו מאוחר יותר על ידי דארווין. שלא כמו אלה שבאו לפניו, הוא ביסס את העץ שלו על הקשרים בין אבות וצאצאים.

רוברט צ'יימברס

רוברט צ'יימברס חקר עדויות מאובנות באמצע שנות ה- 1800. בשנת 1844 פרסם רוברט צ'יימברס תרשים פילוגנטי פשוט מאוד בעבודתו שרידי ההיסטוריה הטבעית של הבריאה שהמחיש את הקשר בין זוחלים, ציפורים, דגים ויונקים.

היינריך-ג'ורג 'ברון

היינריך-ג'ורג 'ברון בנה גם עץ בעבודתו על הפליאונטולוגיה. עבודותיו נתפסות כאב-טיפוס של העץ של דארווין. עם זאת, העץ של דארווין היה הראשון שהמחיש מערכות יחסים אבולוציוניות. כל שאר העצים הקודמים שתוארו השתמשו רק בעץ לארגון מידע ביולוגי אחר. העץ של דארווין היה העץ הראשון שהראה קשרים אבולוציוניים מאב קדמון משותף היפותטי.

צ'ארלס דארווין

בשנת 1872 פרסם צ'ארלס דארווין את ספרו המפורסם, מוצא המינים. דרווין הניח כי המינים מתפתחים דרך הברירה הטבעית. תהליך הברירה הטבעית מאפשר סטייה של מאפיינים דרך ירושה תורשתית.

דארווין כלל בספרו תרשים של עץ פילוגנטי בסיסי, שפירט את חזונו של מינים מקוננים ויחסיהם למינים אחרים. התחלה חשובה זו של תורת הפילוגנטיקה מסומנת בכך שזו הייתה התרשים היחיד שדרווין כלל ביצירתו המפורסמת ביותר.

בספרו מפרט דרווין את חזונו של "עץ החיים הגדול" כמטאפורה ציורית לקשרי הגומלין ביניהם בין אבותיהם וצאצאיהם. הוא מספר את הטבע השברתי של הז'אנרים השונים, משפחות, תת-משפחות ומינים דרך הסתעפות עצים. הוא מתאר כיצד ענפי העץ שנוצרו בעבר דומים למינים שנכחדו שעכשיו מאפילים על ידי הקלעים הירוקים והפורחים של צמיחה חדשה. יורה ירוקה זו מייצגת את המין החדש שהתפתח דרך הברירה הטבעית למאפיינים שאפשרו להם לעקוף את אבותיהם.

ארנסט האקל

ארנסט האקל (1834-1919) קרא את יצירתו של דארווין. הוא תמך בתורת האבולוציה של דארווין ושימוש בתרשים פילוגנטי או בעץ אבולוציוני. הוא הכין כמה מתרשימים הפילוגנטיים שלו בחקירותיו של אורגניזמים חד תאיים ומוצא אנושי.

האקל האמין שהוא יכול להתחקות אחר הקו האנושי דרך עץ החיים האבולוציוני לצורות החיים הנמוכות ביותר, שלדעתו היו אורגניזמים חד-תאיים (אנו יודעים כיום שהאורגניזמים החד-תאיים האלה - חיידקים - אכן קיימים. הוא הלך נהדר מאריך לתאר את ההיסטוריה האבולוציונית כדי להמחיש את שתי ההשערות שלו. הוא ניסח תיאוריה המכונה גסטריאה, בה ניסה להתחקות אחר כל האורגניזמים התאים-תאיים לאב קדמון משותף.

דיאגרמות החיים שלו היו מסוגננות מאוד. הם נראים די שונים מהדיאגרמות הפשוטות בהן אנו משתמשים כיום. הוא הרחיק לכת ושרטט את העץ הבדיוני בפרטי פרטים עם עלים, ענפים וגזע עץ שכולם היו מוצלים בעיפרון.

ווילי הניג

הזואולוג הגרמני ווילי הניג בנה על תורת האבולוציה של דארווין עם תיאוריה משלו על הקלדיסטיקה. בשנת 1950 פרסם את רעיונותיו בגרמנית. עבודותיו תורגמו לימים לאנגלית תחת השם סיסטמטיקה פילוגנטית. הוא הציע כיצד לבנות באופן שיטתי פילוגניות באמצעות אבות משותפים היפותטיים, קלדות אחיות ותכונות בירושה. על פי האגודה ווילי הניג, הוא קיבץ מינים יחד על בסיס סינאומורפיות (תכונות משותפות ונגזרות של אורגניזמים). מאפיינים דומים אלה מכונים גם הומולוגים.

ווילי הניג יצר את הבסיס לעצים פילוגנטיים מודרניים. אנו עדיין משתמשים במתודולוגיות שלו ביצירת דיאגרמות עץ פילוגנטיות אלה כיום.עצים פילוגנטיים נמצאים בשימוש נרחב בביולוגיה למקם אורגניזמים בהיסטוריה האבולוציונית והביולוגית שלהם. ככל שנלמד יותר על יחסי גומלין, כך קל יותר לבנות היסטוריה אבולוציונית שלמה של כל האורגניזמים בכדור הארץ.

הוראות וידאו: "כנס אדמס 2019" | 4/5 מחלת הסרטן: אתמול, היום ומחר - פרופ' יוסף ירדן (מאי 2024).