Филогенетические древеса III

Рис. 7-62. Филогенетическое древо возможной эволюции митохондрий, хлоропластов и их бактериальных предков. Полагают, что кислородное дыхание стало развиваться примерно 2 млрд. лет назад. Как видно из рисунка, такое дыхание, вероятно, независимо возникло в трех линиях фотосинтезирующих прокариот - у зеленых, пурпурных и синезеленых бактерий. По-видимому, какая-то форма аэробных пурпурных бактерий, утратившая способность к фотосинтезу, дала начало митохондриям, тогда как несколько различных синезеленых бактерий были предками хлоропластов. Детальный анализ нуклеотидных последовательностей показывает, что митохондрии скорее всего произошли от бактерий, напоминающих современные ризобактерии, агробактерии и риккетсии - три родственные группы, представители которых вступают в тесные

Рис. 134. Расположение групп фототрофных микроорганизмов на филогенетическом древе

Рис. 21.13. Филогенетическое древо генов глобинов. Кружочками обозначены дупликации предковых генов, дающие начало новым линиям эволюции. Обозначено примерное время, прошедшее от момента дупликаций в миллионах лет. У человека гены а1 и а2 идентичны вследствие конверсии, однако присутствие дуплицированных генов у многих (а возможно, и у всех) позвоночных свидетельствует о том, что дупликации

Следует различать два вида классификаций филогенетические, или естественные , с одной стороны, и искусственные-с другой. Построение естественной классификации - конечная цель таксономии бактерий, которая состоит в том, чтобы объединить родственные формы, связанные общностью происхождения, и на этой основе создать филогенетическое древо бактерий. Несомненно, когда-нибудь это удастся сделать, исходя из химических признаков-таких, как последовательность аминокислот в функционально сходных ферментных белках или последовательность нуклеотидов в консервативных нуклеиновых кислотах, например в рибосомных РНК. [c.86]

Пусть имеется набор ПП, для каждого из которых известна нуклеотидная последовательность. По этим ПП можно построить филогенетическое древо. На рисунке 8 приведено древо для пяти ПП. [c.71]

Рис. 1. Филогенетическое древо, построенное на основании анализа

В табл. 26.7 приведены значения минимального числа нуклеотидных замен, которыми можно объяснить различия между аминокислотными последовательностями в молекулах цитохрома с у 20 различных организмов. На рис. 26.7 изображено филогенетическое древо для этих организмов, построенное на основе данных, представленных в табл. 26.7. Для каждой ветви древа указано минимально необходимое число нуклеотидных замен. В большинстве случаев это дробные числа. Ясно, что в действительности число нуклеотидных замен всегда целое. Однако на рис. 26.7 указаны числа, наилучшим образом согласующиеся с цифрами, приведенными в табл. 26.7. [c.224]

Рис.з Филогенетическое древо для пяти ПП. 1, 2, 3, 4, 5- [c.72]

Обычно порядок транспозиций не известен, поэтому структура филогенетического древа, вообще говоря, прямо не связа-ана с порядком транспозиций. В таком случае удобно использовать интегральные характеристики филогенетических деревьев, связанных с частотами перемещений ПП. [c.72]

Если бы оказалось, что теория нейтральности молекулярной эволюции справедлива для многих локусов, то эволюция белков и ДНК могла бы служить своеобразными часами эволюции в целом. Степень генетической дифференциации видов можно было бы использовать как меру их филогенетического родства. В этом случае вполне закономерно реконструировать филогении на основе генетических различий. Более того, таким способом можно грубо оценивать реальное хронологическое время различных филогенетических событий. Предположим, что мы имеем филогенетическое древо, подобное тому, которое изображено на рис. 26.10. Если бы скорость эволюции цитохрома с оставалась все время постоянной, то число нуклеотидных замен в каждой ветви древа было бы прямо пропорционально соответствующему времени эволюции. При условии что реальное геологическое время одного события данной филогении известно из какого-либо иного источника (например, из палеонтологических данных), можно бьшо бы определять время и всех остальных событий. Таким образом, молекулярные часы, выверенные по какому-то одному известному событию, можно использовать для измерения времени другого события этой филогении. [c.235]

Для этого моделируется возникновение большого количества ПП за длительное время. При этом скорости транспозиции и выщепления задаются заранее. После окончания моделирования случайным образом формируются выборки из К ПП, то есть из тех ПП, которые сохранились в геноме за весь цикл моделирования. Для любой такой выборки можно восстановить филогенетическое древо по матрице и, так как имеется информация о том, какой повтор от какого повтора и когда произошел. [c.73]

Рис. 26.15. Филогенетическое древо, построенное по нуклеотидной последовательности генов глобинов. Длина каждой линии соответствует числу нуклеотидных замен в каждой ветви древа. Сплошные линии от-

Виды-это репродуктивно изолированные единицы, эволюционирующие поэтому независимо друг от друга. В силу такой независимой эволюции виды с течением времени, вероятно, должны все более расходиться между собой в генетическом отношении. В начале этой главы отмечалось, что степень генетических различий, достигнутых между отдельными ветвями филогенетического древа, может служить мерой генетической дифференциации существующих ныне видов. Более того, по степени генетической дифференциации различных видов можно восстановить само филогенетическое древо, если оно не известно. Это возможно потому, что эволюция-процесс постепенный, и, следовательно, у генетически сходных видов их общий предок скорее всего существовал и в менее отдаленном прошлом, чем у видов, более сильно различающихся в генетическом отношении. [c.220]

Предположим теперь, что нам ничего неизвестно о филогениях человека, макака-резуса и лошади. Данные, приведенные в табл. 26.6, свидетельствуют о том, что конфигурация филогенетического древа, изображенная на рис. 26.8, наиболее вероятна. Эволюция в целом-это процесс постепенного накопления изменений. Таким образом, виды, генетически более сходные между собой, как правило, имеют общего предка в менее отдаленном прошлом, чем генетически более различающиеся виды. На рис. 26.9 изображены два теоретически возможных варианта филогений человека, макака-резуса и лошади указаны также минимальные числа нуклеотидных замен, необходимых для образования каждой ветви. Ясно, что оба этих варианта крайне маловероятны, даже если судить о филогениях, лишь исходя из информации об аминокислотных последовательностях молекул цитохрома с. [c.224]

В этой работе использовались аминокислотные последовательности 7 белков 17 видов млекопитающих. Вначале аминокислотные последовательности всех белков были написаны подряд друг за другом так, как будто они представляют единую последовательность аминокислот. Затем было определено минимальное число нуклеотидных замен, необходимых для того, чтобы объяснить происхождение этих белков от общего предка. Соответствующие значения числа замен были определены для каждой ветви филогенетического древа. Далее использовались два приема. Прежде всего оценивалось общее число замен в единицу времени на разных этапах эволюции. При этом подвергалась проверке гипотеза, согласно которой общая скорость изменений постоянна на протяжении всего времени эволюции. Вероятность того, что наблюдавшаяся изменчивость обусловлена случайными причинами, очень мала 4-10 . Это с высокой достоверностью означает, что скорость эволюции белков не была постоянной, как этого можно бьшо бы ожидать, исходя из предположения о пуассоновском характере процесса. [c.236]

Гены передаются от одного поколения к следующему, т. е. вертикально . У высших организмов, обладают ли они половым процессом или нет, это практически единственная возможность переноса генов. Поэтому для них концепции происхождения и филогенетического древа недвусмысленны. [c.27]

Другой важный момент, который следует усвоить, заключается в недопустимости давать результатам эволюции какие-либо морально-этические оценки. Высокоразвитые в эволюционном отношении организмы не стали лучше в нравственном отношении они просто лучше адаптированы к своей среде обитания по сравнению со своими вымершими предками. Следует также помнить, что все современные организмы в силу самого факта своего существования, по-видимому, приспособлены к занимаемой ими среде весьма эффективно, независимо от своего положения на филогенетическом древе. Эволюция столь же беспристрастна, как, полагают, должно быть беспристрастно правосудие будут увеличиваться в числе лишь те организмы, которые производят наибольшее число жизнеспособных потомков, безотносительно к тому, плохими или хорошими их считают люди. [c.27]

Установление степени родства сравниваемых видов и построение филогенетического древа, показывающего, в каком порядке происходила дивергенция этих видов от общих предковых популяций. [c.7]

Для построения филогенетического древа требуются материалы о фрагментах скелетов предполагаемых предков, а также данные сравнительной анатомии и сравнительной генетики. Для анализа механизмов эволюции эти скелетные остатки ценности не представляют. Нам приходится основываться на сравнениях генетических различий между современными видами. Анализ [c.7]

Таким образом, восстановив филогенетическое древо для к ПП данной выборки, мы можем определить по формуле (8) значение величины т а следовательно значение константы J. Сравнивая полученное значение с заданным в модели, можно определить точность рассматриваемого метода. Оказалось (табл. 1), что для оценки величины м достаточно гфоанализировать небольшое количество ПП. При этом относительная ошибка составляет менее 50 (с тенденцией некоторого завышения истинного значения t). [c.73]

В 20-х годах нашего вока Мец [2] разработал серологический метод, основанный на инъекции растительных протеинов животным и изучении выработки последними антител. Результатом исследований Меца явилось создание филогенетического древа , но затем его выводы были подвергнуты резкой критике (Честер [3]). Метод интересен и, конечно, представляет известную ценность, но кажется невероятным, чтобы оп был в состоянии с иомош,ью таких простых экспериментальных ]]риемов распутать сложную связь между высшими таксономическими категориями. [c.319]

Указанные здесь различия между лошадью, с одной стороны, и человеком и макаком-резусом с другой (16 и 17), больше различий, приведенных в табл. 26.6 (15 и 14). Две дополнительные замены нуклеотидов необходимы, чтобы включить все перечисленные в этой таблице виды в единое филогенетическое древо. Сравнение с другими видами показывает, что в предковой линии произошла нуклеотидная замена, затем компенсированная реципрокной заменой. [c.225]

Паралогичные гены-это потомки дуплицированного предкового гена. Паралогичные гены, следовательно, эволюционируют в пределах одного и того же вида (а также параллельно у различных видов). Гены, кодирующие а-, Р-, у-, и 5-, е-, -цепи гемоглобина у человека, парало-гичны. Эволюция паралогичных генов отражает изменения, накопившиеся с момента дупликации предкового гена. Гомологии между пара-логичными генами позволяют построить филогении генов, т.е. проследить эволюционную историю дуплицированных генов в одной ветви филогенетического древа организмов. На рис. 21.13 изображена филогения дупликаций гена, давшего начало генам миоглобина и гемоглобина современного человека. [c.227]

Для разных белков характерны различные скорости эволюции. При анализе филогенетических различий между близкородственными организмами можно использовать аминокислотные последовательности быстро эволюционирующих белков, таких, как фибринопептиды млекопитающих (рис. 26.11). Карбоангидразы-это быстро эволюционирующие белки, играющие важную физиологическую роль при обратимой гидратации СО2, а также в некоторых секреторных процессах. На рис. 26.12 изображено филогенетическое древо некоторых приматов, построенное на основе данных об аминокислотной последовательности карбоангид-разы I с указанием минимально необходимого числа нуклеотидных замен в каждой ветви древа. Г енетические изменения, происходящие в ходе эволюции близкородственных видов, можно изучать также с помощью других методов, таких, как гибридизация ДНК, электрофорез в гелях и иммунологические методы. [c.228]

Реконструкция филогений по генетическим различиям основана на предположении о том, что генетическое сходство отражает сходство филогенетическое. В целом taKoe предположение разумно, поскольку эволюция-это процесс постепенных изменений. Однако различия в скоростях генетических изменений в различных ветвях филогенетического древа могут служить источником ошибок. Предположим, что какой-то вид А отщепился от общего предка трех видов А, В и С до того, как разошлись пути эволюции видов В и С. Предположим также, что в эволюционной линии, приведшей к возникновению вида С, изменения некоторого белка происходили намного быстрее, чем в двух других линиях. В результате может оказаться, что А и В будут более сходны по аминокислотным последовательностям данного белка, чем В и С. Филогения, построенная по данным об аминокислотных последовательностях, будет неправильной. [c.233]

Фиг. 2. Филогенетическое древо, продолженное до гипотетической общей предковой популяции микроорганизмов (см. текст).

Если верны самые радикальные взгляды, то попытки построить филогенетическое древо на основании информации о биологических процессах, например биоэнергетических процессах, бесполезны. Во всяком случае, такое древо не будет похоже на настоящее дерево, его ветви будут причудливым образом срастаться друг с другом. Если группы генов передаются от одной группы бактерий к другой, то следует ожидать, что с бактериями происходят совершенно беспорядочные изменения. В этом случае пришлось бы примириться с довольно странными концепциями, например что группа примитивных, строго анаэробных клостридиев внезапно превратилась в аэробные дышащие микроорганизмы [c.28]

Кстати, Яманака [2036, 2037] попытался использовать избирательное сродство цитохрома с к цитохромоксидазе и нитритредуктазе от разлых организмш для построения филогенетического древа результаты оказались чрезвычайно интересными ) [c.31]

МИ И Предлагает филогенетическое древо, в котором все эукариотические водоросли производятся от хозяина цианелл путем изменения пигментов и других признаков. Ли полагает, что не слишком трудно представить себе этапы подобных перемен. Таким образом. Ли поддерживает мнение о симбиотическом происхождении, но в противоположность Саган не поддерживает множественности подобного происхождения. Следовательно, можно вернуться к классификации водорослей по пигментам. Более подробно взгляды Равена и Ли обсуждаются в работе Тейлора [1848]. [c.197]

Нам могут возразить, что факт биохимической универсальности совместим с концепцией общей предковой популяции, но отнюдь не может служить ее доказательством, так как вполне вероятно, что вообще все живые организмы нуждаются в одних и тех же главных биохимических системах. Ины.ми словами, данные сравнительной биохимии не противоречат и другой возможности, а именно тому, что в различное время и в разных местах на Земле возникали независимые первичные популяции с одинаковой в своей основе биохимической организацией и каждая из этих популяций дала впоследствии свое собственное филогенетическое древо [31. [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология