Феңетика – организмдерді морфологиялық ұқсастықтары бойынша жіктеу әдісі. Эволюциялық байланыс емес, сыртқы белгілеріне назар аударады. Таксометрия, кладистика туралы ақпарат.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Организмдерді жалпы ұқсастыққа негізделген жіктеу әрекеті – организмдерді жіктеу.
Attempt to classify organisms based on overall similarity
the classification of organisms
Биологияда фенетика (/f//ᵻ/'/n//ɛ//t//ɪ//k//s/; ежелгі грек тілінен φαίνειν (phainein) – ‘көріну’) деп аталатын, сондай-ақ таксиметрия деп белгілі, бұл организмдерді олардың филогенетикалық байланысына немесе эволюциялық қатынасына қарамастан, морфологиялық немесе басқа да байқалатын белгілері бойынша жалпы ұқсастыққа сүйене отырып жіктеуге жасалған әрекет. Ол таксономиялық жіктеу үшін сандық әдістерді қолданумен айналысатын сандық таксономиямен тығыз байланысты. Фенетиканың дамуына көптеген ғалымдар үлес қосты, бірақ ең ықпалдылары Питер Снит және Роберт Р. Сокал болды. Олардың еңбектері осы саланың негізгі анықтамалықтары болып табылады, бірақ қазір жарияланбайды. Эволюциялық қатынастарды зерттеуде фенетиканың орнын негізінен кладистика басты, алайда, көршілес қосылу сияқты кейбір фенетикалық әдістер филогенетикада қолданылады, өйткені егер озық әдістер (мысалы, Байес қорытындысы) есептеу тұрғысынан тым қымбат болса, олар филогенетиканың сенімді жуықтамасын ұсынады. Фенетикалық техникаларға кластерлеу және ординацияның түрлі формалары жатады. Бұл организмдердің көрсеткен айырмашылықтарын басқаруға болатын деңгейге дейін азайтудың күрделі әдістері. Іс жүзінде бұл ондаған айнымалыларды өлшеуді және оларды екі немесе үш өлшемді графиктер түрінде көрсетуді білдіреді. Фенетиканың техникалық қиындықтарының көп бөлігі осындай азайтудан туындаған ақпараттың жоғалуын, нәтижеде алынған графиктерді түсіндірудің қарапайымдығымен теңестіруге байланысты. Бұл әдіс 1763 жылға дейін, Мишель Адансонның «Familles des plantes» еңбегіне дейін жетеді, себебі олардың екеуі де жалпы ұқсастық және тең салмақтылық сияқты екі ортақ қағидаға негізделген. Қазіргі заманғы фенетиктер кейде нео-Адансондар деп аталады.
In biology, phenetics (/f//ᵻ/'/n//ɛ//t//ɪ//k//s/; from Ancient Greek φαίνειν (phainein) 'to appear'), also known as taximetrics, is an attempt to classify organisms based on overall similarity, usually with respect to morphology or other observable traits, regardless of their phylogeny or evolutionary relation. It is related closely to numerical taxonomy which is concerned with the use of numerical methods for taxonomic classification. Many people contributed to the development of phenetics, but the most influential were Peter Sneath and Robert R. Sokal. Their books are still primary references for this sub discipline, although now out of print. Phenetics has been largely superseded by cladistics for research into evolutionary relationships among species. However, certain phenetic methods, such as neighbor joining, are used for phylogenetics, as a reasonable approximation of phylogeny when more advanced methods (such as Bayesian inference) are too expensive computationally. Phenetic techniques include various forms of clustering and ordination. These are sophisticated methods of reducing the variation displayed by organisms to a manageable degree. In practice this means measuring dozens of variables, and then presenting them as two or three dimensional graphs. Much of the technical challenge of phenetics concerns balancing the loss of information due to such a reduction against the ease of interpreting the resulting graphs. The method can be traced back to 1763 and Michel Adanson (in his Familles des plantes) because of two shared basic principles – overall similarity and equal weighting – and modern pheneticists are sometimes termed neo Adansonians.
Кладистикадан айырмашылығы
Фенетикалық талдаулар "тамыры жоқ", яғни олар ата-бабадан мұрагерлікпен алынған қасиеттер – плезиоморфиялар, және бір немесе бірнеше туыстамаларда жаңадан пайда болған қасиеттер – апоморфиялар арасындағы айырмашылықты анықтамайды. Фенетикалық талдаудың жиі кездесетін мәселесі – эволюцияның базальдық сатылары, олар көбірек дамыған туыстамалармен салыстырғанда көптеген плезиоморфияларды сақтайды, монофилетикалық болып көрінеді. Фенетикалық талдаулар конвергентті эволюция мен адаптивті сәулеленудің нәтижесінде қате болуы мүмкін. Кладистикалық әдістер осы мәселелерді шешуге бағытталған. Мысалы, әнші құстарды қарастырайық. Оларды екі топқа бөлуге болады: Корвида – фенотип және генотиптің көне белгілерін сақтайтын топ, және Пассерида – көбірек заманауи белгілері бар топ. Бірақ, жақын туыстардың тобы – тек соңғысы ғана; алғашқысы – көптеген тәуелсіз және көне туыстамалар, олар бір-бірімен де, Пассеридамен де шамалы байланысты. Фенетикалық талдау үшін Корвида арасындағы жоғары деңгейдегі ұқсастық оларды монофилетикалық етіп көрсетуі мүмкін, бірақ олардың ортақ белгілері барлық әнші құстардың ата-бабаларында-ақ болған. Әнші құстардың бірін-бірісімен, басқа әнші құстардан гөрі тығыз байланысты екенін көрсететін – осы ата-бабалық белгілердің жоғалтылуы, ал емес олардың болуы. Дегенмен, таксондардың монофилетикалық болуы талабы – Корвиданың жағдайындағыдай, парафилетикалық емес – таксономияның кладистикалық әдісінің бір бөлігі болып табылады, және басқа әдістер міндетті түрде оған сәйкес келе бермейді. Бұл екі әдіс бір-бірінсіздікке ұшырамайды. Мысалы, фенетикалық әдіспен анықталған түрлерді олардың эволюциялық байланыстарын анықтау үшін кейіннен кладистикалық талдаудан өткізуге болады. Егер тек туысқан таксондардың ерекшелігі маңызды болса, онда фенетикалық әдістер кладистикадан артық болуы мүмкін, себебі олардың есептеу талаптары төмен. Фенитизм мен кладизмнің бәсекелес таксономиялық жүйелер ретіндегі тарихы Дэвид Халлдың 1988 жылғы "Ғылым – процесс ретінде" атты кітабында талданған.
Phenetic analyses are "unrooted", that is, they do not distinguish between plesiomorphies, traits that are inherited from an ancestor, and apomorphies, traits that evolved anew in one or several lineages. A common problem with phenetic analysis is that basal evolutionary grades, which retain many plesiomorphies compared to more advanced lineages, seem to be monophyletic. Phenetic analyses are also liable to be rendered inaccurate by convergent evolution and adaptive radiation. Cladistic methods attempt to solve those problems. Consider for example songbirds. These can be divided into two groups – Corvida, which retains ancient characteristics of phenotype and genotype, and Passerida, which has more modern traits. But only the latter are a group of closest relatives; the former are numerous independent and ancient lineages which are related about as distantly to each other as each single one of them is to the Passerida. For a phenetic analysis, the large degree of overall similarity found among the Corvida will make them seem to be monophyletic too, but their shared traits were present in the ancestors of all songbirds already. It is the loss of these ancestral traits rather than their presence that signifies which songbirds are more closely related to each other than to other songbirds. However, the requirement that taxa be monophyletic – rather than paraphyletic as for the case of the Corvida – is itself part of the cladistic method of taxonomy, not necessarily obeyed absolutely by other methods. The two methods are not mutually exclusive. There is no reason why, e. g., species identified using phenetics cannot subsequently be subjected to cladistic analysis, to determine their evolutionary relationships. Phenetic methods can also be superior to cladistics when only the distinctness of related taxa is important, as the computational requirements are less. The history of pheneticism and cladism as rival taxonomic systems is analysed in David Hull's 1988 book Science as a Process.
Қазіргі қолданылуы
Дәстүрлі түрде фенетистер мен кладистер арасында көп пікірталастар болды, себебі екі әдіс те бастапқыда эволюциялық байланыстарды анықтау үшін ұсынылған. Фенетиканың ең маңызды қолданыстарының бірі – Чарльз Г. Сибли, Джон Э. Ахликвист және Берт Л. Монро кішінің ДНК-ДНК гибридизациялық зерттеулері болды, нәтижесінде 1990 жылғы құстарға арналған Сибли-Ахликвист таксономиясы пайда болды. Өз уақытында даулы болған оның кейбір тұжырымдары (мысалы, Galloanserae) расталды, ал басқалары (мысалы, толыққанды "Ciconiiformes" немесе "Corvida") қабылданбады. Дегенмен, компьютерлердің қуаты артып, кеңінен таралуымен Вилли Хеннингтің ұсыныстарын тексеруге мүмкіндік беретін жетілдірілген кладистік алгоритмдер пайда болды. Кладистік талдау нәтижелері, кем дегенде филогенезді анықтау үшін, фенетикалық әдістерден артық екені дәлелденді. Көптеген жүйелеушілер фенетикалық әдістерді, әсіресе түрлер деңгейіндегі мәселелерді шешу үшін қолдануды жалғастыруда. Таксономияның басты мақсаты – барлық түрлердің эволюциялық байланыстарын көрсететін «өмір ағашын» сипаттау болып табылады, бірақ далалық жұмыстар үшін бір таксонды екіншісінен ажырата білу қажет. Кладистік әдіспен өте ұқсас, жақын туысқан организмдердің әртүрлі топтарын жіктеу қиын. Фенетика түрлердің өзгеру үлгілерін зерттеу үшін сандық әдістер ұсынады, бұл зерттеушілерге түр ретінде жіктелетін дискретті топтарды анықтауға мүмкіндік береді. Фенетиканың қазіргі қолданылуы ботаникада кең таралған, ал мысалдарды «Системалық ботаника» журналының көптеген нөмірлерінде кездестіруге болады. Шындығында, көлденең гендердің берілуі, полиплоидты кешендер және өсімдік геномикасының басқа ерекшеліктеріне байланысты, ботаниканың фенетикалық әдістері – жалпы алғанда ақпаратты аз берсе де – осы ерекше жағдайларда ДНК тізбектерінің кладистік талдауына қарағанда қателерге аз бейім болуы мүмкін. Сонымен қатар, фенетикалық таксономистер әзірлеген көптеген техникалар қоғамдық экологтар тарапынан қабылданды және кеңейтілді, себебі олар да үлкен көлемдегі деректермен жұмыс істеу қажеттілігіне тап болды.
Traditionally there was much debate between pheneticists and cladists, as both methods were proposed initially to resolve evolutionary relationships. One of the most noteworthy applications of phenetics were the DNA DNA hybridization studies by Charles G. Sibley, Jon E. Ahlquist and Burt L. Monroe Jr., from which resulted the 1990 Sibley Ahlquist taxonomy for birds. Controversial at its time, some of its findings (e. g. the Galloanserae) have been vindicated, while others (e. g. the all inclusive "Ciconiiformes" or the "Corvida") have been rejected. However, with computers growing increasingly powerful and widespread, more refined cladistic algorithms became available which could test the suggestions of Willi Hennig. The results of cladistic analyses were proven superior to those of phenetic methods, at least for resolving phylogenies. Many systematists continue to use phenetic methods, particularly to address species level questions. While a major goal of taxonomy remains describing the 'tree of life' – the evolutionary relationships of all species – for fieldwork one needs to be able to separate one taxon from another. Classifying diverse groups of closely related organisms that differ very subtly is difficult using a cladistic method. Phenetics provides numerical methods for examining patterns of variation, allowing researchers to identify discrete groups that can be classified as species. Modern applications of phenetics are common for botany, and some examples can be found in most issues of the journal Systematic Botany. Indeed, due to the effects of horizontal gene transfer, polyploid complexes and other peculiarities of plant genomics, phenetic techniques of botany – though less informative altogether – may, for these special cases, be less prone to errors compared with cladistic analysis of DNA sequences. In addition, many of the techniques developed by phenetic taxonomists have been adopted and extended by community ecologists, due to a similar need to deal with large amounts of data.