עצי אבולוציה וקרבה

מהו עץ פילוגנטי (phylogenetic tree), ומה הוא מתאר?

תשובה נכונה: תרשים המציג את קשרי הקרבה האבולוציונית בין קבוצות אורגניזמים, המבוסס על מוצא משותף

עץ פילוגנטי הוא תרשים ענפים המתאר השערה מדעית לגבי קשרי הקרבה האבולוציונית (יחסי מוצא משותף) בין קבוצות טקסונומיות שונות. הענפים מייצגים שושלות אבולוציוניות, ונקודות ההסתעפות (nodes) מייצגות אבות קדמונים משותפים שמהם התפצלו הקבוצות.

אילו סוגי נתונים משמשים בעיקר לבניית עצים פילוגנטיים מודרניים?

תשובה נכונה: נתונים מורפולוגיים (מבנה גוף), מולקולריים (רצפי DNA/חלבון) ופליאונטולוגיים (מאובנים)

בניית עצים פילוגנטיים מודרנית משלבת מספר מקורות נתונים משלימים: מורפולוגיה (מבנה אנטומי, שלד, איברים הומולוגיים), נתונים מולקולריים (השוואת רצפי DNA וחלבונים, שהיא כיום הכלי הדומיננטי) ומאובנים (המספקים עיגון כרונולוגי וצורות ביניים). שילוב מקורות עצמאיים מגביר את אמינות המסקנות.

הקבוצה המסורתית 'זוחלים' (Reptilia) כוללת נחשים, לטאות, תנינים וצבים, אך אינה כוללת ציפורים — למרות שציפורים התפתחו מתוך שושלת דינוזאורים שהיא עצמה חלק מהזוחלים. כיצד מסווגת קבוצת 'הזוחלים' המסורתית לפי הקריטריונים הפילוגנטיים?

תשובה נכונה: קבוצה פרפילטית — כוללת את האב הקדמון המשותף אך משמיטה שושלת נגזרת אחת (הציפורים) שהתפתחה ממנו

מכיוון שהציפורים התפתחו ישירות מתוך שושלת דינוזאורים תרופודיים (עצמם חלק מהזוחלים), האב הקדמון המשותף של כל 'הזוחלים המסורתיים' הוא גם אבי הקדמון של הציפורים. הגדרת 'זוחלים' שמשמיטה את הציפורים (למרות שהן צאצא ישיר מאותו אב קדמון) יוצרת קבוצה פרפילטית — לא מייצגת שושלת שלמה. סיווג פילוגנטי עדכני נוטה או לכלול ציפורים בתוך 'זוחלים' (Sauropsida), או להימנע משימוש בקבוצה זו כיחידה טבעית.

בהינתן עץ פילוגנטי שבו אדם וקוף שימפנזה חולקים נקודת הסתעפות קרובה יותר זה לזה מאשר לגורילה, מה נובע מכך לגבי קרבת הקרבה בין שלושת המינים?

תשובה נכונה: אדם וקוף שימפנזה חולקים אב קדמון משותף עדכני יותר זה עם זה מאשר עם הגורילה, ולכן הם קרובים אבולוציונית זה לזה יותר משהגורילה קרובה לאף אחד מהם

בקריאת עץ פילוגנטי, קרבת קרבה נקבעת על פי מיקום נקודת ההסתעפות המשותפת האחרונה — לא על פי סדר או מיקום ויזואלי גרידא. אם אדם ושימפנזה מסתעפים מנקודה משותפת שהיא 'צעירה' יותר (קרובה יותר בזמן) מהנקודה שבה שניהם מתחברים לגורילה, המשמעות היא שהם טקסוני אחות זה לזה, וקרובים זה לזה יותר משהגורילה קרובה לכל אחד מהם. זהו בדיוק המבנה הפילוגנטי המקובל כיום, הנתמך בראיות מולקולריות רבות.