Monofiletikus csoport: definíció és példák a kladisztikában
A monofília egyetlen őstől való közös leszármazást jelent. A biológusok bevezettek egyfajta rendszertani rendszertant, az úgynevezett kladisztikát. Ennek célja, hogy a biológiai osztályozást összhangba hozza azzal, amit az élőlények fejlődésének módjáról tudunk. A kladisztika központi fogalma a klád (vagyis egy monofiletikus csoport): egy közös ős és az összes leszármazottja.
Definíció és fogalmak
Ha van egy csoport, amely egy közös ősből és annak összes leszármazottjából áll, akkor ez a csoport monofiletikus. (görögül: "egy fajból való"). A monofiletikus csoportokat gyakran nevezik még kládoknak is. A kladisztika célja az ilyen, leszármazási kapcsolatokat tükröző csoportok azonosítása és használata a rendszerezésben.
Az olyan csoportot, amely olyan szervezeteket tartalmaz, amelyeknek nincs közös ősük, polifiletikusnak nevezzük. Az ilyen csoportok kialakulásának szokásos oka a konvergens evolúció. Ha egy csoport tartalmazza a közös őst, de elhagyja annak néhány leszármazottját, akkor parafiletikusnak nevezzük. A parafiletikus csoportokra jó példa a történeti rendszertanban hagyományosan használt reptilia (hüllők) csoport, amely a madarakat gyakran külön kezeli, pedig a madarak a dinoszauruszokból származnak — így a hagyományos Reptilia parafiletikus volt a madarak kizárása miatt.
Módszerek a monofília megállapítására
A monofília megállapításához ma elsősorban molekuláris filogenetikai módszereket használnak (DNS-, RNS- és fehérje-szekvenciák összehasonlítása), de a morfológiai jellegek — különösen a közösők között megjelenő egyedi, közös eredetű jellegek, az ún. szinapomorfiák — is fontosak. A filogenetikai elemzés során fát (kladogramot) rekonstruálnak, és a fa ágai (node-jai) jelölik a közös őseket és azok leszármazottait; egy klád minden olyan taxont magába foglal, amely egy adott node-ból ered.
Példák és rendszertani következmények
Példa: a Homo nemzetség minden faja ugyanabból az ősformából származik a Hominidae családból, és nem ismerünk más leszármazottat. A Homo nemzetség tehát monofiletikus. Ez az állítás a jelenlegi ismereteink alapján igaz, de új fosszíliák vagy molekuláris adatok megváltoztathatják a besorolást.
Ha viszont kiderülne, hogy a Homo habilis a Homo sapienstől eltérő ősből fejlődött ki, és ez az ős nem szerepelne a nemzetségben, akkor a nemzetség polifiletikus lenne. Mivel a biológusok általában véve az egypajzsú csoportokat részesítik előnyben, ebben az esetben valószínűleg vagy felosztanák a nemzetséget, vagy kibővítenék azt, hogy a további formák is beletartozzanak. (Megjegyzés: a szövegben szereplő kifejezés alatt azt értjük, hogy a szakma a monofiletikus — azaz közös őst és annak összes leszármazottját tartalmazó — csoportokat részesíti előnyben.)
Példa polifiletikus csoportra: Tengeri csigák. Ilyen gyűjtőcsoportok rendszerint az alapvető leszármazási viszonyok figyelmen kívül hagyásából és hasonló életmódbeli vagy morfológiai jellemzők konvergens kialakulásából adódnak.
Miért fontos a monofília a rendszertanban?
A monofiletikus csoportok használata elősegíti, hogy a rendszerezés tükrözze az evolúciós történetet: a besorolás így információt hordoz a leszármazási viszonyokról. Amikor egy hagyományos csoport parafiletikus vagy polifiletikusnak bizonyul, a taxonómusok gyakran módosítják a rendszert (felosztás, egyesítés vagy elnevezések átstrukturálása), hogy helyreállítsák a monofíliát. Például a cetaceák (bálnák, delfinek) filogenetikai helyzete kimutatta, hogy a hagyományos ízeltlábú nélküli állatrendszerben a cetaceák a párosujjú patások (Artiodactyla) közé tartoznak, ezért a modern rendszertanban gyakran beszélnek a Cetartiodactyla csoportról.
Korlátok és változás
A monofília megítélése az adatok és módszerek fejlődésével változhat: új fosszíliák, jobb molekuláris adatok vagy új elemzési módszerek eredményeként egy csoportból ki- vagy beletartozó taxonok miatt a korábbi monofíliára vonatkozó elképzelések módosulhatnak. A kladisztika ezért dinamikus tudományterület, amely folyamatosan frissül a bizonyítékok fényében.
Rövid összefoglalás
- A monofília = közös ős + az összes leszármazott.
- A kladisztika célja a monofiletikus csoportok felismerése és használata a rendszerezésben.
- Parafiletikus = közös ős, de nem tartalmazza az összes leszármazottat; polifiletikus = nincs közös ősi eredet a csoport tagjai között.
- A filogenetikai módszerek (molekuláris és morfológiai) segítenek a monofília igazolásában; az új adatok megváltoztathatják a besorolást.
A hüllők és a madarak csoportosítása monofiletikus.
Poliploidia
Néha a taxonómusok a poliploidia miatt nem tudják a növényfajokat monofiletikus csoportba sorolni. Egyértelmű bizonyítékok vannak arra, hogy egyes poliploid növényfajok többszörös eredetűek (a faj többször is kialakult). Például a sóska, a hibrid kecskeszakáll (Tragopogon miscellus) akár 20-szor is kialakult Kelet-Washingtonban.
Az is előfordulhat, hogy két közeli növényfaj hibridjei poliploidizálódnak, és a poliploidok új, különálló fajként élnek tovább. Az ilyen helyzetek kívül esnek a leszármazás szokásos szabályain, és a Nemzetközi Botanikai Nómenklatúra Bizottság (ICBN) által irányított különleges döntésekkel kezelik őket.
Kérdések és válaszok
K: Mi az a monofil?
V: A monofília az egyetlen őstől való közös leszármazás fogalma.
K: Mi az a kladisztika?
V: A kladisztika egyfajta taxonómia, amelyet a biológusok azért alkalmaznak, hogy a biológiai osztályozást összhangba hozzák azzal, amit az élőlények fejlődéséről tudunk.
K: Mi az a monofiletikus csoport?
V: Egy monofiletikus csoport egy közös ősből és annak összes leszármazottjából áll.
K: Mi az a polifiletikus csoport?
V: A polifiletikus csoport olyan szervezetekből áll, amelyeknek nincs közös ősük, általában konvergens evolúció következtében.
K: Mi az a parafilaxiás csoport?
V: A parafilaktikus csoport tartalmaz egy közös őst, de kihagyja annak néhány leszármazottját.
K: Minden élőlény ezen a bolygón monofiletikusnak tekinthető?
V: Igen, a DNS-elemzés szerint a bolygón lévő összes élőlény monofiletikusnak tekinthető, ami azt jelenti, hogy egyetlen eredetű, nem pedig több.
K: Tudna példát mondani egy polifiletikus csoportra?
V: A polifiletikus csoportra példa a tengeri sün.
