Разбиране и създаване на филогенетични дървета

Когато погледнем цялото разнообразие от живи същества около нас, възниква най-естественият въпрос – как са свързани различните видове помежду си? Ако го разгледаме в контекста на еволюцията, сродството трябва да бъде свързано с това колко скоро двата вида са имали общ предшественик. И това, което ще се опитаме да направим във видеото, е да създадем дърво, което показва как различните видове са еволюирали от общи предшестващи типове, и ще го направим въз основа на някои от видимите белези. Но това ще бъде доста опростено. Ще го направя само с пет вида и пет много ясни черти. Както ще видим или ще говорим в бъдещи видеа, това може да се направи по далеч по-сложен начин и е нещо, което биолозите биха направили. Те биха разгледали много повече от пет белега и биха обърнали внимание и на молекулярните сведения – молекулярните сведения от гледна точка на различията при протеините, различията при ДНК, за да построят това, което наричаме филогенетично дърво. Нека го запиша. Това ще направим ние. Филогенетично дърво. "Фило-" произлиза от гръцки и означава група, вид или племе, а генетичен – свързано е с думата "генезис" (произход). Как са възникнали? Как различните групи или племена, в този случай – видове, са се появили? Когато се опитваме да създадем подобно дърво, е важно да осъзнаваме, че това е хипотеза, но, както винаги, се опитваме да създадем най-елементарната хипотеза, която може да обясни наблюденията ни. И когато ги разгледаме, поне видовете, които сме изброили тук, ще видим, че има един, който е по-различен от всички останали. Миногата няма нито една от тези пет особености, които наблюдаваме. Наричаме ги извънгрупови. Миногата е извънгрупова. Много пъти, когато е необходимо да се създаде филогенетично дърво, може да се предостави нещо, което очевидно е извън групата. В този случай, миногата няма нито една от наблюдаваните особености. А понякога, ако се вгледаме в генетичните различия, тя може би ще има най-много такива спрямо всички останали.. Това е логично. Най-елементарната хипотеза е, че нейният общ предшественик е най-отдалечен в миналото спрямо всички останали. Нека да започна да чертая това дърво. Ще поставя началото далеч в миналото, има разклоняваща точка, където слагаме общия предшественик на миногата и всички останали, които виждаме тук. Имаме общ предшественик и много, много видове по правата и накрая получаваме днешната минога. Минога. Следващото нещо, за което трябва да помислим, е как всички останали видове се оказват разклонение? Какво е общото между всички видове, което няма общо с миногата? Виждаме, че това, което всички притежават, поне от изброеното тук, са челюстите. Логично е да се каже, че имаме общ предшественик между миногата и другите видове, който е в свързващата точка тук, и се разклонява до множество видове и един от тях трябва да е развил челюсти. Ще напиша челюсти тук. Челюсти. Казват, че челюстите са смятат за придобити белези. Наследственият вид в този корен няма челюсти. Смятаме, че в даден момент, те са еволюирали и са се запазили в поколенията, защото се оказва, че са били благоприятни в определени среди. Възможно е да са били и нещо като генетично отклонение, но предполагам, че са били подходящи за определени среди. Да видим дали можем да класифицираме останалите. От четирите имаме, всъщност нека да зачертая миногата, за да е по-лесно, защото вече я класифицирахме. Сега за всички останали – вече споменахме, че имат челюсти, така че да преминем на следващия най-общ белег. Всъщност, нека да зачертая и челюстите, просто, за да е лесно. Можем да го направим малко по-ясно. Ще зачертая челюстите. Да продължим. Следващият най-общ белег са белите дробове, но не всички видове, които са останали, имат такива. Лавракът няма бели дробове. Той не диша по начина, по който дишат животните, живеещи извън водата. Следващата точка за раздалечаване трябва да бъде между лаврака и всички останали. Нека да начертая това. Така, още веднъж, казах "трябва". Това е хипотеза. Смятам, че е логична хипотеза. Да го начертая. Добре, това е лавракът. Има общ предшественик между лаврака и останалите – антилопата, белоглавия орел и алигатора. И в тази точка, където общият предшественик се разклонява в множество видове, някой от дъщерните видове е развил бели дробове. Белите дробове са развити в даден момент, но смятаме, че това не е от потеклото на лаврака. Още веднъж опитвам се да намеря най-елементарното обяснение. Вероятно има ситуации, в които белите дробове са се развили, а по-късно са изчезнали. И са се върнали към формата на предшественика. Но ние искаме да продължим с най-лесното обяснение. Това е отличително качество, което биолозите често наричат персимония, всъщност, ще го запиша. Персимония – на обикновен език това означава скръндза. Когато някой ти каже, че си пестелив, с тази добре звучаща дума, той има предвид, че си скръндза. Но персимония в този контекст означава, че се опитваме да бъдем пестеливи спрямо сложността. Опитваме се обяснението ни да бъде колкото се може по-опростено. Да се върнем отново към това, което правихме. Вече обърнахме внимание на лаврака и говорихме за белите дробове. Какво остана? Трябва да обсъдим антилопата, белоглавия орел, алигатора и воденичките, и козината. Изглежда, че белоглавият орел и алигаторът имат воденичка, а антилопата козина. Всъщност все още не сме говорили за белоглавия орел и перата. Възможно е. Нека да разграничим следващото нещо. Да го направим така. Опитвам се да правя това в реално време, мисля, че си личи. Да направим един клон тук. Да кажем, че това е разклонението за белоглавия орел. Б. орел. Това е разклонението за белоглавия орел и да видим дали мога да го направя така, че да обясни разликите между белоглавия орел, антилопата и алигатора. Белоглавият орел и алигаторът имат нещо общо. Те имат воденички. Ще направя пресечна точка, която да е малко по-близо, отколкото е белоглавия орел до антилопата. Нека го направя. Ще поставя алигатора тук и ще поговоря относно това, кога са се появили придобитите белези. Това е алигаторът. Очевидно, написах алигатор от тази страна, а белоглав орел от другата, можех и обратното. Мога да разместя всеки един от клоните. И това, което остана, е антилопата. Да видим дали мога да обясня всички придобити белези. Антилопа. Добре. Имаме общ предшественик с лаврака, белоглавия орел, алигатора и антилопата ето тук. Имаме разклонение. В даден момент белите дробове, хипотетично казано, се развиват в този клон. А този, да кажем, че това разклонение е с общ предшественик за антилопата, алигатора и белоглавия орел. А общият предшественик на белоглавия орел и на алигатора има воденичка. Да сложим воденичката тук. Тук е воденичката и това е нашата хипотеза. Ще го направя в същия цвят. Това е воденичка. Тя е тук. Всички, които произлизат от предшественика с воденичка, също имат такива. Това е, което смятаме ние, но отново, те могат да се изгубят. Това е хипотеза. Обяснихме относно воденичките. Ще ги зачертая. Обяснихме относно воденичките. Нека видим какво трябва да обясним за перата, които само белоглавия орел притежава. Ще го сложа тук. В даден момент имаме общ предшественик на алигатора и белоглавия орел. Той се разклонява в множество видове, един от които има пера. Това може да се разклони в много, много видове, тъй като знаем, че белоглавият орел не е единственият вид с пера. Но той със сигурност е вид, който има пера. Обяснихме относно перата. Пера. А сега остана само да кажем за козината на антилопата. Не знаем къде се е случило това. Може би трябва да потърсим повече сведения, за да излезем с добра хипотеза. Но някъде по продължението на десния клон, можем да поставим козината. Ето го. Това всъщност е логично филогенетично дърво. Опитах се да приложа на практика персимонията и да получим най-опростеното обяснение, но има и по-сложни обяснения. И не знаем дали някое от тях е наистина вярно. Но от това имаме доста бързо и лесно графическо представяне на това как може би са свързани различните видове и къде делят общи предшественици. Така че белоглавият орел и алигатора, въз основа на това филогенетично дърво, можем да кажем, че са далеч по-свързани отколкото белоглавия орел и антилопата. Белоглавият орел и алигаторът имат много по-близък общ предшественик или по-скорошен общ предшественик, отколкото са техните общи предшественици с антилопата, и това ги прави по-свързани. Ако това го правехме в действителност, щяхме да погледнем генетичните доказателства и да видим различните протеини и да се запитаме дали това го потвърждава. Сходно ли е ДНК на белоглавия орел и алигатора, имат ли повече общи неща помежду си, отколкото с ДНК на антилопата? Има много различни обяснения, особено сложни, а ние искаме просто да получим повече и повече доказателства, за да продължим да усъвършенстваме нашите филогенетични дървета.