Thuis
Contacten

    Hoofdpagina


Vliebergh lezing – Fylogenie van de dieren Luc Brendonck

Dovnload 2.04 Mb.

Vliebergh lezing – Fylogenie van de dieren Luc Brendonck



Pagina1/6
Datum14.03.2019
Grootte2.04 Mb.

Dovnload 2.04 Mb.
  1   2   3   4   5   6

Vliebergh lezing – Fylogenie van de dieren

Luc Brendonck



1. Inleiding


Er is een enorme diversiteit aan leven, zowel actueel als uitgestorven. Om, onder andere, biologen toe te laten om met elkaar te communiceren over deze veelheid aan organismen, moet er een classificatie zijn van deze organismen in groepen. In het ideale geval moet deze classificatie een duidelijke betekenis hebben en niet arbitrair zijn. Daarvoor moet deze gebaseerd zijn op de evolutionaire geschiedenis van het leven zodat deze zelfs toelaat eigenschappen te voorspellen van nieuw ontdekte of weinig gekende soorten. Er is een zeer oude traditie van classificatieschema's in de biologie, die teruggaat tot 1700, ver vòòr Darwin zijn theorie van de natuurlijke selectie had voorgesteld.

Classificatie is slechts één aspect van het veel ruimere veld van de fylogenetische systematiek. In de systematiek probeert men de evolutionaire verwantschappen van de levende organismen te begrijpen en probeert men te interpreteren op welke manier het leven zicht heeft gediversifieerd in de loop van de tijd. Terwijl classificatie en taxonomie zich vooral bezighouden met het creëren van namen voor groepen, gaat de systematiek dus verder en probeert de evolutionaire geschiedenis en de onderliggende processen op te helderen. Maar geschiedenis is niet iets wat we kunnen zien. Het heeft ooit plaatsgegrepen en laat ons achter met de aanwijzingen van de eigenlijke gebeurtenissen. Biologen in het algemeen en systematici in het bijzonder gebruiken deze aanwijzingen om hypotheses of modellen van de evolutionaire geschiedenis te bouwen. Alleen met een dergelijke hypothese van de geschiedenis kan evolutie worden bediscussieerd. De fylogenie (de evolutionaire verwantschap) van de organismen is dan het fundamentele product van hun evolutie. Een fylogenetische hypothese is dus essentieel als je de biologische fenomenen probeert te begrijpen in evolutionaire termen.

Het cladisme is tegenwoordig de meeste gebruikte methode om organismen te klasseren volgens hun evolutionaire verwantschap. Het is de favoriete methode omdat het de evolutionaire theorie niet alleen erkent maar ze ook toepast.

Zoals met andere aspecten van de wetenschap is een model pas echt nuttig wanneer het niet alleen weergeeft wat werd waargenomen, maar ook dat het toelaat van voorspellingen te doen. Cladistische analyses produceren hypotheses over de verwantschap van organismen op een dergelijke manier dat ze ook toelaat de eigenschappen van deze organismen te voorspellen. Dit kan vooral belangrijk zijn wanneer wordt gezocht naar bepaalde genen (b.v. voor het verbeteren van de resistentie van gewassen) of medisch werkzame bestanddelen (b.v. voor het ontwikkelen van medicijnen). Enkel een hypothese gebaseerd op evolutionaire theorie laat deze toepassingen toe.

In tegenstelling tot eerdere methodes is het cladisme expliciet evolutionair. Daardoor is het mogelijk te onderzoeken op welke manier kenmerken van organismen (karakters) veranderen over de tijd; in welke richting en met welke frequentie veranderingen hebben plaats gegrepen, etc. Het wordt ook mogelijk afstammelingen te vergelijken van een gemeenschappelijke voorouder en te kijken naar patronen van oorsprong en extinctie in deze groepen, of te kijken naar de relatieve grootte en diversiteit van de respectievelijke groepen.

Aangezien veel wetenschappers willen weten hoe de huidige biologische diversiteit en bouwplannen zijn tot stand gekomen, grijpt er op dit moment aardig wat onderzoek plaats naar de evolutionaire verwantschappen tussen de grotere groepen van organismen. Evolutionaire systematici baseren hun taxonomie op een analyse van gelijkenissen en verschillen in anatomie, moleculaire biologie, gedrag en andere kenmerken, karakters genoemd. Veel van dat onderzoek heeft zich steeds gebaseerd op morfologische en ontwikkelingskenmerken, vooral deze die vroeg in de ontwikkeling tot uiting komen. Meer recent worden echter nieuwe inzichten in de fylogenie bekomen die vaak gebaseerd zijn op moleculaire kenmerken, zoals de studie van moleculen zoals genen of hun eiwitproducten.


2. Traditionele morfologische en ontwikkelingskenmerken


2.1. Indeling naar lichaamsvorm en -symmetrie

De voorbije eeuw hebben zoölogen getracht dieren te groeperen in Phyla (stammen) op basis van hun lichaamsstructuur, namelijk de algemene structurele en functionele organisatie van een dier. Een belangrijk kenmerk van een lichaamsstructuur is de symmetrie. De uitwendige lichaamsvorm kan ofwel volledig asymmetrisch zijn, ofwel één van de vormen van symmetrie vertonen zoals voorgesteld in figuur 1 en tabel 1.



Tabel 1. Vormen van symmetrie aangetroffen in het dierenrijk.




symmetrie




1.

Sferisch

Zoals een bal. Elke doorsnede door het middelpunt geeft twee helften die elkaars spiegelbeeld zijn.


2.

Radiaal

Zoals een wiel. Elke doorsnede die de as bevat geeft twee helften die elkaars spiegelbeeld zijn.

B.v. bepaalde kwallen en stekelhuidigen.



3.

Biradiaal

Slechts twee loodrecht op elkaar staande vlakken door het middelpunt verdelen het organisme in twee helften die elkaars spiegelbeeld zijn (ruimtelijke figuur met ellips als basis).

B.v. ribkwallen, sommige sponzen en anemonen.



4.

Bilateraal

Slecht één vlak door het middelpunt verdeelt het organisme in twee helften die elkaars spiegelbeeld zijn.

B.v. de hogere diersoorten.



Fig. 1. Types van lichaamssymmetrie bij mens en dieren.
Vrijbewegende dieren zijn meestal bilateraal symmetrisch. Bilaterale symmetrie hangt nauw samen met cefalisatie, de concentratie van zenuwweefsel en zintuigen aan één uiteinde van het dier, zodat voor- en achterkant verschillen. Het zenuwstelsel en de zintuigorganen zijn dan geconcentreerd in het voorste gedeelte van het lichaam omdat dit gedeelte het eerst in contact komt met het milieu. Bij radiaal symmetrische dieren bestaat het lichaam uit een centrale as waarrond gelijkaardige delen symmetrisch gerangschikt zijn. (Bi)radiale symmetrie biedt grote voordelen voor een sessiele levenswijze, want het laat het dier toe te reageren op alle uitdagingen van het milieu, vanuit welke richting deze ook mogen komen. Skeletten, omhulsels of kokers zijn meestal aanwezig als ondersteuningselement of als bescherming tegen beweeglijke aanvallers.

2.2. Groepering volgens het ontwikkelingspatroon

Naast de symmetrie worden nog enkele andere structurele kenmerken als belangrijk aanzien voor de classificatie van de dieren. De grote groepen worden meestal gerangschikt volgens de schijnbare complexiteit van het ontwikkelingspatroon (Fig. 2). Toenemende complexiteit suggereert immers de volgorde waarin de groepen elkaar tijdens de evolutie hebben opgevolgd.




  1   2   3   4   5   6

  • 2. Traditionele morfologische en ontwikkelingskenmerken

  • Dovnload 2.04 Mb.