Evolúciós fokozat – biológiai definíció, példák és különbség a kláddal
Evolúciós fokozat: biológiai definíció, szemléletes példák és a kláddal való különbség egyszerű magyarázattal és történeti háttérrel.
Az evolúciós fokozat a fajok azonos szerveződési szinten lévő csoportja.
Olyan állatok vagy növények csoportjára utal, amelyek nagyon hasonlóak, de nem alkotnak kládot. Hasonló morfológiai vagy fiziológiai összetettséggel rendelkeznek, és gyakran ugyanahhoz az életmódhoz alkalmazkodtak.
A kifejezést Julian Huxley alkotta meg a kláddal szemben, amely szigorúan filogenetikai egységet jelent. A "fokozat" mint kifejezés biológiában való használatát Ernst Mayr erőteljesen támogatta, aki arra is rámutatott, hogy a kifejezést már jóval a kládizmus előtt is használták.
Mit jelent pontosan az "evolúciós fokozat"?
Evolúciós fokozat alatt olyan csoportot értünk, amely tagjai külsőleg, életmódban vagy funkciókban hasonlóak, és egy hasonló fejlődési szintet képviselnek, de nem feltétlenül származnak egy közös, kizárólagos ősből, amelynek minden leszármazottját a csoport tartalmazná. Más szóval: egy fokozat lehet parafilétikus (részlegesen közös őst tartalmaz) vagy polifiletikus (különböző ősöktől származó, hasonló tulajdonságokkal bíró szervezetek gyűjtőfogalma).
Példák
- Halak (a hagyományos értelemben vett "fishes"): a tengerben és édesvízben élő, uszonyos gerincesek csoportja. Ha a kifejezés kizárja a szárazföldi leszármazottakat (például a négylábúak egyes csoportjait), akkor parafilétikus.
- Hüllők a klasszikus taxonómiában: ha a madarakat nem számítjuk ide, a hüllők hagyományos csoportja parafilétikus, mert a madarak a dinoszauruszokból származnak.
- Invertebrátok (gerinctelenek): funkcionális/egyszerű szerveződési szint alapján összegyűjtött csoport, amely számos, egymástól távoli filogenetikai vonalat foglal magában.
- Protisták (Protista): régi rendszerezési egység, amely több különálló törzset fog össze egy praktikus, de nem monofiletikus kategóriában.
- Hagyományos dikotiledonok (dicots): a valódi rendszertani vizsgálatok kimutatták, hogy a „dikotilédonok” egy része különböző leszármazási ágakhoz tartozik, így a hagyományos csoport parafilétikus.
Különbség a fokozat és a klád között
Klád (monofiletikus csoport) alatt értünk egy olyan egységet, amely tartalmaz egy közös őst és az összes leszármazottját. A kládok filogenetikailag egységesek, és a modern rendszertan ezeket részesíti előnyben.
Ezzel szemben az evolúciós fokozat egységeit nem a közös eredet, hanem a hasonló szerveződési szint vagy életmód alapján választják ki. Ennek következménye, hogy egy fokozat:
- lehet parafilétikus: tartalmaz egy őst és csak egy részét leszármazottainak;
- vagy polifiletikus: több különböző eredetű vonal hasonló tulajdonságai alapján jön létre.
Miért fontos ez a taxonómiában és az evolúciótanban?
A különbség gyakorlati következményekkel jár:
- A kládokra épülő rendszerezés (kladisztika) célja a természetes, leszármazási viszonyokat tükröző csoportok létrehozása.
- Az evolúciós fokozatok azonban hasznosak lehetnek oktatásban, ökológiában és paleontológiában, mert segítenek hasonló funkciók vagy morfológiai szintek gyors leírásában.
- A molekuláris filogenetika és a modern analízisek gyakran feltárják, hogy hagyományos, fokozatokon alapuló csoportosítások valóban para- vagy polifiletikusak, ezért a taxonómia egyre inkább a kládalapú rendszerezés felé tolódik.
Előnyök és korlátok
Előnyök:
- Gyors áttekintést ad a szerveződési szintről és életmódról.
- Hasznos lehet fosszíliák elsődleges besorolásánál, ahol a filogenetikai adatok hiányosak.
Korlátok:
- Nem tükrözi mindig a leszármazási viszonyokat.
- Hamis egységeket eredményezhet, ha konvergencia (párhuzamos alkalmazkodás) miatt hasonló vonásokat tüntet fel.
Záró megjegyzések
Az evolúciós fokozat fogalma történetileg fontos volt a biológiai rendszerezés fejlődésében, és mai napig használható, ha világosan jelöljük, hogy funkcionális vagy szerveződési szintről van szó, nem pedig kizárólag filogenetikai egységről. A modern filogenetika viszont előnyben részesíti a kládokat, mert azok jobban tükrözik a fajok valódi leszármazási kapcsolatait.
Egy biológiai csoport kladogramja (családfája). A zöld doboz egy evolúciós fokozatot, vagyis egy olyan csoportot jelölhet, amelyet nem a filogenetika, hanem anatómiai és fiziológiai tulajdonságok egyesítenek. A piros és kék dobozok kládok (azaz teljes monofiletikus részfák). A kék és a zöld dobozok együtt egy kládot alkotnak.
Háttér
Az evolúciós osztály a fajok egy olyan csoportja, amelyet a hasonlóságok egyesítenek. Ezek a hasonlóságok vezettek ahhoz, hogy nevet kaptak. Ahhoz azonban, hogy most már klád legyen, a teljes csoportot az első ismert tagtól napjainkig kell magában foglalnia.
A leggyakrabban említett példa a hüllőké. A 19. század elején a négylábúakat a négy ismert osztályba sorolták: kétéltűek, hüllők, madarak és emlősök. Ebben a rendszerben a hüllőket olyan tulajdonságok alapján határozták meg, mint például a kleidikus tojásrakás, a pikkelyekkel vagy páncélokkal borított bőr és a "hidegvérű" anyagcsere.
Ma már azonban tudjuk, hogy a kétéltűekből alakultak ki a korai tojást tojó amnioták. Ezekből alakultak ki a sauropsidák (a hüllők és madarak ősei) és a synapsidák (az emlősök ősei). A "hüllő" csak egy közös kifejezés a sauropsidákra, amelyek a mai napig fennmaradtak, a madarak nélkül. Mint hétköznapi szót, mindenki érti. De mint modern tudományos kifejezés, már nem jó, és kevésbé használják.
A parafiletikus és polifiletikus taxonok gyakran képviselnek evolúciós fokozatokat. Egyes esetekben a parafiletikus taxonok egyszerűen azáltal egyesülnek, hogy nem tartoznak más csoportokhoz, és úgynevezett szemétkosaras taxonokat hoznak létre.
Példák
- A briofitákat sokáig természetes csoportnak tekintették, és olyan szárazföldi növényekként definiálták, amelyeknek nincs érrendszere. A molekuláris bizonyítékok azt mutatják, hogy a bryophyták nem monofiletikusak, mivel a mohák, a májvirágok és a szarvvirágok valójában különálló ágak, és a mohák állnak a legközelebb az érnövényekhez. A három klád azonban hasonló komplexitású, és a "bryofita fokozat" hasznos viszonyítási alap a korai növények elemzésekor - információt ad a fosszíliák státuszáról, amelyeket nem mindig lehet élő csoportokba sorolni.
- A halak egy fokozatot képviselnek, mivel ők adták a szárazföldi gerinceseket. Valójában a halak három hagyományos osztálya (Agnatha, Chondrichthyes és Osteichthyes) mind evolúciós fokozatot képvisel. Nyilvánvaló, hogy mindenki továbbra is a halak szót fogja használni; ez csak azt támasztja alá, hogy nem egy monofiletikus kládot alkotnak.
- A dinoszauruszok és a madarak egy megfelelő monofiletikus csoportot alkotnak. Egyébként nem azok.
- A labirintodonciák evolúciós fokozatot jelentenek, és a csoport már nem szerepel a rendszertanban.
- A szinapszidák nem lehetnek klád, hacsak az emlősök nem tartoznak bele.
- Nautiloidák. Kladisztikailag a nautiloidák egy parafiletikus csoportot alkotnak, amelynek közös primitív jellemzői nem találhatók meg a leszármazott fejlábúaknál. Más szóval, egy olyan evolúciós fokozatot alkotnak, amelyről úgy gondolják, hogy az ammonoidák és a koleoidák egyaránt kialakultak.
A Bryophyta, a tágabb értelemben vett mohák, a fiziológiailag primitív szárazföldi növények.
Kérdések és válaszok
K: Mi az az evolúciós fokozat?
V: Az evolúciós fokozat az azonos szerveződési szinten lévő fajok olyan csoportja, amely nem klád.
K: Ki alkotta meg az evolúciós fokozat kifejezést?
V: Az "evolúciós fokozat" kifejezést Julian Huxley alkotta meg.
K: Mi a különbség a klád és az evolúciós fokozat között?
V: A klád egy szigorúan filogenetikai egység, míg az evolúciós fokozat olyan állatok vagy növények csoportjára utal, amelyek nagyon hasonlóak, de nem klád.
K: Mi a példa egy evolúciós fokozat jellemzőjére?
V: Egy evolúciós fokozat jellemzőjére példa a hasonló morfológiai vagy fiziológiai összetettség.
K: Ki támogatta határozottan a "fokozat" mint kifejezés használatát a biológiában?
V: Ernst Mayr határozottan támogatta a "fokozat" mint kifejezés használatát a biológiában.
K: Mi a célja az "evolúciós fokozat" kifejezés használatának?
V: Az "evolúciós fokozat" kifejezés használatának célja olyan fajok csoportjának leírása, amelyek morfológiailag vagy fiziológiailag hasonlóak, de nem feltétlenül közös őstől származnak.
K: Mióta használják a "fokozat" kifejezést a biológiában?
V: Ernst Mayr szerint a "fokozat" kifejezést már jóval a kládizmus előtt is használták.
Keres