Yaşam Ağacı, Sınıflandırma ve Filogeni

Transkript

1 Yaşam Ağacı, Sınıflandırma ve Filogeni

2 Yaşam Ağacı Darwin bugün var olan ve yok olmuş türlerin büyük bir yaşam ağacını ya da filogenetik ağaç oluşturduğunu belirtmiştir. Darwin in 1837 de çizdiği ilk yaşam ağacı.

3 Soy hatlarının ortak atadan nasıl ayrıldığını, yok olmuş ve bugün varlığını sürdüren türleri nasıl oluşturduğunu betimleyen filogenetik ilişkilerin Darwin tarafından gösterilmesi (1859)

4 Yaşam ağacı ana dallar arasındaki ilişkilerin kestirimi, DNA dizilerine ve ribozomal RNA şifreleyen genlere dayanmaktadır.

5 Gözün merkezinde, sağ alt köşeye doğru iki ayrım görebiliriz. Bu ayırımın olduğu neredeyse tam olan çember, ilk canlıyı temsil eder. Bu iki ayrım ise, bakterilerle arkeaları bir olarak alan ve sonradan ayıran birinci kol ve ökaryayı gösteren ikinci koldur Bu çizim bile Dünya üzerindeki türlerin ancak % 1 gibi bir kısmını kapsamaktadır. Gözün en dışına bakacak olursanız, alemleri okuyabildiğinizi göreceksiniz: Fungi (mantarlar), Protists (Protistalar), Animals (hayvanlar), Plants (bitkiler).

6 Sistematik Tür ve tür gruplarının isimlendirilip sınıflandırılması olan taksonomiyi ve filogeniyi içeren bir bilim dalıdır. Geleneksel taksonomi 18. yy. da Linnaeus nin Systema Naturae (Doğanın Düzeni) kitabının yayınlanması ile başlar.

7 Sınıflandırma, Türlerin Kökeni 1859 yılında yayımlandıktan sonra tümüyle ayrı bir anlam kazanmıştır. Darwin atasal bir türün, başlangıçta birbirine çok benzeyen, zamanla birbirinden farklılaşarak uzaklaşan iki kardeş türe bölünebileceğini önerdi. Dolayısıyla birbiriyle uzaktan akraba olan türler uzak bir geçmişte kalmış ortak bir atadan türerken, birbiriyle çok yakın olan türler oldukça yeni bir atadan türemişlerdir.

8 Kladistik yaşam ağacı

9 Yaşam Ağacı

10 Whittaker in 5 Alemli Sınıflandırma Şeması

11

12

13 Moleküler saat, temelinde, jeolojik geçmişte iki türün veya diğer taksonların birbirinden ne zaman ayrıldıklarını tespit etmek için fosil sabitlerinin ve moleküler değişim oranlarının kullanıldığı bir tekniktir. Moleküler saat, türleşme olarak adlandırılan olayların ortaya çıkma zamanlarını tahmin etmek için kullanılmaktadır. Bu tür hesaplamalar için kullanılan moleküler veriler, DNA'larda genellikle nükleotid dizileri veya proteinlerdeki amino asit dizileridir. Moleküler Saat

14 Moleküler Saat Emile Zuckerkandl ve Linus Pauling tarafından 1962 yılında, iki tür birbirinden ne kadar uzun süre önce ayrıldıysa hemoglobin amino asitlerinin de o derece farklılaştığını fark ederek düşünülmüştür. Proteinleri oluşturan aminoasitlerin genler üzerindeki kodlarında meydana gelen mutasyonların, göreceli olarak sabit bir hızda meydana gelmesine dayanır. Dolayısıyla, aynı protein dizisindeki genetik farklılıklara bakarak, bir türün diğerinden ne zaman ayrıldığı, sabit zaman aralıklarında meydana gelen mutasyonlardan anlaşılabilir.

15 Moleküler Saat Mutasyonlar bir DNA parçasında belirli bir hızla birikebilirler, üstelik bu birikme milyonlarca yıl gibi uzun bir süre devam edebilir. Örneğin bir hemoglobin bileşeni olan alfa-globin proteinini kodlayan gende, milyar yıl başına ortalama 0.56 baz çiftinde değişim olduğu bilinmektedir. Bu orandan moleküler bir saat olarak faydalanılabilir.

16 Moleküler bir saat gibi davrandığı böyle durumlarda DNA'nın bir parçası, soyların birbirinden ayrıldıkları zamanı tahmin etmek için çok güçlü bir araç haline gelir.

17 Moleküler saat hipotezinin farklı proteinler üzerinde kullanılmasıyla ayrışma zamanları tespit edilen hayvan grupları

18 Filogenetik, çeşitli organizma grupları arasındaki evrimsel ilişkinin araştırılmasıdır. Bu ilişkiler filogeni olarak adlandırılır.

19 Filogenetik terimi Yunanca kökenli olup phylon (soy), genesis (köken) terimlerinden türetilmiştir.

20 Bir Grup Organizmanın Filogenisi; O grup fertlerinin geçmişleri toplamına eşittir. Filogenisi tamamlanmış taksonomik kategori artık yaşamıyor demektir.tüm canlıların yok olmasıyla filogenisi tamamlanmış olacaktır.

21 Filogeniye göre tür ve tür üstü kategorideki taksonlar jeolojik dönemlerde türleşme süreçleri ile oluşmuşlardır. İki türün ortak bir atadan dallanma hali ne kadar yakın ise DNA ve amino asit dizileri de o kadar benzer olmalıdır.

22 Ontogeni Bir organizmaya ait; yumurtanın döllenmesinden ergin fert oluncaya kadar geçirdiği hayat evresi onun ontogenisidir. Ontogeni filogeninin özeti olarak bilinir. ONTOGENİ FİLOGENİ

23 Modern filogenetik sistematik kladistik Sistematikte kladistik analizin ilk tohumları Alman entomolog Willi Hennig in 50 yıl önce yazdığı bir kitapta atılmıştır. analize dayanmaktadır

24 Kladistiğe dayalı filogenetik ağaca kladogram denir. Bu ağaç bir dizi çift yönlü çataldan oluşur. Her dallanma noktası iki türün ortak bir atadan ayrılışını ifade eder. Bir kladogramdaki her bir evrimsel dala klad denir.

25

26 Biyologlar filogeniyi izleyebilmek için: Fosil kayıtlar, Jeolojik zamanların tarihinin incelenmesi, Karşılaştırmalı anatomi İki türün DNA sının karşılaştırılması ve Akraba ilişkileri

27 Monofilektik, parafilektik ve polifilektik taksonlar

28

29

30

31 Filogeninin kıta kaymalarında biyocoğrafik bir temeli bulunmaktadır Dünyanın geçmişi, türlerin günümüzdeki coğrafik dağılımlarını açıklamamıza yardım edebilir. Kıtaların yer değiştirmesi; yaşamın konumsal dağılımı ve kitlesel ortadan kalkmalar ya da biyolojik çeşitlilikte yaşanan patlama biçimindeki çeşitlenmeler gibi evrimsel dönemler ile ilgili en temel coğrafik etkendir.

32 Kıtaların Kayması Teorisi 1912'de Alman meteorolog Alfred Wegener tarafından ortaya atılmış olan ve kıtaların hareket halinde olduğunu fosil buluntularına dayanılarak bugünkü durumunu böylece aldığını öne süren bir teoridir.

33 YER DIŞTAN İÇE DOĞRU GİDEREK DAHA YOĞUN OLAN TABAKALARDAN OLUŞUR. Levhalar Astenosfer adı verilen mantonun en üst kısmının üzerinde hareket etmektedir. Levhaların bu hareketini sağlayan mantoda görülen konveksiyonel akıntılardır. (Astenosfer) Biribirine yakınlaşan levhalarda ağır olan denizel levha karasal levhanın altına dalarak mantoya batar. Mantonun dalma-batma bölgesinde hacim ve basınç artar.

34 Kıtaların hareketi Konveksiyon akımları, radyoaktivite nedeni ile oluşan yüksek ısıya bağlanmaktadır. Daha soğuk ve yoğun olan madde aşağı doğru inerken, daha az yoğun olan sıcak madde yukarı çıkar. Yukarıaşağı olan bu hareket sırasında madde hareket ederken aynı zamanda yüzeydeki plakaları da hareket ettirir.

35 Kıtaların Kayması Dünyanın çekirdeğinin sıcaklığı C ye varmaktadır. Buradan gelen enerjiyle ısınan magmanın yoğunluğu azaldığı için yüzeye doğru yükselir. Astenosfere kadar yükselen bu sıcak magma buradaki soğuk magmayı çevreye doğru iterek konveksiyonel akıntıların meydana gelmesine neden olur. Çevreye doğru itilen soğuk magma tekrar derinlere doğru inip ısınır ve yükselmeye başlar. İşte milyonlarca yıldır devam eden bu olay kıtaların kaymasına neden olmaktadır.

36

37 Levha hareketleri Süper Kıta oluşumuna neden olur. 250 Milyon yıl önce süper kıta Pangea vardı. Pangea'nın parçalanmasıyla bugünün kıtaları ortaya çıkmıştır. Süper kıta oluşum ve parçalanmasının 500 milyon yıllık periyotlarla tekrarlandığı ileri sürülüyor.

38

39 Kıtaların kayması Yaklaşık 250 milyon yıl önce Dünya daki tüm kara kütleleri Pangaea (dünya kıtası) isimli bir süper kıta halinde birleşikti. Ancak, 180 milyon yıl önce Pangaea kuzeyde Laurasia ve güneyde Gondwana olmak üzere iki parçaya ayrıldı. Bunlar daha sonra günümüzdeki kıtaları oluşturacak şekilde parçalandılar. Hindistan yaklaşık 10 milyon yıl önce Dünya nın en büyük ve en geç sıradağlarını oluşturacak biçimde Eurasia ya çarptı. Kıtalar günümüzde halen hareket etmeye devam etmektedir

40 Ay yüzeyine yerleştirilen lazer ölçüm cihazlarıyla yapılan ölçümde 6 yıl içinde Amerika kıtasının Afrikadan 6 cm uzaklaştığı tesbit edildi. Bu meteorolog ve jeofizikçi Alfred Wegener'in ortaya attığı 'kıta kayması' teorisinin ispatıydı

41 Atlas Okyanusu'nun her iki yakası arasında, kayaç yapısı ve jeolojik yapı açısından büyük benzerlikler vardır. Örneğin Brezilya kıyıları boyunca uzanan yaşlı kayaç kuşağı, Afrika'nın batı kıyılarındaki kuşakla uyum içindedir.

42 Ayrıca, Güney Amerika ile Afrika'nın Atlas Okyanusu kıyıları boyunca uzanan en eski deniz çökelleri Jura dönemindendir; bu durum da, bu dönemde iki kıtayı ayıran okyanusun bulunmadığına işaret eder.

43 Farklı kıtalardaki biyolojik türler ve fosiller birbirine benzerdir. Bu durum yaşam formlarının aynı bölgeden kaynaklandığı anlamına gelmektedir.

44 Dünya tek kıta halindeyken evrimleşen ve kalıtsal yapısı veya evrimleşmeye dirençliliği nedeniyle yapısını değiştirememiş ya da çok az değiştirmiş Canlıların her kıtada temsil edilmesi beklenmektedir. Bu düşünceye en iyi örnek Unca adı verilen bir yengeç türünün dağılışı verilmektedir. Amazonların ağzında bulunan çok küçük vücut yapısı bakımından ilkel ve köken olarak eski olan Unca adındaki yengeç türü dünyanın uygun birçok yerinde dağınık durumdadır. Bu yengeçlerin pasif ya da aktif olarak yayılma olanakları olmadığı için kıtalar birbirinden ayrılmadan önce oluştukları ve yayıldıkları kabul edilmektedir.

45 Kıtaların yap boz parçaları gibi birbirine uyması. Örneğin Afrika ile Güney Amerika nın doğu kıyıları gibi. Dolayısıyla bu durum kıtaların geçmişte bitişik olduğunu göstermektedir.